1598005433-e56a4b827448586987c6a2104f124b32 (811215), страница 6
Текст из файла (страница 6)
ннн н осажденнн шлама, Б — накооо тель шлама; à — пространстно длк наконленнн газа, à — оодсча ».н,ского наасза; 2 — откол круонодчсосОсн гз шла. ме, г — отвод мел,.з,тшнерсног шлама; Ч вЂ” отбор газа; 5 — перемешана ок ее устройство, работающе* на сжатом га. зе, ь — насос. 8 Заказ нтбб 32 ЗЗ вЂ” заданный выход газа или степень сбраживания субстрата как функция от концентрации сухих веществ, загрузки рабочего пространства, времени цикла сбраживания и интенсивности перемешивания; — применяемая система производства; — уровень механизации.
Эти факторы определяются условиями производства и целями технологического процесса. Форма реактора и применяемые строительные материалы (рис. 10). С точки зрения статической прочности, создания условий для перемещения жидкого субстрата (затрат энергии на перемешивание), отвода осадков и разрушения плавающей корки предпочтительным представляется использование яйцеобразного резервуара (рис.
10, а). Однако в крупных установках его делают только из бстона. Поэтому высокая стоимость изготовления таких резервуаров существенно ограничивает их применение. В то же время для меньших объемов (около 30 м') можно изготовлять реакторы такой формы из полиэфирной смолы, армированной стекловолокном (стеклопластика). Весьма возможно, что в будуцгем резервуары такого типа найдут широкое применение в сельскохозяйственных биогазовых установках. Цилиндрический резервуар с коиусной верхней или нижней частью (рис. 10, б), как и яйцеобразный, обладает тем преимуществом, что для него характерны ветка большое пространство д ааа1пюао лАюа для накопления газа, коизаага сгыслг ат центрированная в ограниченном объеме плавающая корка, а также хоро— + ший отвод шлама.
Однаа ко по сравнению с яйцеобразной эта форма реактора создает менее благоприятные условия для пе'е ст ремещения жидкого суб- 8 ч г страта. Резервуары такой . -О-- —. — формы, используемые в коммунальных установках для очистки и разлоРмс. !О. ФОРМЫ рЕаКтОрОВ дпя жЕНИя СТОКОВ, ИЗГОтОВЛяанаэробного сбражииапия жид. КОГО Наиоэа. чаемых к применению в сельском хозяйстве реакторов меньшей вместимости предпочтительнее с точки зрения затрат стальные конструкции. При изготовлении нх нз стеклопластика можно достигнуть лучших результатов в отношении условий перемещения субстрата.
Цилиндрический резервуар (рис. 10, в) по сравне- нию с резервуарами обеих описанных выше форм соз- дает худшие условия дли перемещения субстрата, а так- же из-за большой поверхности контакта сред требует более высоких затрат на удаление осадка и разрушение плавающей корки, что связано с увеличением расхода энергии на перемешивание. К его преимуществам можно отнести относительно простую технологию изготовления, которая опирается на обширный опыт строительства ем- костей для сельскохозяйственных целей (стальные, бе- тонные, стеклопластиковые силосы для консервирования кормов, зерно- и навозохраиилища), Если цилиндрический резервуар разделить попереч.- ной перегородкой на две камеры, то по сравнению с за- тратами, необходимыми для изготовления двух отдель- ных резервуаров (система с попеременным использова- нием реакторов — рис. 10, г илн проточная система— рис. 11), получим экономию, При такой компоновке не только отпадает необходи- мость в теплоизоляции наружных стенок резервуара, но и улучшается теплоперсдача между обеими камерами через перегородку, выполненную из теплопроводного материала.
Встраивание в эту перегородку нагреватель- ного устройства дает дополнительные конструктивные и энергетические преимугцества 182) . В простых, большей частью небольших установках„ возводимых собственными силами, можно делать бро- дильную камеру кубической формы (в виде бассейна или ямы с крышкой), как показано на рисунке 10, д. крышками, т. е.
не имеют подвижного газового кол- д угааауа»' аов лдатуату $ йладг згасудаа в ааааа 1уал ибагалла ,(аг)лаа /ау ° р йуладу Рис. И Горпзоггтальный реак. тор с простейшим перемешиваюшнм устройством [11]. Рпс 12, Простейшая двухкамерная биогазопая установка (Филиппины) [! 44].
Такой реактор можно тоже разделить на две части: главную бродильную камеру и камеру для окончательного этапа сбраживания и осаждения шлама. Установки этого типа не позволяют получить высокую степень разложения субстрата, так как в них не обеспечивается ни равномерное перемешивание массы, ни управление загрузкой рабочего объема камеры и временем пребывания массы в реакторе, что необходимо для получения максимального выхода газа.
Разрушение плаваюшей корки и осадка связано с большими затратами (рис. 12). В горизонтальном резервуаре (рис. 10, е) субстрат перемешается в продольном направлении, причем для не больших установок можно применять цилиндрические 26 . реакторы, сделанные из стали или стеклопластика [ Наклонное расположение продольной оси резервуара облегчает стекание шлама по направлению к выгрузному отверстию, Такая конструкция удобна для размещен . 13, ния простейшего перемешивающего механизма (рис 1 ), Бродильная камера в виде вырытой в грунте траншеи (рис, 10, ргс и 14) позволяет обрабатывать большие количества субстрата.
В качестве строительного материала используют, как правило, бетон. В настоящее время принцип сбраживания в траншее с наклонным дном и плавающей кртяшкой получил дальнейшее развитие в США (рис. 15). Из соображений экономии затрат и создания лучших условий для разрушения плавающей корки реакторы более крупных проточных установок оснащаются большей частью жесткими Рис. 14. Траишейная биогазовая устанониа системы «дармштадта [116]. и — бродааьная камера; б -- перемеюнкаюшее уси ойстао; ив наконггтеа] ~наема; г — греййгер дая загрузки твердых матерна. аок; д — газгольдер.
пака (газосборника). Более целесообразно регулировать объем пространства для накопления газа в соответствии с его выходом и необходимым давлением в более дешевом специальном газгольдере. При эксплуатации установок с попеременным использован тем реакторов с жестким газосборником, а также аналогичных установок с газгольдерами следует предусмотреть, чтобы освобождающийся при опорожнении реактора объем был обязательно заполнен газом, поступающим в обратном направлении из газгольдера. Такая схема требует соответственно увеличения вместимости газгольдера. В обеих технологических схемах нужно в каждом отдельном случае решать вопрос о рациональности выбора жесткой или плавающей констРукшш газосборника с учетом размеров установки, условий ее эксплуатации и затрат на изготовление.
Особое положение занимают эластичные реакторы, используемые в странах Восточной Азии. Они состоят из плотной прорезиненной или пластмассовой оболочки, усиленной тканевыми прослойками и имеющей форму пузтяря, которая для восприятия статических нагрузок либо заглублсна в полусферическую выемку в грунте 34 7Гггтсгтгй лег лмт Р ис.
13 Р и«. 1т Рис. 75. Траншестная биогазпаая установка «Плаг флпу дидятестер» [451. а — бойлер; б — пслача гсрячсй есды; е — брсднлеиая качера; с — плаиаиипие гы спластсаые плиты; д — алаетичиый геасгбсрипк Рис. 76. Реактор с эластичной оболочкой (Восточная Азия) [1441. (рис.
16), либо находится на поверхности земли н помещается внутри жесткого цилиндрического ограждения [35). 3.2.2. Нагревательные устройства Чтобы получить необходимую для процесса брожения температуру и по возможности поддерживать ее на постоянном уровне, следует прежде всего подогреть подаваемый в реактор субстрат до нужной температуры; дополнительный же подвод теплоты необходим для компенсации тепловых потерь. В принципе теплоту можно подводить к субстрату в рабочем пространстве реактора или в питающем его устройстве.
Поскольку перепады температуры отрицательно влияют на ход биологического процесса, необходимо по возможности сочетать подвод теплоты с интенсивным перемешиванием. Кроме того, в системе подвода теплоты необходимо предусмотреть, чтобы на поверхностях теплопсредачи не могли откладываться взвешенные в субстрате твердые частицы (поэтому рекомендуются, например, высокие скорости движения субстрата относительно поверхностей теплопередачи) или чтобы эти поверхности легко очищались. И наконец, на работу теплообменника недолжно влиять присутствие в субстрате твердых материалов (например, стеблей соломы, перьев, шерсти), Подогрев в рабочем пространстве Для небольших реакторов с персмешнвающпми устройствами вполне подходят теплообмеииые нагревательные агрегаты (например, шланги, цилиндрические или плоские теплообмениики), через которые прокачивается горячая вода (д(60сС) и которые можно вынимать из реактора при его очистке.
Нагреватели, встроенные в стенки реактора, целесообразно применять с точки зрения их КПД ,тишь в том случае, если онн могут передавать теплоту субстрату с обеих сторон стенки, как это происходит в двухкамерном реакторе с внутренней перегородкой (см. рис. 10,г и д и рис. 1!). Кроме того, подогрев субстрата можно осуществлять непосредственно, подавая в него горячую воду (см. рис.
13) или пар. Поскольку вода служит одновременно для разбавления и турбулизации субстрата, который прн загрузке содержит еще очень большое количество твердых частиц, этот метод может оказаться эффективным. Подогрев суострата путем введения пара под давлением ведет к повышению содержания влаги в газе, для устранения которой при подготовке таза к использованию требуются дополнительные меры. В крупных установках, в особенности в коммунальных установках для очистки стоков, этим недостатком пренебрегают, имея в виду более высокий энергетический КПД тепло- передачи, Подогрев подаваемого в реактор субстрата Равномерную передачу теплоты субстрату можно обеспечить с помощью теплообменников, расположенных вне реактора.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
