Главная > О Биогазе > Книги о биогазе > Биогазовые установки. Практическое пособие > Характеристики процесса и методы получения биогаза

Характеристики процесса и методы получения биогаза

Большое разнообразие разных методов добычи биогаза можно свести к нескольким вариантам с точки зрения технических характеристик процесса. Принципиальное различие в методах работы разных установок состоит в способе подачи (методы порционной подачи/проточный), по типу смешивания (полное смешивание или пробочное проталкивание), одно- или многоступенчатая система и/ либо по консистенции субстрата (твердое сыръе или метод переработки в текучем-/мокром виде) (Изображение 4.1).

Метод периодической подачи

Для метода порционной подачи (в этом случае термин с английского „batch" значит загрузку, наполнение, порция) характерно наполнение бродильной камеры за один прием. Порция проходит брожение до конца заданного для этого времени, на протяжении которого субстрат не добавляют и не вынимают.

Производство газа начинается после наполнения, достигает максимальной производительности, после чего начинает падать (сравн. Изобр. 2.2). Под конец, по истечению заданного времени брожения, бродильная камера опустошается также за один прием. При этом часть бродильного шлама возвращают обратно чтобы привить «разработанные» бактерии.

4.1: Различия и особенности разных конструкций биогазовых установок

Для метода порционной подачи (Изобр. 4.3) характерны:

  • кроме жидких субстратов можно также перерабатывать твердые субстраты с высоким содержанием сухого вещества.
  • профилактические осмотры и ремонт ферментатора можно проводить после каждого цикла
  • необходимо иметь массу для прививания, которая в отдельных случаях может достигать больших порций
  • неравномерная выработка газа, если не использовать последовательно несколько резервуаров
  • надежный гигиенизирующий эффект.

Проточный метод

По такому методу работают почти все сельскохозяйственные биогазовые установки. Ферментаторы должны быть постоянно заполнены. При подаче свежего субстрата равное ему количество выталкивается из ферментатора. Проточный метод характеризуется:

  • последовательной подачей
  • постоянным процессом гниения
  • стабильной выработкой газа
  • профилактика и ремонт наполненного ферментатора возможны не в полном объеме.
4.2: Схематический обзор методов добычи биогаза

Метод полного смешивания

Установки, в которых субстрат полностью перемешивается как в котле, часто встречются в сельскохозяйственной практике. Новый поступающий материал перемешивается с одержимым ферментатора, так что отпадает необходимость в затравливании и процесс межет начинатся непосредственно после внесения.

Разумеется в проточных установках время брожения субстрата тогда соответствует расчитанному среднему времени брожения, поскольку вследствие смешивания часть свежего материала покидает ферментатор. При планировании этому фактору необходимо также приделить внимание. Загрузка бродильной камеры установок полного смешивания может достигать до 4 кг органического сухого субстрата на м3 объема в день.

Метод пробочного проталкивания субстрата

В установках, использующих пробочное проталкивание, субстрат продвигается как пробка в продольном направлении по ферментатору. Диаметр такого резервуара должен быть намного меньше чем его длинна, следует рассчитывать соотношение диаметра к длинне как минимум 1:4.

Мешалку необходимо установить поперечно к направлению течения, она может также подогревать течение. Перемешивание преимущественно будет происходить в поперечном направлении. То, что свежий материал будет перемешиваться с переброженым будет регулироваться названным способом вплоть до его прекращения.

Благодаря такой работе в этих установках удается достичь высокого гигиенизирующего эффекта. При определенных обстоятельствах может возникнуть потребность в затравливании с целью быстрейшего приведения процесса в действие. Важно отметить, что такая конструкция занимает много места.

4.3: Функциональная схема типичных методов добычи биогэаа

В зависимости от исполнения мешалки, установки такого типа можно загружать существенно выше чем становки полного смешивания. На практике известна загрузка 5-10 кг органического сухого вещества/м3 объема ферментатора в день. Как правило после описанного типа ферментатора устанавливают большой дображиватель, который делает возможным длительное брожение.

Одно или многоступенчатый метод

Брожение субстрата с целью получения биогаза может проходить с использованием одно или многоступенчатого метода ведения процесса.

При использовании одноступенчатого метода, как это уже было изложено в Главе 2.1, процесс брожения проходит 4 этапа в одном единственном резервуаре, для систем полного перемешивания эти этапы во времени и пространстве происходят параллельно, для установок системы периодического режима работы эти процессы происходят последовательно во времени один за другим. В установках пробочного движения наблюдается определенное временное смещение.

4.4: Ферментатор биогазовой установки для порционного брожения твердого навоза

При многоступенчатом методе пытаются разделить разные этапы процесса по разным камерам, как с помощью разных резервуаров или с помощью отделения в ферментаторе. При этом необходимо учесть, что для создания кислой среды и образования метана необходимы разные условия.

Многоступенчатые методы используются:

  • если субстрат должен обязательно пройти гигиенизацию,
  • если объем бродильной камеры небольшой, а мы стремимся повысить степеь гидролиза или разложения,
  • если субстраты тяжело перемешивать с технической точи зрения и при очень большой загрузке ферментатора, если планируется пробочное движение субстрата.

Включите JS

Часть чистой прибыли нашей компании, поступает в фонд помощи детям:

Фонд "Руки Добра"