Системы перемешивания в биогазовых установках

Цели перемешивания

Перемешивание сброженной массы в реакторе повышает эффективность работы биогазовых установок и обеспечивает:

• высвобождение образующегося биогаза;
• перемешивание свежего субстрата и популяции бактерий;
• предотвращение формирования корки и осадка;
• предотвращение появления участков разной температуры внутри реактора;
• обеспечение равномерного распределения популяции бактерий;
• предотвращение формирования пустот и скоплений, уменьшающих рабочую площадь реактора.

Методы перемешивания

Перемешивание сырья может осуществляться следующими основными способами: механическими ме­шалками, биогазом, пропускаемым через толщу сырья и перекачиванием сырья из верхней зоны реактора в нижнюю. Рабочими органами механических мешалок являются шнеки, лопасти, планки. Приводиться в действие они могут вручную, или от двигателя.

Механическое перемешивание

Механическое перемешивание с помощью лопаточ­ных роторов используются чаще всего в горизонталь­ных стальных реакторах. Горизонтальная ось проходит по всей длине реактора. К ней крепятся лопатки или труб­ки, загнутые в петли. При повороте оси сырье переме­шивается, корка ломается, а осадок устремляется к вы­ходному отверстию.

Механические мешалки с ручным приводом наибо­лее просты в изготовлении и эксплуатации. Они исполь­зуются в реакторах небольших установок с незначительным выходом биогаза. Конструктивно они представляют собой горизонтально или вертикально установленный вал внутри реактора параллельно центральной оси.

На валу закреплены лопасти или другие элементы с винтовой поверхностью, обеспечивающие перемещение массы, обогащенной метановыми бактериями, по направлению от места выгрузки к месту загрузки. Это позволяет уве­личить скорость образованию метана и сократить время пребывания сырья в реакторе.

Гидравлическое перемешивание

С помощью насоса можно полностью перемешивать сырье при одновременной загрузке и выгрузке сырья. Та­кие насосы часто располагаются в центре реактора для выполнения дополнительных функций.

Пневматическое перемешивание

Пневматическое перемешивание путем инъекции вы­деляющегося биогаза обратно в реактор осуществляет­ся с помощью монтажа на дне реактора системы трубо­проводов и обеспечивает мягкое перемешивание сырья. Главная проблема таких систем заключается в проник­новении сырья в газовую систему. Это можно предотв­ратить, установив систему клапанов.

Перемешивание путем пропускания биогаза через толщу сырья дает хорошие результаты только в том слу­чае, если сбраживаемая масса сильно разжижена и не образует корки на свободной поверхности. В противном случае следует постоянно удалять всплывающие час­тицы или отделять крупные частицы перед загрузкой в реактор.

Частота перемешивания сырья для биогаза

Перемешивание может быть постоянным или периодическим в зависимости от режима работы реактора. Оптимальный режим перемешивания значительно уменьшает время сбраживания сырья и предотвращает образование корки.

Хотя частичное перемешивание случается за счет высвобождения из сырья биогаза, за счет темпера­турного движения и движения за счет поступления свежего сырья, такого перемешивания недостаточно.

Перемешивание должно производиться регулярно. Слишком редкое перемешивание сырья приведет к расслоению сырьевой массы и образованию корки, снижая, тем самым, эффективность газообразования. Хорошо перемешиваемое сырье может дать на 50% больше биогаза.

Слишком частое перемешивание может повредить ферментационным процессам внутри реактора - у бактерий нет времени «поесть». К тому же, это может привести к выгрузке не полностью переработанного сырья. Идеальным является осторожное, но интенсивное перемешивание каждые 4 - 6 часов.