Тандем - 2, шлакоблочные станки, бетоносмесители


Производство оборудования и технологии
Рубрики

Вибір розміру реактора

Основними показниками, від яких залежить розмір реактора, розмірністю якого є кубічний метр, являються: кількість, якість та тип сировини, а також обрана температура і час зброджування. Іс­нує декілька способів визначення необхідного об’єму реактора.

Співвідношення дози завантаження сировини за добу і ро­зміру реактора. Від часу зброджування (час обороту’ реактора) і вибраного температурного режиму залежить добова доза заванта­ження сировини. Час обороту реактора, для мезофільного режиму зброджування, становить від 10 до 20 діб, а добова доза заванта­ження — від 1/20 до 1/10 від загального обсягу сировини в реакторі.

Розмір реактора для переробки певної кількості сировини.

Виходячи з кількості тварин спочатку, для переробки в біогазовій установці, дослідним шляхом визначається добова кількість навозу (ДН). Для досягнення 86…92 % вологості сировина розбавляється водою. Співвідношення біомаси і води, що змішуються для отри­мання сировини, у більшості сільських установок, коливається від 1:3 до 2:1. Таким чином, добова кількість навозу (ДН) і води (ДВ), в якій вони розбавляються, визначає кількість завантажувальної си­ровини на добу (Д).

При мезофільному режимі, щоб переробити сировину, реко­мендується використовувати дозу добового завантаження Д, яка становить 10 % від обсягу загальної завантаженої в установку си­ровини (ОС). Загальний обсяг сировини в установці не повинен бу­ти більшим, ніж 2/3 об’єму реактора (ОР).

Таким чином, об’єм реактора розраховується наступним чи­ном

2

ОС < — ОР звідки ОР ж 1,50С,

де ОС — 10Д, Д ДН+ДВ.

Приклад 5. Присадибне господарство містить 20 свиней, 35 курей та 10 голів ВРХ. Кількість добових екскрементів від 1 ВРХ становить 55 кг, від однієї свині — 4,5 кг, від однієї курки — 0,17 кг. Обсяг добових відходів господарства ДН буде дорівнювати

10-55 + 20-4,5 + 35-0,17 = 550 + 90 + 5,95 = 645,96* 646 кг

Вологість екскрементів ВРХ і свиней становить 86 %, а куря­чого посліду — 75 %. Для досягнення 85 % вологості необхідно до­дати до пташиного посліду 3,9 літра води (близько 4 кг).

В результаті, добовою дозою завантаження сировини (Д) буде близько 650 кг. Повне завантаження реактора Д=Ю,10-650=65 кг, і обсяг реактора ОР = 1,5-65 = 97,5, або приблизно 100 м3.

Розрахунок виходу біогазу. Підрахунок виходу біогазу за до­бу здійснюється в залежності від типу сировини та добової порції завантаження (таблиця 3.2).

Таблиця 3.2 — Розрахунок виходу біогазу для різних типів сировини Г8.181___ т_____________________________________

Тип сировини

Вихід газу,

м3 на 1 кг сухої речовини

Вихід газу, м3 на 1 тонну при вологості 85 %

Навоз ВРХ

0,250…0,340

38,0…51,5

Свинячий навоз

0,340…0,580

51,5…88

Пташиний помет

0,310… 0,620

47…94

Кінський навоз

0,200… 0,300

30,3…45,5

Овечий навоз

0,300… 0.620

45,5…94,0

Приклад 6. Присадибне господарство містить 10 голів ВРХ, 20 свиней та 35 курей. Обсяг добової кількості екскрементів від ВРХ дорівнює 55 кг, від свині — 4,5 кг, від курки — 0,17 кг. Об’єм добових відходів господарства буде дорівнювати 550 кілограм екс­крементів ВРХ (вологість 85%), 90 кілограмам свинячих екскреме­нтів (вологість 85%) і 5,95 кілограмам курячого посліду (вологість 75%). Після розведення посліду водою для досягнення 85% волого­сті кількість сировини від курей буде складати близько 10 кг.

Згідно таблиці 2, вихід біогазу з 1 кг зіставить

— з навозу ВРХ при вологості 85 % приблизно 0,04…0,05 м3 біогазу;

— з свинячої біомаси при вологості 85 % приблизно 0,05 — 0,09 mj біогазу;

— з курячого посліду при вологості 85 % приблизно 0,05. -0,09 м біогазу.

Отже

— вихід біогазу з 550 кілограмів навозу ВРХ дорівнює 22.. .27,5 м біогазу;

— вихід біогазу з 90 кілограмів свинячої біомаси буде дорівнює 4,5…8,1 м3

біогазу;

— вихід біогазу з 10 кілограмів курячого посліду дорівнює 0,5…0,9 м3 біо­газу;

— загальний вихід біогазу дорівнює 27… 36,5 м3 біогазу за добу.

Баланс між потребою в енергії та виходом біогазу. Виходя­чи із суми всіх теперішніх та майбутніх споживчих ситуацій, таких

m

як приготу вання їжі, освітлення, виробництво енергії, можна вста­новити необхідність в енергії для кожного індивідуального госпо­дарства. В залежності від пори року, необхідно також враховувати споживання біогазу на підігрів сировини в реакторі, яке в умовах Киргизстану становить від 10 до 25 %. За витратами енергії, яку споживає господарство, можна встановити необхідну кількість біо­газу, Наприклад, спалювання 1 кілограма кізяку дорівнює спалю­ванню 0,7 м3 біогазу, спалювання 1 кг дров — 0,65 м3 біогазу, а 1 кг вугілля — 1,1 м3 біогазу.

На підставі часу, що витрачається, можна визначити необхід­ний добовий обсяг біогазу: 0,15…0,3 м3 біогазу необхідно для при­готування однієї порції їжі для однієї людини; 0,03. 0,05 м3 біогазу — для кип’ятіння 1 лі тра води; для опалення житла площею 1 м2 не­обхідно близько 0,2 м3 біогазу; 0,20…0,45 м3 на годину споживають побутові пальники.

Приклад 7. Сім’я з чотирьох осіб мешкає у будинку площею 100 м2, містить 20 корів на площі 100 м2 і переробляє біомасу у біо — газовій установці з об’ємом реактора 15 м3.

Для опалення приміщення площею 100 м потрібно близько 20 м3 біогазу на добу, а триразове приготування їжі для сім’ї з чо­тирьох осіб потребує від 0,6 до 1,2 м3 біогазу. 15 % вироблюваного біогазу необхідно для обігріву реактора (наприклад у вересні). Близько 6 м3 щодня витрачається для підігріву реактора установки об’ємом 15м3.

Близько 3 лі трів кип’яченої води необхідно на утримання одні­єї корови на добу, отже, для утримання 20 корів — необхідно заки­п’ятити 60 літрів води, на що піде 1,8…3,0 м3 біогазу на добу. Па здійснення опалення приміщень, необхідних для тварин, загальною площею 100 м2 необхідно 20 м’ біогазу на добу. Таким чином, на утримання тварин необхідно 21,8. ..23,0 м3 біогазу на добу.

Вибір місця розташування установки. Вибір місця, де має бути розташована установка свідчить, про те, що установка нале­жить фермі, а не кухні. Найонтимальнішим місцем для розташу­вання є територія, де ємність для змішування сировини безпосеред­ньо з’єднується з підлогою ферми. Дешевше, ніж транспортування

сировини буде, якщо навіть доведеться прокласти кілька метрів га­зових труб,.

Для того щоб, біомаса і відходи тварин потрапляли в ємність під дією сил гравітації самостійно, рівень підлоги ферми повинен розташовуватися вище рівня ємності для підготовки сировини. Для більш легкого розподілу біодобрив по полях, вузол вивантаження біогазової установки повинен бути розташований вище рівня при­леглих полів.

Вибір конструкції біогазової установки. На сьогодні розро­блена велика кількість конструкцій біогазових установок, які під­ходять для роботи в різних кліматичних умовах. Найважливішим етапом процесу планування є вибір конструкції біогазової установ­ки. Потрібно мати уявлення про базові проблеми, можливі для біо­газової установки, перед здійсненням вибору конструкції.

Для цілорічної роботи установки у місцевостях з порівняно холодним кліматом, таких як Україна, важливими чинниками яв­ляються ізоляція і підігрів реактора. Значний вплив на розмір, тип установки і конструкції систем завантаження і вивантаження сиро­вини мають кількість і тип сировини, що переробляється. Ще од­ним показником впливу вибору конструкції установки є наявність будівельних матеріалів.

Критерії для вибору конструкції. Місце будування визна­чає, в основному, підземний або надземний реактор і в разі надзем­ної конструкції, встановити — вертикальний або горизонтальний.

Порожні ями або металеві ємності та взагалі, будь-які існуючі споруди можуть бути використані для зберігання біодобрив. Необ­хідно враховувати наявність вже готових частин установки, для то­го, щоб зменшити витрати при плануванні.

Окрім розміру та форми ємності для зміщування сировини, наявність сировини може визначити й обсяг реактора, підігріваючі і перемішуючі пристрої. При утриманні твердих частинок нижче 5 % можливе здійснення перемішування за допомогою біогазу, який виділяг гься При вмісті в сировині більше 10 % твердих частинок, процес механічного перемішування може утруднятися.

Оставить комментарий