Проект фермы крс на 400 голов с разработкой производственной линии уборки и утилизации навоза. Конструкторская часть: энергосберегающаятехнологияпереработкинавоза крс. Анаэробное сбраживание в биогазовых установках (бэу)

Рисунок 10. Классификация и особенности биогазовых технологий


5.3.5. Метантенки
Главным узлом биоэнергетической установки является метантенк (метантенк) для анаэробного сбраживания биомассы. На их типах и основана классификация биогазовых установок.
Конструкции метантенков различны и отличаются режимами загрузки биомассы (проточные или накопительные) и способами загрузки (непрерывные или периодические) (рисунок 11).

Рисунок 11. - Различные конструкции метантенков:
а – цилиндрическийметантенк с верхней загрузкой; б – цилиндрический ме-
тантенк с нижней загрузкой; в – цилиндрический двухсекционный метантенк;
г – наклонныйметантенк; д – траншейный метантенк с плавающим покрытием;
е – горизонтальный секционный метантенк.
При непрерывной (проточной) схеме субстрат загружают через определенные промежутки времени (до 10 раз в сутки), одновременно удаляя такое же количество сброженной массы. Такая схема позволяет получить максимальный выход биогаза при соблюдении всех условий сбраживания.
При периодической (накопительной) схеме, метантенки (минимум два) загружают по очереди, при чем, свежий субстрат смешивают с остатком сброженного шлама. Биогаз начинает образовываться по истечению 5-6 суток и при достижении максимального количества постепенно снижается до минимума.
Затем сброженный субстрат выгружают, и метантенки снова загружают свежим субстратом.
Если температура значительно превосходит заданный режим, то это может привести к полной остановке процесса распада. Метантенк должен иметь хорошую теплоизоляцию, чтобы снизить расходы на производственный процесс получения газа. В метантенке должны быть оборудованы системы загрузки, отопления, перемешивания, и выгрузки отработанного субстрата (шлама). Метантенки (реакторы) выполняются из железобетона, стали или пластмассы.
Для обеспечения оптимального брожения все действующие в настоящее время установки имеют систему подогрева, вмонтированную внутри метантенков. Кроме этого, подавляющее большинство установок имеют теплообменники и при подготовке субстрата для подачи в метантенк.
Практика в этой связи показала, что переходы между температурными диапазонами являются плавными и микроорганизмам вредит, в первую очередь, быстрое изменение температуры, и напротив, метаногенные микроорганизмы могут в случае медленного изменения температуры приспособиться кразличным ее уровням. Поэтому для стабильности технологического процесса важна не так абсолютная температура, как в гораздо большей степени постоянство уровня температуры.
Биогазовые технологии можно разделить на следующие виды исходя из объемов метантенков:
а) малой мощности (5 – 20 м³, для фермерских хозяйств);
б) средней мощности (200 – 1000 м³, для животноводческих комплексов);
в) большой мощности (1000 – 10000 м³, на промышленных заводах).
В России имеется несколько организаций, которые занимаются разработкой и созданием биогазовых установок.
Установки имеют подогревательные и перемешивающие устройства, процессы автоматизированы. Режим работы – мезофильный.
Все метантенки цилиндрической формы, но 77% имеют горизонтальное расположение. Это говорит о том, что установки располагаются вне животноводческих помещений на открытых площадках. Следовательно, для применения в климатических условиях Бурятии эти установки не подходят.
Стоимость биогазовой установки во многом определяется сложностью ее конструкции и отсутствием в ней оригинальных деталей. Несмотря на то, что метантенквляется наибольшей частью установки, затраты на него не превышают 30% всех затрат на саму установку. Поэтому для повышения эффективности переработки сырья, как следствие, необходимо уменьшать объемы метантенков.