Солнечная электростанция 30кВт - бизнес под ключ за 27000$

15.08.2018 Солнце в сеть




Производство оборудования и технологии
Рубрики

Системи підігріву сировини

Велика кількість біогазових установок невеликих розмірів бу­ла побудована в Україні без теплоізоляції і систем підігріву. Через відсутність системи підігріву установка може працювати тільки в психрофільному режимі, отримуючи біогаз і біодобрива в меншій кількості, ніж у мезофільному і термофільному режимах. Для того, щоб вироблялася більша кількість біогазу та біодобрив і відбувало­ся знежирення сировини, користуються такими методами викорис­товуються підігріву;

— прямий підігрів у вигляді пар; або гарячої води, яка змішується з си­ровиною;

— непрямий підігрів через теплообмінник в цьому випадку матеріал підігрівається гарячою водою не змішуючись з нею.

Прямий підігрів. Прямий підігрів паром має серйозний недо­лік — установка потребує наявність парогенеруючої системи, що включає очищення води від солей, і, при застосуванні підігріву па­рою, може трапиться перегрів сировини. Висока вартість такої сис­теми обігріву робить її економічно вигідною тільки при викорис­танні у великих установках, які переробляють стічні води. Дода­вання г арячої води підвищує вологість субстрату і повинно викори­стовуватися тільки там, де це необхідно.

Непрямий підігрів. Непрямий підігрів здійснюється теплоо­бмінниками, розташованими всередині або зовні реактора, в залеж­ності від форми реактора, типу сировини і способу експлуатації установки.

Теплообмінний апарат (теплообмінник) — це пристрій, призна­чений для нагрівання, охолодження або змінювання агрегатного стану теплоносія (. Найчастіше в теплообмінних апаратах (ТОА) здійснюється передача теплоти від одного теплоносія до іншого, тобто нагрівання одного теплоносія відбувається за рахунок охоло­дження іншого. Теплообмінники із двома теплоносіями за принци­пом дії підрозділяються на три основні групи:

— рекуперативні;

— регенеративні;

— змішувальні.

Рекуперативні ТОА — апарати, у яких теплота від одного теп­лоносія до іншого передається через поділяючу їхню стінку (рису­нок 3.23).

image092

1 — корпус теплообмінника, 2 — між трубний простір, 3 — пучок труб, 4 — кри­шка

Рисунок 3.23 — Схема найпростішого кожухотрубного рекуперативного теплообмінника для передачі теплоти

Стінка, що обмивається по обидва боки теплоносіями, назива­ється робочою поверхнею теплообмінника. Вона виконується з ма­теріалу з гарною теплопровідністю (міді, сталі, латуні, сплавів алю­мінію й Т. Д.).

Найпоширенішими є трубчасті теплообмінники, у яких один теплоносій рухається в трубах, а інший в міжтрубному просторі. У таких ТОА гарячий і холодний теплоносіїв не контактують, тому

можна використати найрізноманітніші їхні сполучення.

Рекуперативні теплообмінники підрозділяються залежно від напрямку руху теплоносіїв на:

— прямоточні — якщо теплоносії рухаються в однаковому на­прямку;

— противоточні — якщо теплоносії рухаються в протилежному напрямку;

— з перехресним струмом — якщо теплоносії рухаються у взає­мно перпендикулярних напрямках. Можливий багаторазовий пере­хресний струм.

image093

a G в г

а — прямоточні; б — противоточні; в, г — з перехресним струмом —гарячий теплоносій; < — холодний теплоно-

Рисунок 3.24 — Схеми руху теплоносіїв

На практиці зустрічаються більш складні схеми руху теплоно­сіїв, що включають різні комбінації основних.

До рекуперативних теплообмінників можна віднести також теплообмінники із проміжним теплоносієм.

Регенеративні ТОА — апарати, у яких поверхня нагрівання пе­ріодично обмивається то гарячим, то холодним теплоносієм (рису­нок 3.25). При цьому теплота, що віднімається від теплоносія, пері­одично передається і нагріває середовище. Як поверхня нагрівання, в таких теплообмінних апаратах використовується твердий, достат­ній масивний матеріал (цегли, різні засипання, листи металу).

image094

1, 2 — запірна арматура

Рисунок 3.25 — Регенеративний підігрівай повітря періодичної дії з пе­ремиканням потоків, що рухаються через насадку

Режим роботи генераторів, у відмінності від рекуператорів, нестаціонарний, періодичний. Регенератори й рекуператори за спо­собом передачі теплоти ставляться до поверхневих теплообмінни­ків.

Змішувальні ТОА — апарати, у яких теплота передається при безпосереднім змішанні охолоджуваної й середовища, яке нагріва­ється (контактні теплообмінники). Вони прості й компактні.

Використовуються змішувальні теплообмінники для теплоно­сіїв, що легко розділяються, їх ретельно перемішують, рідини розп­рискують або розбивають на дрібні струмені.

Із всіх типів теплообмінників найбільш широке поширення одержали рекуперативні.

Підігрів пі щоги не показав добрих результатів, тому що осад, який накопичується на дні реактору, ускладнює підігрів сировини. Вну-ірішній підігрів є гарним рішенням, якщо теплообмінник дос­татньо міцний, щоб не зламатися при русі сировини в реакторі Чим більша площа теплообмінника, тим більш однорідне підігрівається сировина і краще протікає процес ферментації (рисунок 3.26). Зов­нішній підігрів за допомогою теплообмінника з теплопровідними елементами на поверхні стін реактору біогазової установки менш ефективний через втрати тепла з поверхні стін. З іншого боку, вся стіна реактору може бути використана для підігріву й всередині ре­актору, якщо ніщо не перешкоджає руху сировини. Проміжний пі-

дігрів сировини здійснюється звичайно в бункері завантаження і забезпечує переваги більш легкого доступу для очищення та ремо­нту реактора.

image095

1 — корпус теплообмінника, 2 — середовище, З — нагрівач

Рисунок 3.26 — Пристрій для непрямого підігріву сировини

Певних температурних умов переважно близьких для досяг­нення оптимуму процесу потребує анаеробна переробка для досяг­нення максимальної ефективності утворення біогазу. В Україні, щоб досягти потрібної температури процесу та запобігання витрати енергії необхідними є ізоляція реактору і системи підігріву. Для пі­дігріву за допомогою електрики реактора до мезофільної темпера­тури в середньому необхідно 330 Вт на 1 м3 об’єму реактора.

Найпоширенішою системою для підігріву сировини є система зовнішнього підігріву з котлом, що нагріває воду, який живиться завдяки біогазу, твердого палива або електриці (рисунок 3.27). Теп­лообмінники (рисунок 3.27) у вигляді змійовиків, секцій радіато­рів, паралельно зварених труб, використовуються у якості нагріва­льних елементів, в яких гаряча вода з температурою близько 60 °С служить теплоносієм. Підвищення ризику налипання зважених на поверхні теплообмінника часток завдає більш висока температура. Місце для розташування теплообмінників, щоб уникнути осаджен­ня твердих частинок на їх поверхні, рекомендується вибирати в зоні дії перемішуючого пристрою.

image096

Рисунок 3.27 — Загальний вид водонагрівального котла системи обігрі­ву реактора в с. Петрівка

Монтаж системи обігріву. Умови, необхідні для природного руху рідини важливо забезпечити при здійсненні монтажу системи обігріву. Треба забезпечити подачу гарячої води у верхню точку системи, а повернення охолодженої води — у нижню точку.

Для випуску повітря з верхніх точок на трубопроводах опа­лення повинні бути встановлені вентилі, а для компенсації зміни об’єму води система обігріву повинна бути обладнана розширюва­льним бачком. Щоб контролювати внутрішню температуру реакто­ра встановлюється термометр.

Оставить комментарий