Біогазові пристрої України
В Україні та СНД на 2002 рік нараховувалось більше 70 пристроїв, з яких, нажаль, працездатними є лише половина. Вітчизняні пристрої, можна розділити на чотири типи за методом завантаження і перемішування сировини, наявності системи обігріву та ізоляції (таблиця 3.1).
Таблиця 3.1 — Типи пристроїв
|
Спільною особливістю всіх пристроїв є сталевий реактор, який представляє собою утилізовану ємність для зберігання нафтопродуктів або води, залізничні цистерни.
Для змішування сировини використовують ємність, в якій цю сировину змішують з водою. Реактор виготовляється із сталевих ємностей і не являється утепленим. Протягом теплої пори року, пристрої працюють в психрофільному режимі, через відсутність ізоляції та підігріву реактору.
Завантаження сировини в реактор відбувається порційним методом, з періодичністю від 2 і більше разів на рік, вручну. З причини непродуманої конструкції пристрою, процес завантаження і вивантаження сировини ускладнений. За допомогою вбудованої у реактор мішалки сировина перемішується ручним способом один раз на добу. Газ зазвичай використовується безпосередньо для приготування їжі.
Приклад 1. Біогазова установка з перемішуванням без обігріву (рисунок 3.9). Установка була сконструйована у 2003 році і призначалася для отримання біогазу для опадения і приготування їжі та отримання рідких органічних добрив з біомаси двох господарств ВРХ, овечої та пташиної біомаси сусідніх господарств. Складовою установки є один надземний реактор без підігріву об’ємом 5 м3 з ручним способом завантаження, перемішування і вивантаження сировини.
1 — реактор; 2 — завантажувальний отвір; 3 — пристрій перемішування сировини; 4 — вивантажувальна труба Рисунок 3.9 — Зовнішній вигляд і схема біогазової установки |
Після монтажу навесні 2003 року установку завантажили трьома тоннами сировини і запустили працювати в психрофільному режимі протягом трьох літніх місяців. Біогаз, що виділився за літній період, вистачило лише на приготування їжі. З того ж року, вивантаження та завантаження сировини більше не здійснювалося.
Недоліки конструкції включають в себе недоробку системи ручного перемішування, незручність завантаження і вивантаження сировині і; непридатність для цілорічної ефективної роботи, економічну невигідність установки та відсутність ізоляції і обігріву реактору. Якщо на реакторі відсутній запобіжний пристрій, це може привести до розриву реактора через надлишковий тиск.
Пристрої з ізоляцією, ручним завантаженням, підігрівом і пневматичним перемішуванням сировини можна зустріти в Вінниць-
кий області. Ємністю для змішування сировини, в якій вона ручним способом розводиться водою, зазвичай служить діжка. Сировина підігрівається до мезофільних або термофільних температур в ізольованому реакторі, за допомогою електричного опалення, яке підігріває воду в реакторі, шо циркулює по трубах. Завантаження сировини в реактор здійснюється раз на тиждень і перемішується лише один раз на день. Газ збирається в окремому газгольдері та зазвичай використовується для приготування їжі. До внесення на поля добрив використовується сховище для їх зберігання.
Приклад 2. Біогазова установка з перемішуванням і обігрівом, яка розташована у Вінницький області України (рисунок 3.10).
1 — водогрійний котел; 2 — реактор; 3 — завантажувальний отвір; 4 — запобіжний клапан; 5 — газова мішалка; 6 — труба вивантаження сировини; 7 — проміжний газгольдер; 8 — ресивер; 9 — водяний затвор; 10 — бункер — накопичувач; 11 газгольдер; 12 компресор Рисунок 3.10 — Зовнішній вигляд и схема біогазової установки: |
Складовою частиною установки є підігрівальний підземний реактор, обсяг якого становить 5 м з ручним завантаженням, вивантаженням і пневматичним перемішуванням сировини. Пристрій був побудований в 2004 ропі на власні кошти, з метою одержання біогазу для опалення побутових приладів і рідких органічних добрив і переробляє біомасу господарства з 12 голів ВРХ.
Після монтажу на весні 2004 року пристрій почав працювати в термофільному режимі на подвір’ї. Завантаження пристрою здійснювалося кожен тиждень, в результаті вироблений біогаз використовувався для приготування їжі. Вивантажене добриво використовувалося для удобрення виснаженої ділянки землі під картоплю.
Установки з ізоляцією та підігрівом реактора, пневматичним перемішуванням і завантаження сировини поширені в Чуйській області Киргизстану. Для змішування сировини можна використовувати ємність будь-яких розмірів і форм, в залежності від роду сировини. Сировину греба розбавляти теплою водою, щоб уникнути уповільнення процесу переробки сировини в реакторі. Для перемішування сировини застосовують пневматичний спосіб, підігрів до мезофіль — ної або термофільної температури. Реактор має бути утепленим і зробленим із сталевих ємкостей. Газ збирається в окремому газгольдері, який також представляє собою сталеву ємність. Цей газ використовують для обігріву приміщень, приготування їжі, вироблення електрики і заправки автомашин. Біодобрива зберігають у пристосованих сховищах.
Приклад 3. Прикладом модернізоаної установка з перемішуванням і обігрівом може служити установка асоціації «Фермер» в с. Петрівка Чуйської області Киргизстану (рисунок 3.11).
Установка складається з 3 вертикальних (25 м2, 25 м2, 40 м2) і одного горизонтального (60 м2) реакторів з пневматичним завантаженням і перемішуванням, автоматичним відбором вироблюваного біогазу. Працює з 2002 року і переробляє біомасу 35 голів ВРХ, 160 свиней, 350 курей, а також привізну біомасу і фекалії — всього 10 тонн. Окрім реакторів, біогазовий модуль також складається з абсорбера для відділення вуглекислоти, газгольдерів загальним об’ємом 30 м3, газоелектричного генератора потужністю 30 кВт, а також установки для заправки автомашин і балонів біогазом.
В термофільному режимі працює лише горизонтальний реактор, об’єм якого становить 60 м3′ решта реакторів працює в мезофі — льному режимі. Для того, щоб температура залишалась оптимальною, модуль компонують в приміщеннях. Для того, щоб підігріти сировину, як)’ завантажують використовують гарячу воду, яка підігрівається вироблюваним газом. Для системи підігріву у газових котлах, застосовують інфрачервоні опалювальники. Для транспортування біомаси та отриманого добрива модуль забезпечують механізмами. На завантаженні і вивантаженні сировини працює трактор МТЗ-80 і розкидувач рідких добрив (РЖТ-5). Пристрої з гідравлічним перемішуванням сировини, ізоляцією та підігрівом реактора
1 — водогрійний котел; 2 — труба подачі сировини; 3 — пневмоперемі — шування; 4 — реактори; 5 — підігрів сировини; 6 — запобіжний клапан; 7 — газовідвід; 8 — водяний затвор; 9 — фільтр, 10 — компресор; 11 — ресивер; 12 — насос вакуумний; 13 — приймач навозу; 14 — ємність для підігріву води; 16 — бункер подачі; 17 — газгольдер; 18 — компресор високого тиску; 19 — газгольдери автозаправки; 20 — редуктор газовий Рисунок 3.11 — Зовнішній вигляд і схема біогазової установки |
Місцем знаходження таких установок є Чуйська обл. Киргис — тану, де знаходиться дві установки і одна — в Ошській області. Змішування сировини здійснюється в ємності, яка може бути різних форм та розмірів. Реактор виготовляється зі сталі і повинен бути утепленим. Сировину підігрівають до мезофільної температури і перемішують гідравлічним способом.
Приклад 4. Прикладом такої ж установки, як і в прикладі З, може служити установка на птахофабриці «2Т» в м. Канті Чуйської області Киргизстану (рисунок 3.12). Установка складається з трьох надземних реакторів з підігрівом, обсяг кожного становить 25 м2 з гідравлічним завантаженням, вивантаженням і перемішуванням сировини за допомогою відцентрових насосів.
1 — реактори; 2 — теплогенератор, 3 — ємність для підготовки сировини; 4 — насоси для закачки і перемішування сировини; 5 — ємність для зберігання добрив Рисунок 3.12 — Зовнішній вигляд і схема біогазової установки в м. Канте |
Теплоізоляційний шар покриває ємності біореактору. Обігрів енергією сонячних променів в другій і в третій камерах здійснюється за раху нок відкриття стулок, а підігрів перероблюваної біомаси в першій ємності реактора здійснюється автоматично водяним теплогенератором. Тепло всередині ємностей утримується теплозахисним шаром, через те, що у холодну нору року стулки закриваються.
Установку було побудовано у 2002 році за рахунок власних коштів власників птахофабрики, продуктивність роботи складає до 5 тонн сировини на добу. Після ремонту термін роботи установки склав три місяці у мезофільному режимі, після чого її призупинили.
Заван таження установки проводилося кожен тиждень, добриво, яке вивантажували постачали населенню. Біогаз не витрачався.
Установка була призупинена через недосконалість технології внесення рідких добрив. Недосконалість показника рівня сировини в реакторах приводить до неточностей при завантаженні сировини через те, що конструкція установки не передбачає використання вироблюваного біогазу. Установка вимагає конструктивного доопрацювання, але в цілому вона придатна до роботи.