- •Лекція 8 Особливості вибору установок з використанням біопалива.
- •Параметри й оптимізація процесу зброджування
- •Дотримання температурного режиму
- •Мінімальна середня температура
- •Оптимальна температура
- •Зміни температури
- •Час зброджування
- •Час обороту реактора
- •Добова доза завантаження сировини
- •Час переробки сировини
- •Кислотно-лужний баланс
- •Регулярне перемішування
- •Типи сировини
- •Біогазові установки Методи завантаження
- •Методи збору біогазу
- •Будівництво біогазової установки. Вибір розміру реактора
- •Системи перемішування
- •Системи підігріву сировини
- •Схеми біогазових установок
Лекція 8 Особливості вибору установок з використанням біопалива.
Основні вимоги до установок з використанням біопалива, вибір виду палива, вибір типу і розміру метантенка.
Параметри й оптимізація процесу зброджування
Кислотоутворюючі й метаноутворюючі бактерії зустрічаються в природі повсюдно, зокрема в екскрементах тварин. Наприклад, у травній системі великої рогатої худоби міститься повний набір мікроорганізмів, необхідних для зброджування гною, а сам процес метанового шумування починається ще в кишечнику. Тому гній ВРХ часто застосовують як сировину, що завантажується в новий реактор, де для початку процесу зброджування досить забезпечити наступні умови:
• підтримку анаеробних умов у реакторі;
• дотримання температурного режиму;
• доступність живильних речовин для бактерій;
• вибір правильного часу зброджування й своєчасне завантаження й вивантаження сировини;
• дотримання кислотно-лужного балансу;
• дотримання співвідношення вмісту вуглецю й азоту;
• вибір правильної вологості сировини;
• регулярне перемішування;
• відсутність інгібіторів процесу.
Дотримання температурного режиму
Температурні режими процесу зброджування
Підтримка оптимальної температури є одним з найважливіших факторів процесу зброджування. У природних умовах утворення біогаза відбувається при температурах від 0°C до 97°C, але з урахуванням оптимізації процесу переробки органічних відходів для одержання біогаза й біодобрив виділяють три температурних режими:
• психофільний температурний режим визначається температурами до 20 - 25°C,
• мезофільний температурний режим визначається температурами від 25°C до 40°C і
• термофільний температурний режим визначається температурами понад 40°C.
Мінімальна середня температура
Ступінь бактеріологічного виробництва метану збільшується зі збільшенням температури. Але, тому що кількість вільного аміаку теж збільшується з ростом температури, процес зброджування може сповільнитися. У середньому біогазові установки без підігріву реактора демонструють задовільну продуктивність тільки при середньорічній температурі близько 20°C або вище або коли середня денна температура досягає щонайменше 18°C. При середніх температурах в 20-28°C виробництво газу непропорційно збільшується. Якщо ж температура біомаси менша 15°C, вихід газу буде такий низький, що біогазова установка без теплоізоляції й підігріву перестає бути економічно вигідною.
Оптимальна температура
Відомості щодо оптимального температурного режиму різні для різних видів сировини, але на підставі емпіричних даних, оптимальною температурою для мезофільного температурного режиму є 34 - 37°C, а для термофільного 52 - 54°C. Психофільний температурний режим дотримується в установках без підігріву, у яких відсутній контроль за температурою. Найбільш інтенсивне виділення біогаза в психофільному режимі відбувається при 23°C.
Зміни температури
Процес біометанації дуже чутливий до змін температури. Ступінь цієї чутливості у свою чергу залежить від температурних рамок, у яких відбувається переробка сировини. При процесі ферментації можуть бути припустимі зміни температури в межах:
• психофільний температурний режим: ± 2°C на годину;
• мезофільний температурний режим: ± 1°C на годину;
• термофільний температурний режим: ± 0,5°C на годину.
До переваг термофільного процесу зброджування відносяться: підвищена швидкість розкладання сировини й, отже, більш високий вихід біогазу, а також практично повне знищення хвороботворних бактерій, що містяться у сировині.
Недоліками термофільного розкладання є: велика кількість енергії, необхідна на підігрів сировини в реакторі, чутливість процесу зброджування до мінімальних змін температури й більш низька якість одержуваних біодобрив.
При мезофильном режимі зброджування зберігається високий амінокислотний склад біодобрив, але знезаражування сировини не таке повне, як при термофільному режимі.