Метанове бродіння

Метанове бродіння здійснюється у схемах періодичної безперервної та ступінчастої (двостадійної) технології. Періодична схема вимагає застосування декількох реакторів для забезпечення безперервності отримання газу. У такому разі якщо один реактор працює, то другий завантажується (слід урахувати, що розвантажування здійснюють на 0,7…0,8 величини робочого об’єму з метою збереження мікрофлори для початку нового циклу бродіння). Крім того, така схема не можлива без газгольдеру, оскільки в робочий об’єм реактора не має проникнути кисень (пригнічується життєдіяльність анаеробних мікроорганізмів). За проточною схемою процес завантаження метантенка проходить безперервно або через певні проміжки часу з одночасним видаленням відповідного об’єму маси, що відбродила (об’ємно-доливний спосіб). Головною технологічною умовою проточної системи є відповідність між швидкістю зростання кількості мікроорганізмів та швидкістю перетікання сировини. За такої умови інтенсивність бродіння максимальна. Щоб підвищити швидкість розкладання біомаси, процес бродіння проводиться у дві стадії – кисла (виділення СО₂) та метанова (виділення СН₄) – в одному реакторі.

За конструкцією метантенки виконуються горизонтальними та вертикальними. За ступенем знезаражування – однопорожнинними та дво- чи трипорожнинними.

Нагрівальні пристрої метантенка виконують вбудованими у стінку камери і розташованими в нижній частині за периметром у формі змійовика, в якому циркулює вода з температурою 60…70 °С. Крім такої системи підігрівання, застосовують спосіб пропускання пари через шар субстрату (може призвести до відхилення технологічної норми вологості) та використовують виносні теплообмінники типу «труба в трубі».

Для забезпечення рівномірності параметрів бродіння в усьому об’ємі реактора застосовують операцію перемішування за допомогою механічних, гідравлічних та пневматичних пристроїв.

5.1.3. Розподіл продуктів ферментації (бродіння)

Збирання газової складової здійснюється в газгольдерах низького (до 5 кПа), середнього (2…20 кПа) та високого (понад 2 ГПа) тиску.

Найбільш поширеними газгольдерами низького тиску є «мокрі»
газгольдери. Конструктивно вони складаються з рухомої частини (ковпака), що занурюється в басейн з водою (нерухомої частини) (рис. 5.1). Під ковпак підводиться газопровід. Висота ковпака визначає висоту водяного резервуара. Щоб не збільшувати розміри резервуара, ковпак виконують телескопічним (рис. 5.2). Інші конструктивні рішення «мокрих» газгольдерів подано на рис. 5.3.

а б

Рис. 5.1. «Мокрий» газгольдер:
а – після видалення; б – після заповнення; 1 – ковпак; 2 – басейн

До основних недоліків цих установок, окрім високої матеріалоємності, належить потреба у їх розміщенні в опалюваних приміщеннях чи обігрівання гідравлічного затвору в холодний період року.

Рис. 5.2. «Мокрий» газгольдер з телескопічними кільцями:

1 – басейн; 2, 3, 4 – складові ковпаку; 5, 6 – гідравлічні затвори

Рис. 5.3. Газгольдери «мокрі» низького тиску:
а – постійного об’єму, суміщеного з метантенком (р =1...3 кПа);

б – змінного об’єму, суміщеного з метантенком та плівковою кришкою (р = 1кПа);

в, г – змінного об’єму, суміщеного з метантенком (р < 5 кПа)

Щоб уникнути останнього недоліку, застосовують «сухі» газгольдери (рис. 5.4). Їх можна розміщувати простонеба.

Рис. 5.4. «Сухі» газгольдери низького тиску з гнучкими елементами:

а, б, в – з регулюванням (підтримуванням) тиску за допомогою противаг;

г – з регулюванням (підтримуванням) тиску пневматичним способом

Резервуари для збирання газу середнього та високого тиску виконують циліндричної або сферичної форми. Газ у них подається компресорними установками – енерговитратним елементом біогазової установки.

Тверда складова бродіння проходить технологічну операцію зневоднення шламу за допомогою таких методів: гравітаційного, динамічного, відцентрового, флотаційного або їх комбінацій. Найчастіше застосовують гравітаційні (вертикальні та горизонтальні) відстійники або дугові сита та віброгрохоти (динамічний метод).

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
КОНСТРУЮВАННЯ БІОГАЗОВИХ УСТАНОВОК	\|	Розрахунок основних блоків технологічного обладнання біогазових установок

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.005 сек.