|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Nhà máy khí sinh học. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Nguồn năng lượng thay thế Các loại công trình khí sinh học phổ biến Các loại công trình khí sinh học phổ biến trên thế giới được phân loại theo phương pháp nạp nguyên liệu thô, phương pháp thu gom khí sinh học, vật liệu xây dựng, cách sử dụng các thiết bị bổ sung, vị trí nằm ngang hoặc thẳng đứng của lò phản ứng, dưới lòng đất hoặc trên cao. thiết kế mặt bằng. Phương pháp tải xuống Căn cứ vào phương pháp nạp nguyên liệu, có thể phân biệt hai loại công trình khí sinh học khác nhau:
Phương pháp thu khí sinh học Sự xuất hiện của công trình khí sinh học phụ thuộc vào phương pháp thu khí sinh học được lựa chọn.
Lắp đặt xi lanh là một túi nhựa hoặc cao su chịu nhiệt (xi lanh) trong đó lò phản ứng và bộ phận chứa khí được kết hợp. Các ống nạp và dỡ nguyên liệu thô được gắn trực tiếp vào nhựa của lò phản ứng. Áp suất khí đạt được nhờ khả năng giãn nở của túi và do tải trọng bổ sung đặt lên túi. Ưu điểm của việc lắp đặt như vậy là chi phí thấp, dễ di chuyển, thiết kế đơn giản, nhiệt độ lên men cao đối với chế độ tâm thần, dễ dàng làm sạch lò phản ứng, bốc dỡ nguyên liệu thô. Nhược điểm của việc lắp đặt như vậy là thời gian hoạt động ngắn (2-5 năm), khả năng chịu ảnh hưởng bên ngoài cao và khả năng tạo thêm việc làm thấp.
Một biến thể của lắp đặt bóng bay là lắp đặt kiểu kênh, thường được phủ bằng nhựa và bảo vệ khỏi ánh nắng trực tiếp. Những nhà máy như vậy thường được sử dụng ở các nước phát triển, đặc biệt là để xử lý nước thải. Các thiết bị có đỉnh mềm có thể được khuyến khích sử dụng khi có ít nguy cơ hư hỏng vỏ cao su của lò phản ứng và khi nhiệt độ môi trường đủ cao. Nhà máy mái vòm cố định bao gồm một lò phản ứng hình vòm khép kín và một bể xả hay còn gọi là bể bù. Khí thu được ở phần trên của lò phản ứng - mái vòm. Khi phần nguyên liệu thô tiếp theo được nạp, nguyên liệu thô đã qua xử lý sẽ được đẩy vào bể bù. Với áp suất khí ngày càng tăng, mức nguyên liệu thô được xử lý trong bể bù tăng lên. Việc lắp đặt mái vòm cố định của Trung Quốc là loại phổ biến nhất trong số tất cả các kiểu lắp đặt như vậy. Hơn 12 triệu đơn vị này đã được xây dựng và đang hoạt động tại Trung Quốc. Việc sử dụng gas trong các thiết bị gia dụng rất phức tạp do sự thay đổi áp suất gas. Đầu đốt và các thiết bị khác gần như không thể điều chỉnh để đạt hiệu suất tối ưu. Nếu cần áp suất khí không đổi, nên lắp đặt bộ điều chỉnh áp suất trong lò phản ứng hoặc chọn thiết kế lắp đặt khác. Lò phản ứng trong nhà máy mái vòm cố định thường là bể gạch hoặc bê tông. Việc lắp đặt như vậy được phủ đất lên đến đỉnh, chứa đầy khí để chứa áp suất bên trong (lên đến 0,15 bar). Vì lý do kinh tế, kích thước lò phản ứng tối thiểu được khuyến nghị là 5 m3. Việc lắp đặt như vậy được biết đến với thể tích lò phản ứng lên tới 200 m3. Bình chứa khí là phần trên cùng của hệ thống lắp đặt có mái vòm cố định (nơi tập trung khí), phải được bịt kín. Gạch và bê tông không kín khí nên phần lắp đặt này phải được phủ một lớp chất không cho khí đi qua (latex, sơn tổng hợp). Một cơ hội để giảm nguy cơ nứt trong bình khí là xây dựng một vòng yếu trong khối xây lò phản ứng. Vòng như vậy là một kết nối đàn hồi giữa phần dưới (không thấm nước) và phần trên (kín khí) của cấu trúc bán cầu của hệ thống lắp đặt. Nó ngăn chặn các vết nứt xuất hiện do áp suất thủy tĩnh ở phần dưới của lò phản ứng di chuyển lên phần trên của bình xăng.
Nhà máy mái vòm nổi thường bao gồm một lò phản ứng ngầm và một bình chứa khí di động. Bình chứa khí nổi trực tiếp trong nguyên liệu thô hoặc trong túi nước đặc biệt. Khí tích tụ trong bình chứa khí, tăng hoặc giảm tùy thuộc vào áp suất khí. Bình chứa khí được hỗ trợ bởi một khung đặc biệt để ngăn không cho nó bị lật. Nếu bình chứa khí nổi trong túi nước đặc biệt, nó sẽ được bảo vệ khỏi bị lật. Ưu điểm của thiết kế này là dễ vận hành hàng ngày, dễ xác định thể tích khí theo độ cao mà bình xăng đã dâng lên. Áp suất khí không đổi và được xác định bởi trọng lượng của bình xăng. Việc xây dựng một nhà máy mái vòm nổi không khó và những sai sót trong thiết kế thường không dẫn đến những vấn đề lớn trong việc thu khí. Nhược điểm của thiết kế này là chi phí cao của lò phản ứng thép và độ nhạy cao của sắt với sự ăn mòn. Vì vậy, các dàn mái vòm nổi có tuổi thọ ngắn hơn các dàn mái cố định. Trước đây, nhà máy mái vòm nổi chủ yếu được xây dựng ở Ấn Độ. Những hệ thống lắp đặt này bao gồm một lò phản ứng bằng gạch hoặc bê tông hình trụ hoặc hình mái vòm và một bình chứa khí nổi. Bình chứa khí nổi trong một túi nước đặc biệt hoặc trực tiếp trong nguyên liệu thô và có khung bên trong hoặc bên ngoài mang lại sự ổn định và giữ cho bình chứa khí ở vị trí thẳng đứng. Khi sản xuất khí sinh học, bình chứa khí nổi lên cao hơn, khi sử dụng khí sinh học thì bình chứa khí hạ xuống. Việc lắp đặt như vậy chủ yếu được sử dụng để xử lý phân, chất thải hữu cơ và phân ở chế độ liên tục, tức là. lượt tải xuống hàng ngày. Thông thường chúng được xây dựng trên các trang trại quy mô trung bình (lò phản ứng: 5-15 m3) hoặc trong các tổ hợp nông-công nghiệp lớn (lò phản ứng: 20100 m3). Cài đặt ngang và dọc Việc lựa chọn vị trí lắp đặt lò phản ứng phụ thuộc vào phương pháp tải và sự sẵn có của lãnh thổ tự do trong trang trại. Lắp đặt theo chiều ngang được chọn cho phương pháp nạp nguyên liệu thô liên tục và khi có đủ không gian. Việc lắp đặt theo chiều dọc phù hợp hơn cho việc nạp nguyên liệu thô theo mẻ và được sử dụng, nếu cần, để giảm không gian chiếm dụng của lò phản ứng. Lắp đặt ngầm và bề mặt Khi chọn vị trí lắp đặt, địa hình phải được tính đến và sử dụng để tối ưu hóa hoạt động lắp đặt. Ví dụ, rất thuận tiện khi bố trí lắp đặt trên một sườn dốc sao cho lỗ nạp đủ thấp; nguyên liệu thô trong lò phản ứng di chuyển do độ dốc nhẹ so với lỗ xả, ở độ cao thấp để dễ dàng tải. vào các phương tiện. Một yếu tố khác cần được tính đến khi lựa chọn lắp đặt là khả năng cách nhiệt được cải thiện của hệ thống lắp đặt ngầm, bao gồm cả ảnh hưởng yếu của sự thay đổi nhiệt độ hàng ngày đến quá trình lên men nguyên liệu thô, vì nhiệt độ đất ở độ sâu hơn 1 mét thực tế không thay đổi. Lò phản ứng kim loại, bê tông và gạch Việc lắp đặt có thể được phân biệt bằng vật liệu chế tạo lò phản ứng. Lò phản ứng bê tông thường được xây dựng dưới lòng đất. Lò phản ứng bê tông có dạng hình trụ và các thiết bị nhỏ (lên đến 6 m3) có thể được sản xuất trên cơ sở băng tải. Cần có các biện pháp đặc biệt để bịt kín lò phản ứng. Ưu điểm: Chi phí xây dựng và vật liệu thấp, khả năng sản xuất hàng loạt. Nhược điểm: Khối lượng tiêu thụ bê tông chất lượng tốt lớn, cần thợ xây có trình độ và số lượng lớn lưới thép, thiết kế tương đối mới, cần có biện pháp đặc biệt để đảm bảo độ kín của bình xăng.
Lò phản ứng gạch được xây dựng để lắp đặt dưới lòng đất với bộ chứa khí cố định hoặc nổi và có hình tròn. Ưu điểm: Đầu tư ban đầu thấp và tuổi thọ cao, không có bộ phận chuyển động hoặc rỉ sét, thiết kế nhỏ gọn, tiết kiệm không gian và cách nhiệt tốt, xây dựng tạo việc làm tại địa phương. Vị trí dưới lòng đất giúp giảm diện tích chiếm chỗ khi lắp đặt và bảo vệ lò phản ứng khỏi những thay đổi nhiệt độ đột ngột. Nhược điểm: Bình chứa khí bằng gạch yêu cầu lớp phủ đặc biệt để đảm bảo độ kín và tính thủ công cao, rò rỉ khí thường xảy ra, hoạt động lắp đặt được kiểm soát kém do nằm dưới lòng đất, việc lắp đặt đòi hỏi phải tính toán cẩn thận cao độ xây dựng, sưởi ấm nguyên liệu thô trong lò phản ứng rất phức tạp và tốn kém để thực hiện. Vì vậy, việc lắp đặt gạch chỉ có thể được khuyến khích sử dụng ở những nước có khí hậu ấm áp với đội ngũ nhân viên có trình độ. Lò phản ứng kim loại phù hợp với mọi loại lắp đặt, được hàn kín, có thể chịu được áp suất cao và dễ sản xuất. Bạn có thể thường xuyên sử dụng các vùng chứa hiện có. Tuy nhiên, kim loại này tương đối đắt tiền và cần được bảo trì để tránh rỉ sét. Các thiết bị bổ sung Để làm ví dụ về việc sử dụng các thiết bị bổ sung, chúng ta có thể xem xét thiết kế của một công trình khí sinh học điển hình ở các nước phát triển. Thùng trộn nguyên liệu thô có thể có kích thước và hình dạng khác nhau, tùy thuộc vào nguyên liệu thô. Thông thường, thùng chứa chứa các cánh quạt để trộn hoặc nghiền nguyên liệu thô và một máy bơm để nạp nguyên liệu thô vào lò phản ứng. Đôi khi, các thiết bị được lắp đặt để làm nóng sơ bộ nguyên liệu thô nhằm tránh làm chậm quá trình lên men của nguyên liệu thô trong lò phản ứng. Lò phản ứng thường được cách nhiệt và làm bằng bê tông hoặc thép. Để tối ưu hóa dòng nguyên liệu thô, lò phản ứng lớn có hình dạng thon dài. Nguyên liệu thô được trộn bằng rôto chuyển động chậm hoặc khí sinh học. Có những cài đặt bao gồm hai hoặc nhiều lò phản ứng. Bộ giữ khí được làm bằng vật liệu dẻo và nằm phía trên bể phản ứng hoặc làm bằng thép và đặt cạnh lò phản ứng. Kho chứa được sử dụng để lưu trữ phân bón sinh học vào mùa đông và có thể mở hoặc đóng và kết nối với bình chứa khí để thu gom khí sinh học còn sót lại. Phân vi sinh được trộn trước khi bón vào ruộng. Nhà máy khí sinh học ở Kyrgyzstan Ở Kyrgyzstan, tính đến năm 2010, có hơn 50 cơ sở lắp đặt, trong đó thật không may, chỉ có khoảng 70% là hoạt động. Tất cả các công trình lắp đặt được xây dựng ở Kyrgyzstan có thể được chia thành 4 loại theo phương pháp trộn và nạp nguyên liệu thô, sự hiện diện của hệ thống sưởi ấm và cách nhiệt. Đặc điểm chung của tất cả các công trình lắp đặt là lò phản ứng bằng thép, thường là bể chứa đã qua sử dụng để chứa các sản phẩm dầu mỏ hoặc bể chứa nước, đường sắt. Các đơn vị không có hệ thống sưởi và cách ly với việc trộn nguyên liệu thủ công phân bố ở vùng Naryn, Talas và Issyk-Kul. Thùng trộn nguyên liệu thô thường là thùng trong đó nguyên liệu thô được pha loãng với nước. Lò phản ứng không được cách nhiệt và được làm bằng thùng thép. Do lò phản ứng không có lớp cách nhiệt và sưởi ấm, các cơ sở lắp đặt hoạt động ở chế độ tâm thần trong mùa ấm. Nguyên liệu thô được đưa vào lò phản ứng theo phương pháp mẻ, với tần suất từ 2 lần trở lên trong năm một cách thủ công.
Việc bốc dỡ nguyên liệu gặp nhiều khó khăn do thiết kế của nhà máy không hợp lý. Nguyên liệu thô được trộn thủ công mỗi ngày một lần bằng máy khuấy được lắp đặt trong lò phản ứng. Gas thường được sử dụng trực tiếp để nấu ăn. Ví dụ 1: Một ví dụ về việc lắp đặt như vậy là việc lắp đặt khí sinh học của Duyshenov Farkhat trong làng. Kyzyl-Charba, vùng Talas của Kyrgyzstan (Hình 18.1). Công trình được xây dựng bằng nguồn vốn tài trợ của UNDP GEF vào năm 2003 với mục đích sản xuất khí sinh học để sưởi ấm, nấu ăn và sản xuất phân bón hữu cơ dạng lỏng từ phân của 2 trang trại chăn nuôi gia súc, phân cừu và phân gia cầm của các trang trại lân cận. Việc lắp đặt bao gồm một lò phản ứng không gia nhiệt trên mặt đất với thể tích 5 m3 với việc nạp, dỡ và trộn nguyên liệu thô bằng tay. Sau khi lắp đặt vào mùa xuân năm 2003, nhà máy đã được chất 3 tấn nguyên liệu thô và hoạt động ở chế độ tâm thần trong những tháng mùa hè. Vào mùa hè, khí biogas chỉ đủ để đun nấu. Việc bốc dỡ nguyên liệu thô đã không được thực hiện kể từ năm 2003. Các lỗi thiết kế bao gồm hệ thống trộn thủ công không hoàn thiện và việc bốc dỡ nguyên liệu thô vô cùng bất tiện. Việc thiếu lớp cách nhiệt và sưởi ấm của lò phản ứng khiến việc lắp đặt không phù hợp để vận hành hiệu quả quanh năm và không mang lại lợi nhuận về mặt kinh tế.
Việc thiếu thiết bị an toàn trên lò phản ứng có thể dẫn đến vỡ lò phản ứng do quá áp. Không có hướng dẫn vận hành để cài đặt và không có đào tạo nào được cung cấp cho nhân viên vận hành. Các nhà máy có sưởi ấm và cách nhiệt và trộn nguyên liệu thủ công được tìm thấy ở vùng Issyk-Kul của Kyrgyzstan. Thùng trộn nguyên liệu thô thường là thùng trong đó nguyên liệu thô được pha loãng thủ công với nước. Lò phản ứng được cách nhiệt và làm nóng đến nhiệt độ ưa nhiệt hoặc nhiệt độ ưa nhiệt bằng hệ thống sưởi điện làm nóng nước tuần hoàn qua các đường ống trong lò phản ứng. Nguyên liệu thô được đưa vào lò phản ứng liên tục và trộn thủ công mỗi ngày một lần bằng máy khuấy được lắp trong lò phản ứng. Gas thường được sử dụng trực tiếp để nấu ăn hoặc được thu gom vào bình gas riêng. Kho chứa được sử dụng để chứa phân bón trước khi bón vào ruộng. Ví dụ 2: Một ví dụ về công trình lắp đặt như vậy là công trình lắp đặt Mamunov Kamyl ở thành phố Karakol, vùng Issyk-Kul của Kyrgyzstan. Việc lắp đặt bao gồm một lò phản ứng gia nhiệt ngầm có thể tích 5 m3 với việc nạp, dỡ và trộn nguyên liệu thô bằng tay. Cơ sở này được xây dựng vào năm 2004 bằng chi phí riêng của mình để sản xuất khí sinh học dùng cho sưởi ấm và thiết bị gia dụng cũng như phân bón hữu cơ dạng lỏng và xử lý phân từ 12 con gia súc từ một trang trại lân cận.
Sau khi lắp đặt vào mùa xuân năm 2004, hệ thống lắp đặt hoạt động trong trang trại ở chế độ ưa nhiệt. Việc lắp đặt được nạp hàng tuần và khí sinh học sản xuất được sử dụng để nấu ăn. Phân bón không cần bón được sử dụng để bón cho một mảnh đất trồng khoai tây đã cạn kiệt và thu được năng suất tốt. Nên tinh chỉnh thiết kế bốc dỡ nguyên liệu thô và thay đổi thiết kế của hệ thống sưởi để sử dụng khí sinh học do quá trình lắp đặt tạo ra. Việc lắp đặt như vậy được điều chỉnh để hoạt động quanh năm trong điều kiện của Kyrgyzstan. Lắp đặt hệ thống sưởi và cách nhiệt của lò phản ứng và trộn nguyên liệu thô bằng khí nén phân bố ở vùng Chui của Kyrgyzstan. Thùng trộn nguyên liệu thô có thể có kích thước và hình dạng khác nhau, tùy thuộc vào nguyên liệu thô. Nguyên liệu thô được pha loãng bằng nước ấm để tránh làm chậm quá trình xử lý nguyên liệu trong lò phản ứng. Lò phản ứng được cách nhiệt và làm bằng thùng thép. Nguyên liệu thô được trộn bằng khí nén và được nung nóng đến nhiệt độ ưa nhiệt hoặc nhiệt độ ưa nhiệt. Có những cài đặt bao gồm hai hoặc nhiều lò phản ứng. Khí thường được thu thập trong bình chứa khí đứng tự do, cũng thường là thùng chứa bằng thép. Gas được sử dụng để sưởi ấm phòng và nấu ăn. Kho chứa được sử dụng để chứa phân bón sinh học. Ví dụ 3: Một ví dụ về cách cài đặt như vậy là việc cài đặt Zarya jamaat trong làng. Công tắc nhiệt ở huyện Ak-Suu, vùng Issyk-Kul của Kyrgyzstan Hình 21. Công trình lắp đặt này được xây dựng vào năm 2010 như một phần của dự án của Ủy ban Châu Âu nhằm triển khai các nhà máy thủy điện cỡ nhỏ và công nghệ khí sinh học. Nó bao gồm một lò phản ứng nằm ngang (50 m3) với tải và trộn bằng khí nén, tự động lựa chọn khí sinh học sản xuất. Việc lắp đặt xử lý phân cho 70-90 con gia súc - khoảng 3-3,3 tấn phân mỗi ngày.
Ngoài lò phản ứng, công trình khí sinh học bao gồm:
Lò phản ứng nằm ngang có thể tích 50 m3 hoạt động ở chế độ ưa nhiệt. Để duy trì nhiệt độ tối ưu, lò phản ứng thép được cách nhiệt và đặt dưới lòng đất. Để làm nóng nguyên liệu thô đã nạp, người ta sử dụng phễu nạp, được làm nóng bằng khí. Trong nồi hơi gas, đầu đốt hồng ngoại được sử dụng cho hệ thống sưởi ấm. Lắp đặt hệ thống sưởi và cách nhiệt của lò phản ứng và trộn nguyên liệu thô bằng thủy lực. Hai cơ sở như vậy được đặt tại vùng Chui của Kyrgyzstan, một ở vùng Osh. Thùng trộn nguyên liệu có thể có nhiều kích cỡ và hình dạng khác nhau. Lò phản ứng được cách nhiệt và làm bằng thùng thép. Nguyên liệu thô được trộn bằng thủy lực và được nung nóng đến nhiệt độ ưa nhiệt. Cơ sở lưu trữ được sử dụng để lưu trữ phân bón sinh học vào mùa đông. Ví dụ 4: Một ví dụ về cách lắp đặt như vậy là việc lắp đặt trang trại gia cầm “2T” ở thành phố Kant, vùng Chui của Cộng hòa Kyrgyzstan. Hệ thống lắp đặt bao gồm ba lò phản ứng được làm nóng trên mặt đất, mỗi lò có thể tích 25 m3, với hệ thống nạp, dỡ và trộn nguyên liệu thô bằng thủy lực sử dụng máy bơm ly tâm.
Các bể phản ứng sinh học được phủ một lớp cách nhiệt. Việc gia nhiệt sinh khối đã xử lý trong bể phản ứng thứ nhất được thực hiện tự động bằng máy tạo nhiệt nước, còn buồng thứ hai và thứ ba được thực hiện tự động bằng cách mở cửa để làm nóng chúng bằng năng lượng mặt trời. Khi thời tiết lạnh, cửa đóng lại và nhiệt bên trong thùng chứa được giữ lại bằng lớp bảo vệ nhiệt. Việc lắp đặt được xây dựng vào năm 2002 bằng chi phí riêng của các chủ trang trại gia cầm và có thể xử lý tới 5 tấn nguyên liệu thô mỗi ngày. Sau khi cài đặt, quá trình cài đặt hoạt động trong 3 tháng ở chế độ mesophilic, sau đó nó bị dừng. Việc lắp đặt được nạp hàng tuần, lượng phân bón chưa dỡ được đổ vào kho và bán cho người dân. Không có khí sinh học được sử dụng. Hoạt động lắp đặt đã bị đình chỉ do công nghệ bón phân lỏng chưa phát triển. Thiết kế lắp đặt không cung cấp cho việc sử dụng khí sinh học được sản xuất; sự không hoàn hảo của chỉ báo mức nguyên liệu thô trong lò phản ứng dẫn đến sự thiếu chính xác khi nạp nguyên liệu thô. Nói chung, cài đặt là chức năng. Xây dựng công trình khí sinh học Trước khi bắt đầu xây dựng công trình khí sinh học, cần tính đến các điều kiện cần thiết để nó hoạt động hiệu quả. Sự cố hoặc hoạt động kém của công trình khí sinh học thường là kết quả của sai sót trong quy hoạch. Hậu quả của những lỗi như vậy có thể nhận thấy ngay lập tức hoặc sau vài năm vận hành hệ thống cài đặt. Lập kế hoạch cẩn thận và toàn diện là điều cần thiết để loại bỏ sai sót trước khi chúng gây ra thiệt hại không thể khắc phục. Lập kế hoạch xây dựng các công trình khí sinh học nông nghiệp nên bắt đầu bằng việc xác định tiềm năng sản xuất khí sinh học và phân bón sinh học dựa trên lượng nguyên liệu thô sẵn có cũng như lượng năng lượng mà trang trại yêu cầu. Nếu công trình khí sinh học được thiết kế chủ yếu như một nguồn năng lượng thì chỉ nên xây dựng nếu sản lượng khí sinh học tiềm năng ước tính đủ để đáp ứng nhu cầu năng lượng của trang trại. Lựa chọn kích thước lò phản ứng Kích thước của lò phản ứng được đo bằng mét khối và phụ thuộc vào số lượng, chất lượng và loại nguyên liệu thô cũng như nhiệt độ và thời gian lên men đã chọn. Có một số cách để xác định thể tích lò phản ứng cần thiết. Tỷ lệ giữa liều nạp nguyên liệu thô hàng ngày và kích thước của lò phản ứng Liều nạp nguyên liệu thô hàng ngày được xác định dựa trên thời gian lên men (thời gian quay lò phản ứng) và chế độ nhiệt độ đã chọn. Đối với chế độ lên men mesophilic, thời gian quay vòng của lò phản ứng là từ 10 đến 20 ngày và liều nạp hàng ngày là từ 1/20 đến 1/10 tổng khối lượng nguyên liệu thô trong lò phản ứng. Kích thước lò phản ứng để xử lý một lượng nguyên liệu nhất định Đầu tiên, dựa trên số lượng động vật, lượng phân (DN) hàng ngày để xử lý trong công trình khí sinh học được xác định bằng thực nghiệm. Sau đó, nguyên liệu được pha loãng với nước để đạt độ ẩm 86% - 92%. Ở hầu hết các cơ sở nông thôn, tỷ lệ trộn phân và nước để sản xuất nguyên liệu thô dao động từ 1:3 đến 2:1. Như vậy, lượng nguyên liệu thô nạp vào (D) là tổng lượng chất thải nông nghiệp (DN) và nước (DV) mà chúng được pha loãng. Để xử lý nguyên liệu thô ở chế độ ưa nhiệt, nên sử dụng liều tải D hàng ngày bằng 10% tổng khối lượng nguyên liệu thô (RS) được nạp vào hệ thống. Tổng khối lượng nguyên liệu thô khi lắp đặt không được vượt quá 2/3 thể tích lò phản ứng. Do đó, thể tích lò phản ứng (RR) được tính theo công thức sau: HĐH = 2/3 EP và OP = 1,5 HĐH Где Hệ điều hành = 10CHD D = DN + DV. Ví dụ: Một trang trại của một hộ gia đình có 10 con bò, 20 con lợn và 35 con gà. Lượng phân và nước tiểu hàng ngày của 1 con bò = 55 kg, của 4,5 con lợn = 1 kg, của 0,17 con gà = 10 kg. Khối lượng rác thải hàng ngày từ trang trại DN sẽ là 55H20 + 4,5H35 + 0,17H550 = 90 + 5,95 + 645,95 = 646 kg, xấp xỉ 86 kg. Độ ẩm của phân gia súc, lợn là 75%, phân gà là 85%. Để đạt độ ẩm 3,9%, bạn cần thêm 4 lít nước (khoảng XNUMX kg) vào phân chim. Điều này có nghĩa là lượng nguyên liệu thô hàng ngày sẽ vào khoảng 650 kg. Toàn bộ tải của lò phản ứng OS = 10×0,65 = 6,5 tấn và thể tích lò phản ứng OR = 1,5×6,5 = 9,75, hoặc khoảng 10 m3. Tính toán năng suất khí sinh học Việc tính toán sản lượng khí sinh học hàng ngày được tính toán tùy thuộc vào loại nguyên liệu thô và phần tải hàng ngày. Bảng 9. Tính toán hiệu suất khí sinh học cho các loại nguyên liệu khác nhau
Ví dụ: Một trang trại của một hộ gia đình có 10 con bò, 20 con lợn và 35 con gà. Khối lượng phân hàng ngày của gia súc = 55 kg, của lợn = 4,5 kg, của gà = 0,17 kg. Khối lượng rác thải hàng ngày của trang trại sẽ tương đương 550 kg phân gia súc (độ ẩm 85%), 90 kg phân lợn (độ ẩm 85%) và 5,95 kg phân gà (độ ẩm 75%). Sau khi pha loãng phân với nước để đạt độ ẩm 85%, lượng nguyên liệu từ gà sẽ vào khoảng 10kg. Theo bảng, sản lượng khí sinh học từ 1 kg:
Do đó,
Cân bằng giữa nhu cầu năng lượng và sản lượng khí sinh học Nhu cầu năng lượng cho mỗi hộ gia đình được xác định dựa trên tổng hợp tất cả các tình huống tiêu dùng hiện tại và tương lai, chẳng hạn như nấu ăn, chiếu sáng và sản xuất năng lượng. Cũng cần phải tính đến mức tiêu thụ khí sinh học để đun nóng nguyên liệu thô trong lò phản ứng, trong điều kiện của Kyrgyzstan dao động từ 10% đến 25%, tùy thuộc vào thời điểm trong năm. Lượng khí sinh học cần thiết cho một trang trại có thể được xác định bằng lượng năng lượng đã tiêu thụ trước đó. Ví dụ, đốt 1 kg củi tương đương đốt 650 lít hay 0,65 m3 khí sinh học, đốt 1 kg phân sinh ra 0,7 m3 khí sinh học và 1 kg than là 1,1 m3 khí sinh học. Khối lượng khí sinh học cần thiết để nấu ăn có thể được xác định dựa trên thời gian nấu nướng hàng ngày. Lượng biogas cần thiết để chuẩn bị một phần thức ăn cho một người là 0,15 - 0,3 m3 biogas. Để đun sôi 1 lít nước cần 0,03 - 0,05 m3 biogas. Để sưởi ấm 1 m2 không gian sống, cần khoảng 0,2 m3 khí sinh học mỗi ngày. Đầu đốt gia dụng tiêu thụ 0,20 - 0,45 m3 mỗi giờ. Ví dụ: Một gia đình 4 người sống trong một ngôi nhà có diện tích 100 m3, nuôi 20 con bò trên diện tích 100 m3 và xử lý phân trong hầm khí sinh học có thể tích lò phản ứng là 15 m3. Nấu thức ăn ba lần một ngày cho một gia đình 4 người sẽ cần từ 1,8 đến 3,6 m3 khí sinh học, và để sưởi ấm một căn phòng có diện tích 100 m2 sẽ cần khoảng 20 m3 khí sinh học mỗi ngày. Việc làm nóng lò phản ứng (ví dụ vào tháng 15) cần 15% lượng khí sinh học được sản xuất. Để làm nóng lò phản ứng của công trình có thể tích 3 m6, cần tiêu tốn khoảng 3 mXNUMX khí sinh học mỗi ngày. Để nuôi 1 con bò bạn cần khoảng 3 lít nước đun sôi mỗi ngày, do đó, để nuôi 20 con bò bạn cần đun sôi 60 lít nước, sẽ mất 1,8 - 3 m3 khí sinh học mỗi ngày. Việc sưởi ấm cơ sở cần thiết cho động vật có tổng diện tích 100 m2 cần 20 m3 mỗi ngày. Như vậy, cần 21,8 - 23 m3 khí sinh học mỗi ngày để duy trì chăn nuôi. Toàn bộ trang trại cần 49,6 - S2,6 m3 khí sinh học mỗi ngày. Lựa chọn vị trí lắp đặt Nguyên tắc vàng cho vị trí đặt hầm khí sinh học là nhà máy thuộc về trang trại chứ không phải nhà bếp. Sẽ tốt hơn nếu thùng trộn nguyên liệu thô được nối trực tiếp với sàn của trang trại. Kể cả khi phải đặt vài mét ống thì vẫn rẻ hơn so với việc vận chuyển nguyên liệu thô. Mặt sàn của trang trại phải cao hơn mặt bằng của thùng chuẩn bị nguyên liệu, khi đó phân động vật và nước tiểu sẽ rơi vào thùng này dưới tác dụng của lực hấp dẫn một cách độc lập. Nếu bộ phận dỡ hàng của công trình khí sinh học được đặt cao hơn các cánh đồng gần đó thì điều này sẽ tạo điều kiện cho việc phân phối phân bón sinh học dễ dàng hơn trên các cánh đồng này. Lựa chọn thiết kế công trình khí sinh học Hiện nay, nhiều thiết kế công trình khí sinh học đã được xây dựng phù hợp để vận hành ở các điều kiện khí hậu, văn hóa xã hội khác nhau. Lựa chọn thiết kế công trình khí sinh học là một bước quan trọng trong quá trình lập kế hoạch. Trước khi lựa chọn một thiết kế, bạn cần hiểu rõ những vấn đề cơ bản và những lựa chọn có thể có đối với công trình khí sinh học. Ở những khu vực có khí hậu tương đối lạnh, chẳng hạn như Kyrgyzstan, việc cách nhiệt và sưởi ấm lò phản ứng rất quan trọng để nhà máy hoạt động quanh năm. Số lượng và loại nguyên liệu thô được xử lý ảnh hưởng đến quy mô, loại hình lắp đặt và thiết kế hệ thống bốc dỡ nguyên liệu thô. Việc lựa chọn thiết kế lắp đặt cũng phụ thuộc vào sự sẵn có của vật liệu xây dựng. Tiêu chí lựa chọn thiết kế Vị trí: xác định xem lò phản ứng sẽ được xây dựng chủ yếu dưới lòng đất hay trên mặt đất và trong trường hợp cấu trúc trên mặt đất, thẳng đứng hay nằm ngang. Các cấu trúc hiện tại có thể được sử dụng để lưu trữ phân bón sinh học, chẳng hạn như hố rỗng hoặc thùng kim loại. Để giảm chi phí, phải tính đến sự sẵn có của các bộ phận cây trồng làm sẵn khi lập kế hoạch. Sự sẵn có của nguyên liệu thô không chỉ quyết định kích thước và hình dạng của thùng trộn nguyên liệu thô mà còn cả thể tích của lò phản ứng, thiết bị gia nhiệt và trộn. Có thể trộn với khí sinh học với hàm lượng chất rắn dưới 5%. Việc trộn cơ học gặp khó khăn khi nguyên liệu chứa hơn 10% chất rắn. Lò phản ứng Tiêu chí chính khi lựa chọn thiết kế lò phản ứng là khả năng ứng dụng thực tế và thuận tiện về mặt bảo trì và vận hành. Dù lựa chọn thiết kế nào thì lò phản ứng cũng phải đáp ứng các yêu cầu sau: Độ kín nước/khí - độ kín nước là cần thiết để ngăn chặn rò rỉ và suy giảm chất lượng nước ngầm, độ kín khí - để bảo toàn toàn bộ khối lượng khí sinh học được tạo ra và ngăn chặn sự trộn lẫn của không khí với khí trong lò phản ứng, có thể gây nổ. Cách nhiệt là điều kiện cần thiết để công trình khí sinh học hoạt động hiệu quả trong điều kiện khí hậu của Cộng hòa Kyrgyzstan. Diện tích bề mặt tối thiểu giúp giảm chi phí xây dựng và giảm thất thoát nhiệt qua thành lò phản ứng. Sự ổn định của thiết kế lò phản ứng là cần thiết để chịu được mọi tải trọng (áp suất khí, trọng lượng và áp suất của nguyên liệu thô, trọng lượng của lớp phủ, khả năng chống ăn mòn) để đảm bảo quá trình lắp đặt hoạt động lâu dài.
khuôn lò phản ứng Từ quan điểm động lực học chất lỏng, lò phản ứng hình quả trứng là tối ưu, nhưng việc chế tạo nó rất tốn kém. Hình dạng tốt thứ hai là hình trụ có đáy và đỉnh hình nón hoặc hình bán nguyệt. Không nên sử dụng lò phản ứng hình vuông làm bằng bê tông hoặc gạch vì các vết nứt hình thành ở các góc do áp suất của nguyên liệu thô và các hạt rắn cũng tích tụ lại, làm gián đoạn quá trình lên men. Lò phản ứng có thể được chia thành nhiều phần bằng cách sử dụng các vách ngăn bên trong để ngăn chặn sự xuất hiện của lớp vỏ trên bề mặt nguyên liệu thô và đảm bảo quá trình lên men nguyên liệu thô hoàn chỉnh hơn. Vật liệu xây dựng lò phản ứng Lò phản ứng có thể được xây dựng từ các vật liệu sau:
Đảm bảo độ kín của lò phản ứng Khi xây dựng hầm biogas bằng bê tông, gạch, đá cần đảm bảo hầm kín khí và kín nước. Cần phải phủ bên trong lò phản ứng bằng một lớp chất có thể chịu được nhiệt độ lên tới 60°C và có khả năng chống lại axit hữu cơ và hydro sunfua. Lớp phủ xi măng với phụ gia. Việc bổ sung vật liệu chống thấm vào xi măng cho thấy kết quả tốt về khả năng chống thấm nước và khí. Để kín khí, cần bổ sung lượng chất chống thấm gấp đôi. Thời gian giữa các lớp phủ không được vượt quá một ngày, vì sau một ngày không thể phủ một lớp khác lên bề mặt chống thấm. Công thức sau đây đã được sử dụng ở Tanzania với kết quả tốt:
Tất cả bảy lớp sơn phải được áp dụng trong vòng một ngày. Nhựa đường với lá nhôm. Lớp phủ nhựa đường dễ thi công và vẫn linh hoạt theo thời gian. Một lớp nhựa đường được phủ lên bề mặt khô của lò phản ứng. Những mảnh giấy bạc được dán lên lớp nhựa đường vẫn còn dính, chồng lên nhau. Sau đó, lớp nhựa đường thứ hai được áp dụng. Nhược điểm của lớp phủ nhựa đường là các thành phần của lớp phủ như vậy dễ cháy và không thể áp dụng cho bề mặt ẩm ướt. Việc làm khô lò phản ứng bê tông, gạch hoặc khối xây mất vài tuần trừ khi sử dụng thiết bị đặc biệt như bếp di động. Ngoài ra, lớp phủ nhựa đường có thể bong ra khi nguyên liệu thô di chuyển qua lò phản ứng. Parafin. Paraffin, được pha loãng với 2-5% dầu hỏa hoặc dầu động cơ mới, được đun nóng đến nhiệt độ 100 - 150 ° C và bôi lên bề mặt lò phản ứng được làm nóng bằng đầu đốt. Paraffin thẩm thấu vào lớp phủ và tạo thành một lớp bảo vệ xuyên sâu. Nếu không có parafin, bạn có thể dùng sáp nến. Vị trí lò phản ứng Vị trí lắp đặt phụ thuộc vào một số yếu tố - có không gian trống, khoảng cách từ khu dân cư, khu vực chứa chất thải, vị trí của khu vực nuôi động vật, v.v. Tùy thuộc vào độ sâu của nước ngầm, sự thuận tiện trong việc bốc dỡ nguyên liệu thô, lò phản ứng có thể ở vị trí trên mặt đất, chôn một phần hoặc chôn hoàn toàn. Lò phản ứng có thể được đặt trên nền móng phía trên mặt đất, chôn dưới đất hoặc lắp đặt bên trong phòng nuôi nhốt động vật. Lò phản ứng phải có cửa sập cần thiết cho công việc bảo trì và sửa chữa định kỳ bên trong lò phản ứng. Giữa thân và nắp phải có gioăng cao su hoặc hợp chất bịt kín đặc biệt. Nếu có thể, nên bố trí dưới lòng đất vì nó làm giảm vốn đầu tư và loại bỏ việc sử dụng các thiết bị bổ sung để nạp nguyên liệu thô. Chất lượng kiểm soát nhiệt được cải thiện đáng kể và cũng có thể sử dụng vật liệu cách nhiệt rẻ tiền - đất sét và rơm. Vật liệu cách nhiệt Hầu hết các công trình khí sinh học ở Kyrgyzstan đều được xây dựng mà không cung cấp vật liệu cách nhiệt cho lò phản ứng. Việc thiếu lớp cách nhiệt cho phép hệ thống lắp đặt chỉ hoạt động trong mùa ấm và khi thời tiết lạnh kéo đến, nguyên liệu thô trong lò phản ứng có nguy cơ bị đóng băng và dẫn đến vỡ lò phản ứng sau đó. Vật liệu cách nhiệt phải có đặc tính cách nhiệt tốt, giá thành rẻ và sẵn có. Vật liệu thích hợp để lắp đặt lò phản ứng ngầm hoặc bán ngầm là rơm, đất sét, xỉ và phân khô. Lò phản ứng được cách nhiệt theo lớp. Ví dụ, đối với lò phản ứng ngầm, sau khi chuẩn bị hố, đầu tiên phủ một lớp màng nhựa để ngăn lớp cách nhiệt tiếp xúc với đất, sau đó phủ thêm một lớp rơm rạ, rồi đổ đất sét xuống đáy hố, sau đó cho lớp vật liệu cách nhiệt vào. lò phản ứng được cài đặt. Sau đó, khoảng trống còn lại giữa lò phản ứng và đất lại được lấp đầy bằng các lớp vật liệu cách nhiệt lên đến đỉnh lò phản ứng, sau đó đất sét và xỉ có độ dày ít nhất 300 mm được thêm vào. Thiết bị đo đạc Các thiết bị đo được lắp đặt trên lò phản ứng bao gồm: giám sát mức nguyên liệu thô trong lò phản ứng, giám sát nhiệt độ và áp suất bên trong lò phản ứng. Mức độ nguyên liệu thô có thể được kiểm soát thông qua các thiết bị phao, thiết bị điện tử khác nhau, v.v. Kiểm soát nhiệt độ bằng nhiệt kế thông thường hoặc nhiệt kế điện tử có thang đo từ 0 giây đến 70 giây và áp suất bằng đồng hồ đo áp suất. Hệ thống bốc dỡ nguyên vật liệu Hoạt động của nhà máy khí sinh học ở chế độ nạp liên tục, tối ưu từ quan điểm thu được lượng khí sinh học và phân bón sinh học lớn nhất, cũng như sự ổn định của quá trình lắp đặt, liên quan đến việc nạp nguyên liệu thô hàng ngày và dỡ bỏ khối lượng lên men . Bể cung cấp nguyên liệu Phân tươi thường được thu gom vào bể chứa thức ăn trước khi đưa vào bể phân hủy. Tùy thuộc vào kiểu lắp đặt, kích thước của thùng chứa phải bằng khối lượng nguyên liệu thô hàng ngày hoặc gấp đôi. Thùng chứa cũng được sử dụng để đạt được độ đồng nhất và độ ẩm mong muốn của nguyên liệu thô, đôi khi sử dụng các thiết bị trộn cơ học. Vị trí bể Đặt thùng chứa ở nơi có nắng có thể giúp làm nóng trước nguyên liệu thô để quá trình lên men có thể bắt đầu ngay sau khi nạp một phần nguyên liệu thô mới vào lò phản ứng. Trong trường hợp lắp đặt kết nối trực tiếp với trang trại, cần phải xây dựng một thùng chứa để nguyên liệu thô chảy đến đó dưới tác động của trọng lực. Vì lý do vệ sinh, nhà vệ sinh phải được nối trực tiếp với đường ống cấp liệu. Cửa nạp và dỡ hàng Các lỗ nạp và xả dẫn trực tiếp vào lò phản ứng và thường được đặt ở hai đầu đối diện của lò phản ứng để phân phối đồng đều nguyên liệu thô trong toàn bộ thể tích của lò phản ứng và loại bỏ bùn đã xử lý một cách hiệu quả. Việc lắp đặt các lỗ nạp và dỡ tải được thực hiện trước khi lắp đặt lò phản ứng trên nền móng và công trình cách nhiệt. Đối với việc lắp đặt các lò phản ứng chôn dưới đất và nạp nguyên liệu thô bằng tay, các lỗ nạp và dỡ tải dẫn vào lò phản ứng ở một góc nhọn. Để đảm bảo độ kín của lò phản ứng trong quá trình nạp và dỡ tải, các lỗ vào và ra được đặt vuông góc với trục thẳng đứng sao cho đầu dưới của ống nằm dưới mức chất lỏng. Điều này tạo ra một con dấu thủy lực ngăn không khí xâm nhập vào lò phản ứng. Bốc dỡ nguyên liệu thủ công Phương pháp nạp và dỡ đơn giản nhất là phương pháp tràn, bao gồm thực tế là khi nạp phân tươi, mức bùn trong lò phản ứng tăng lên và thông qua một ống tràn nối với nó, lượng bùn tương tự được xả vào thùng chứa để thu thập phân bón sinh học. Khối lượng được nạp có thể chứa các hạt rắn có kích thước khá lớn, ví dụ như vật liệu lót chuồng (rơm, mùn cưa), thân cây, cũng như các vật thể lạ. Để đảm bảo đường ống không bị tắc, đường kính tối thiểu phải từ 200 - 300 cm, đường ống nạp được nối với phễu hoặc thùng chứa để chuẩn bị sơ bộ nguyên liệu. Van trục vít hoặc van nửa vòng được lắp đặt trên đường ống để cấp và xả nguyên liệu thô từ lò phản ứng. Tải và dỡ hàng bằng máy bơm Máy bơm trở thành một phần cần thiết của hệ thống khí sinh học khi lượng nguyên liệu thô cần nạp nhanh và không thể sử dụng trọng lực do địa hình hoặc đặc tính của nguyên liệu thô. Cần có máy bơm để bù đắp sự chênh lệch về độ cao giữa mức độ phun nguyên liệu thô và hầm khí sinh học. Động cơ máy bơm bị hao mòn, đắt tiền, tiêu tốn năng lượng và có thể bị hỏng. Vì vậy, nên sử dụng các phương pháp nạp nguyên liệu khác. Nếu không thể tránh được việc sử dụng máy bơm thì chúng được lắp đặt theo hai cách: Lắp đặt khô: máy bơm được lắp đặt cùng với đường ống. Nguyên liệu thô chảy tự do vào máy bơm và được tăng tốc bởi nó. Lắp đặt ướt: máy bơm được lắp đặt cùng với động cơ bên trong nguyên liệu thô. Động cơ được đặt trong hộp kín. Hoặc máy bơm hoạt động bằng cách sử dụng trục từ động cơ bên ngoài nguyên liệu thô. Nạp và dỡ nguyên liệu bằng khí nén Cách tối ưu để nạp và trộn nguyên liệu thô là khí nén. Phương pháp này được sử dụng ở tất cả các cơ sở của Quỹ Chất lỏng của Hiệp hội Nông dân. Thiết bị nạp khí nén sử dụng phễu cung cấp nguyên liệu thô (bể trộn), sử dụng thùng chứa bằng thép từ 0,5 đến 1 m3, chịu được áp suất lên đến 5 kgf/cm2 và đường ống có đường kính ít nhất 100 mm có van. Nguyên liệu thô được nạp vào phễu và từ phễu vào lò phản ứng bằng máy nén. Máy nén piston thương hiệu IF-56 được sử dụng cho các công trình khí sinh học vừa và nhỏ có thể tích bể phản ứng lên tới 40 m3. Đối với các cơ sở lắp đặt lớn có thể tích lò phản ứng từ 50 m3 trở lên, máy nén FU-12 được sử dụng, đồng thời dùng để bơm khí sinh học được tạo ra. Hệ thống thu khí sinh học Hệ thống thu gom khí sinh học bao gồm đường ống phân phối khí có van ngắt, bộ thu nước ngưng, van an toàn, máy nén, máy thu, bình chứa khí và các hộ tiêu thụ khí sinh học (bếp nấu, bình đun nước nóng, động cơ đốt trong…) Hệ thống chỉ được lắp đặt sau khi lắp đặt hầm biogas vào vị trí vận hành. Lỗ hút khí sinh học từ lò phản ứng phải được bố trí ở phần trên của nó. Sau bộ thu nước ngưng, một van an toàn được lắp đặt, cũng như một phớt nước, được làm dưới dạng bình chứa nước, đảm bảo khí chỉ đi qua một hướng. khóa nước Khí sinh học được tạo ra trong lò phản ứng của nhà máy khí sinh học chứa một lượng lớn hơi nước, có thể ngưng tụ trên thành đường ống và dẫn đến tắc nghẽn. Lý tưởng nhất là hệ thống khí nên được bố trí sao cho hơi ẩm ngưng tụ có thể thoát trực tiếp vào lò phản ứng. Nếu không thể thực hiện được điều này thì phải lắp đặt phớt nước ở những khu vực thấp của hệ thống. Van nước bằng tay rất dễ vận hành nhưng nếu không được xả nước thường xuyên, hệ thống sẽ bị tắc do mực nước trong van quá cao. đường ống dẫn khí đốt Hệ thống gas kết nối hầm biogas với các thiết bị gas sử dụng đường ống. Hệ thống này phải an toàn, tiết kiệm và cung cấp đủ lượng gas cần thiết cho từng thiết bị. Ống được sử dụng phổ biến nhất là ống thép mạ kẽm hoặc ống nhựa. Điều rất quan trọng là hệ thống khí phải kín khí và tồn tại trong suốt thời gian vận hành của công trình khí sinh học. Đường ống cung cấp khí sinh học từ nơi lắp đặt đến người tiêu dùng phải được bảo vệ khỏi hư hỏng. Có thể kiểm tra rò rỉ khí bằng cách bôi dung dịch xà phòng lên các đầu nối đường ống. Đường ống dẫn khí cũng phải được trang bị van xả an toàn để xả khí sinh học vào khí quyển khi áp suất tăng trên 0,5 kgf/s m2. Tốt nhất nên đốt lượng khí sinh học dư thừa bằng đèn đốt. ống dẫn khí Điều quan trọng là phải lắp đặt hệ thống đường ống dẫn khí một cách chính xác. Các yêu cầu đối với hệ thống đường ống biogas không khác với tiêu chuẩn chung. Bạn có thể sử dụng ống nhựa có khả năng chống tia cực tím. Ống thép Ống có đường kính 1,2 - 1,8 cm và chiều dài dưới 30 mét thích hợp cho các công trình khí sinh học vừa và nhỏ. Để lắp đặt lớn hơn, chiều dài ống dài hơn và áp suất thấp hơn, cần có kích thước ống đặc biệt. Khi lắp đặt đường ống dẫn khí cần đặc biệt chú ý:
Ống thép mạ kẽm là sự thay thế đáng tin cậy và bền bỉ cho ống nhựa. Chúng có thể được tháo dỡ và sử dụng lại nếu cần thiết. Chúng có khả năng chống va đập, nhưng đắt tiền và chỉ có thể lắp đặt chúng với các chuyên gia có trình độ, vì vậy chúng chỉ được khuyến nghị ở những nơi không thể lắp đặt ống nhựa. ống nhựa Ống nhựa (PVC) rẻ tiền, dễ lắp đặt nhưng phản ứng với bức xạ mặt trời và dễ bị gãy nên nên lắp đặt dưới lòng đất. Đường kính ống Đường kính ống yêu cầu phụ thuộc vào mức tiêu thụ khí sinh học của các thiết bị sử dụng gas và khoảng cách giữa bình chứa gas và các thiết bị sử dụng khí sinh học. Khoảng cách xa làm giảm áp suất khí sinh học trong đường ống. Khoảng cách càng dài và lưu lượng khí càng lớn thì tổn thất do ma sát càng lớn. Các góc và phụ kiện làm tăng tổn thất áp suất. Tổn thất áp suất trong ống nhựa ít hơn ống thép mạ kẽm. Bảng 10 bao gồm đường kính ống và tốc độ dòng khí sinh học, cũng như chiều dài ống đối với tổn thất áp suất nhỏ hơn 5 mbar. Bảng 10. Đường kính ống phù hợp cho các chiều dài ống khác nhau và tốc độ dòng khí khác nhau
Từ bảng cho thấy, đối với tốc độ dòng khí 1,5 m3/h và chiều dài ống lên tới 100 mét, ống nhựa có đường kính 1,8 cm là phù hợp nhất. Một khả năng khác là chọn ống chính có đường kính 2,4 cm và đường kính 1,2 cm đối với tất cả các ống khác của hệ thống. Vị trí hệ thống đường ống Ống nhựa có thể được sử dụng cho hệ thống ngầm hoặc hệ thống được bảo vệ khỏi ánh nắng mặt trời và sốc cơ học. Trong tất cả các trường hợp khác, ống thép mạ kẽm được sử dụng. Để loại bỏ khí trực tiếp từ hầm biogas nên sử dụng ống thép mạ kẽm. Ống nhựa phải được đặt dưới lòng đất ít nhất 25 cm và được bao quanh bởi cát hoặc đất mềm. Sau đó, sau khi kiểm tra rò rỉ hệ thống đường ống, mương được lấp cẩn thận bằng đất thông thường. Kiểm tra rò rỉ được thực hiện bằng cách bơm không khí vào hệ thống đường ống trống ở mức gấp 2,5 lần áp suất khí tối đa dự kiến. Nếu sau vài giờ thấy rõ hiện tượng mất không khí - áp suất giảm, thì tất cả các kết nối sẽ được kiểm tra bằng cách đổ nước xà phòng lên chúng (nếu rò rỉ khí, bong bóng sẽ hình thành trên bề mặt đường ống). Vòi và phụ kiện Van đáng tin cậy nhất là van bi mạ crom. Van thường được sử dụng cho hệ thống nước không phù hợp để sử dụng trong hệ thống khí đốt. Van gas chính nên được lắp đặt gần lò phản ứng. Van bi là thiết bị an toàn phải được lắp đặt trên tất cả các thiết bị dùng gas. Các vòi và phụ kiện được lựa chọn và lắp đặt đúng cách cho phép tiến hành sửa chữa và làm sạch các thiết bị dùng gas mà không cần tắt vòi gas chính. người giữ khí Phương pháp tích lũy khí sinh học tối ưu phụ thuộc vào mục đích sử dụng khí sinh học. Nếu quá trình đốt trực tiếp được cung cấp trong đầu đốt nồi hơi và động cơ đốt trong thì không cần bình xăng lớn. Trong những trường hợp như vậy, bộ phận chứa khí được sử dụng để loại bỏ sự giải phóng khí không đồng đều và cải thiện các điều kiện cho quá trình đốt cháy tiếp theo. Trong các nhà máy khí sinh học nhỏ, buồng ô tô hoặc máy kéo lớn có thể được sử dụng làm bình chứa khí, nhưng bình chứa khí bằng nhựa hoặc thép thường được sử dụng nhiều nhất. Lựa chọn kích thước bình gas Kích thước của bình xăng, tức là thể tích của nó, phụ thuộc vào mức độ sản xuất và tiêu thụ khí sinh học. Lý tưởng nhất là bình chứa khí nên được thiết kế để chứa được lượng khí sinh học được sản xuất hàng ngày. Tùy thuộc vào loại bình chứa khí và áp suất mà nó có thể chịu được, thể tích của bình chứa khí dao động từ 1/5 đến 1/3 thể tích lò phản ứng. bình gas nhựa Các thùng chứa khí làm bằng nhựa hoặc cao su được sử dụng ở các nước phát triển để thu khí sinh học trong các công trình lắp đặt kết hợp, trong đó một thùng chứa mở được phủ nhựa và đóng vai trò như một lò phản ứng. Một lựa chọn khác là bình xăng nhựa riêng biệt. người giữ khí thép Người giữ khí thép có thể được chia thành hai loại:
Thiết bị đo đạc Các thiết bị điều khiển, đo lường lắp đặt trên bồn chứa gas bao gồm: phớt nước, van an toàn, đồng hồ đo áp suất và bộ giảm áp. Bình chứa khí bằng thép phải được nối đất. hệ thống trộn trộn mục tiêu Trộn khối lên men trong bể phản ứng làm tăng hiệu suất của hầm biogas và đảm bảo:
phương pháp trộn Việc trộn nguyên liệu thô có thể được thực hiện bằng các phương pháp chính sau: Máy trộn cơ học, khí sinh học đi qua chiều dày lớp nguyên liệu và bơm nguyên liệu từ vùng trên của lò phản ứng xuống vùng dưới. Bộ phận làm việc của máy trộn cơ học là ốc vít, lưỡi dao và thanh. Chúng có thể được kích hoạt bằng tay hoặc bằng động cơ. Kích động cơ học Trộn cơ học sử dụng cánh quạt có cánh thường được sử dụng nhiều nhất trong các lò phản ứng thép nằm ngang. Trục ngang chạy dọc theo toàn bộ chiều dài của lò phản ứng. Lưỡi hoặc ống uốn thành vòng được gắn vào nó. Khi quay trục, nguyên liệu thô được trộn lẫn, lớp vỏ vỡ ra và cặn chảy ra cửa xả.
Máy khuấy cơ học điều khiển bằng tay là loại dễ sản xuất và vận hành nhất. Chúng được sử dụng trong các lò phản ứng lắp đặt nhỏ với sản lượng khí sinh học không đáng kể. Về mặt cấu trúc, chúng đại diện cho một trục được lắp đặt theo chiều ngang hoặc chiều dọc bên trong lò phản ứng song song với trục trung tâm. Các lưỡi dao hoặc các bộ phận khác có bề mặt xoắn ốc được gắn vào trục, đảm bảo chuyển động của khối được làm giàu vi khuẩn metan theo hướng từ nơi dỡ hàng đến nơi chất hàng. Điều này cho phép bạn tăng tốc độ hình thành khí mê-tan và giảm thời gian lưu trú của nguyên liệu thô trong lò phản ứng. trộn thủy lực Sử dụng máy bơm, bạn hoàn toàn có thể trộn nguyên liệu thô đồng thời nạp và dỡ nguyên liệu thô. Những máy bơm như vậy thường được đặt ở trung tâm lò phản ứng để thực hiện các chức năng bổ sung. Trộn bằng khí nén Việc trộn bằng khí nén bằng cách bơm khí sinh học thoát ra trở lại lò phản ứng được thực hiện bằng cách lắp đặt hệ thống đường ống ở đáy lò phản ứng và đảm bảo trộn nguyên liệu thô một cách nhẹ nhàng. Vấn đề chính với các hệ thống như vậy là sự xâm nhập của nguyên liệu thô vào hệ thống khí đốt. Điều này có thể được ngăn chặn bằng cách lắp đặt một hệ thống van. Trộn bằng cách cho khí sinh học đi qua độ dày của nguyên liệu thô chỉ cho kết quả tốt nếu khối lên men ở trạng thái hóa lỏng cao và không tạo thành lớp vỏ trên bề mặt tự do. Mặt khác, các hạt nổi phải được loại bỏ liên tục hoặc các hạt lớn phải được tách ra trước khi đưa vào lò phản ứng. Tần suất trộn nguyên liệu Khuấy có thể liên tục hoặc định kỳ tùy thuộc vào chế độ hoạt động của lò phản ứng. Chế độ trộn tối ưu giúp giảm đáng kể thời gian lên men của nguyên liệu thô và ngăn ngừa sự hình thành lớp vỏ. Mặc dù quá trình trộn một phần xảy ra do khí sinh học thoát ra từ nguyên liệu thô, nhưng do sự chuyển động và chuyển động của nhiệt độ do nguyên liệu thô mới xâm nhập nên việc trộn như vậy là chưa đủ. Việc khuấy trộn phải được thực hiện thường xuyên. Trộn nguyên liệu thô quá ít sẽ dẫn đến sự tách khối nguyên liệu thô và hình thành lớp vỏ, do đó làm giảm hiệu quả hình thành khí. Nguyên liệu được trộn kỹ có thể tạo ra khí sinh học nhiều hơn 50%. Khuấy quá thường xuyên có thể làm hỏng quá trình lên men bên trong lò phản ứng - vi khuẩn không có thời gian để “ăn”. Ngoài ra, điều này có thể dẫn đến việc dỡ bỏ các nguyên liệu thô được xử lý chưa hoàn chỉnh. Khuấy nhẹ nhàng nhưng mạnh mẽ sau mỗi 4-6 giờ là lý tưởng. Hệ thống sưởi ấm nguyên liệu Nhiều nhà máy khí sinh học nhỏ ở Kyrgyzstan được xây dựng không có hệ thống sưởi ấm và không có vật liệu cách nhiệt. Việc không có hệ thống sưởi ấm sẽ cho phép hệ thống lắp đặt chỉ hoạt động ở chế độ ưa nhiệt và sẽ tạo ra ít khí sinh học và phân bón sinh học hơn so với chế độ ưa nhiệt và ưa nhiệt. Để đảm bảo sản xuất khí sinh học và phân bón sinh học cao hơn cũng như khử trùng nguyên liệu thô tốt hơn, hai phương pháp gia nhiệt được sử dụng: gia nhiệt trực tiếp dưới dạng hơi nước hoặc nước nóng trộn với nguyên liệu thô và gia nhiệt gián tiếp qua bộ trao đổi nhiệt, trong đó vật liệu gia nhiệt , thường là nước nóng, làm nóng nguyên liệu thô mà không trộn lẫn với nó. sưởi ấm trực tiếp Làm nóng bằng hơi nước trực tiếp có một nhược điểm nghiêm trọng - việc lắp đặt yêu cầu hệ thống tạo hơi nước, bao gồm lọc nước từ muối và khi sử dụng sưởi ấm bằng hơi nước, nguyên liệu thô có thể quá nóng. Chi phí cao của hệ thống sưởi ấm như vậy khiến nó chỉ có hiệu quả kinh tế khi được sử dụng trong các nhà máy xử lý nước thải lớn. Thêm nước nóng sẽ làm tăng độ ẩm của bề mặt và chỉ nên sử dụng khi cần thiết. sưởi ấm gián tiếp Việc gia nhiệt gián tiếp được thực hiện bằng các bộ trao đổi nhiệt đặt bên trong hoặc bên ngoài lò phản ứng, tùy thuộc vào hình dạng của lò phản ứng, loại nguyên liệu thô và phương pháp vận hành của nhà máy.
Việc sưởi ấm sàn không cho kết quả tốt vì trầm tích tích tụ ở đáy lò phản ứng gây khó khăn cho việc làm nóng nguyên liệu thô. Gia nhiệt bên trong là giải pháp tốt nếu bộ trao đổi nhiệt đủ mạnh để không bị vỡ khi nguyên liệu thô di chuyển qua lò phản ứng. Diện tích trao đổi nhiệt càng lớn thì nguyên liệu thô được làm nóng càng đồng đều và quá trình lên men diễn ra càng tốt (xem Hình 26). Sưởi ấm bên ngoài bằng cách sử dụng bộ trao đổi nhiệt với các bộ phận dẫn nhiệt trên bề mặt thành lò phản ứng của hầm khí sinh học sẽ kém hiệu quả hơn do thất thoát nhiệt từ bề mặt tường. Mặt khác, toàn bộ thành lò phản ứng có thể được sử dụng để sưởi ấm và không có gì bên trong lò phản ứng ngăn cản sự di chuyển của nguyên liệu thô. Việc gia nhiệt trung gian nguyên liệu thường được thực hiện trong phễu cấp nguyên liệu và mang lại lợi ích là dễ dàng tiếp cận để làm sạch và sửa chữa lò phản ứng. Hệ thống sưởi bên trong và bên ngoài Để đạt được hiệu quả sản xuất khí sinh học tối đa, quá trình phân hủy kỵ khí đòi hỏi các điều kiện nhiệt độ môi trường cụ thể, tốt nhất là gần đạt được quy trình tối ưu. Ở Kyrgyzstan, hệ thống sưởi ấm và cách nhiệt lò phản ứng là cần thiết để đạt được nhiệt độ quy trình mong muốn và ngăn ngừa thất thoát năng lượng. Để làm nóng lò phản ứng đến nhiệt độ ưa nhiệt bằng điện, cần có công suất trung bình 330 W trên 1 m3 thể tích lò phản ứng. Hệ thống sưởi ấm nguyên liệu thô phổ biến nhất là hệ thống sưởi ấm bên ngoài với nồi hơi đun nước nóng chạy bằng khí sinh học, điện hoặc nhiên liệu rắn. Máy nước nóng năng lượng mặt trời cũng có thể được sử dụng. Bộ trao đổi nhiệt ở dạng cuộn dây, phần tản nhiệt và ống hàn song song được sử dụng làm bộ phận làm nóng, trong đó chất làm mát là nước nóng có nhiệt độ khoảng 60 C. Nhiệt độ cao hơn làm tăng nguy cơ độ bám dính của các hạt lơ lửng trên bề mặt bộ trao đổi nhiệt. Nên đặt bộ trao đổi nhiệt trong khu vực ảnh hưởng của thiết bị trộn, điều này giúp tránh sự lắng đọng của các hạt rắn trên bề mặt của chúng. lắp đặt hệ thống sưởi ấm Khi lắp đặt hệ thống sưởi, điều quan trọng là phải cung cấp các điều kiện cần thiết cho chuyển động tự nhiên của chất lỏng trong hệ thống này. Với mục đích này, cần đảm bảo cung cấp nước nóng cho điểm trên của hệ thống và đưa nước làm mát trở lại điểm dưới. Trên đường ống sưởi ấm phải lắp đặt các van để giải phóng không khí từ những điểm cao nhất và hệ thống sưởi ấm phải được trang bị bể giãn nở để thay đổi thể tích nước. Để kiểm soát nhiệt độ bên trong bể phản ứng của công trình khí sinh học phải lắp đặt nhiệt kế. Các loại cài đặt được đề xuất để thực hiện ở Kyrgyzstan Có tính đến các điều kiện khí hậu và các điều kiện khác ở Kyrgyzstan, nên giới thiệu các loại công trình khí sinh học sau đây. Công trình khí sinh học nạp thủ công không cần khuấy trộn và không làm nóng nguyên liệu thô trong lò phản ứng Công trình khí sinh học đơn giản nhất (Hình 29) dành cho các trang trại nhỏ. Thể tích của lò phản ứng lắp đặt là từ 1 đến 10 m3, được thiết kế để xử lý 50 - 200 kg phân mỗi ngày. Việc lắp đặt có chứa tối thiểu các bộ phận để đảm bảo quá trình xử lý phân và thu được phân sinh học và khí sinh học: lò phản ứng, phễu nạp nguyên liệu tươi, thiết bị lựa chọn và sử dụng khí sinh học, thiết bị dỡ nguyên liệu lên men. Nhà máy khí sinh học có thể được sử dụng ở các vùng phía nam Kyrgyzstan mà không cần gia nhiệt và trộn và được thiết kế để hoạt động trong phạm vi nhiệt độ ưa tâm thần từ 5°C đến 20°C. Khí sinh học được sản xuất ngay lập tức được đưa đi sử dụng trong các thiết bị gia dụng. Khối lượng đã xử lý được loại bỏ khỏi lò phản ứng thông qua đường ống dỡ tải tại thời điểm nạp phần nguyên liệu thô tiếp theo hoặc do áp suất của khí sinh học trong lò phản ứng của hệ thống lắp đặt. Khối lên men chưa được nạp vào thùng chứa tạm thời, thể tích này phải không nhỏ hơn thể tích của lò phản ứng.
Bất kỳ người nông dân nào cũng có thể tự mình xây dựng một hầm khí sinh học đơn giản. Bảng này cho thấy thông số kỹ thuật và ước tính về các vật liệu cần thiết cho việc xây dựng nó. Bảng 11. Thông số kỹ thuật và dự toán chế tạo công trình khí sinh học đơn giản nhất nạp thủ công không cần khuấy trộn và không làm nóng nguyên liệu thô
Trình tự các công việc xây dựng công trình khí sinh học đơn giản nhất Khi tự làm công trình khí sinh học đơn giản, nên tuân thủ trình tự sau: sau khi xác định lượng phân chuồng hàng ngày được tích lũy trên trang trại để xử lý trong công trình khí sinh học và chọn thể tích bể phản ứng cần thiết, bạn cần chọn vị trí của công trình khí sinh học. lò phản ứng và chuẩn bị vật liệu cho lò phản ứng của công trình khí sinh học. Sau đó, lắp đặt các đường ống nạp, xả và chuẩn bị hố cho hầm biogas. Sau khi lắp đặt lò phản ứng vào hố, phễu nạp và cửa thoát khí được lắp đặt, sau đó lắp nắp hầm, nắp này sẽ được sử dụng để bảo trì và sửa chữa lò phản ứng. Sau đó, lò phản ứng được kiểm tra rò rỉ, sơn và cách nhiệt của hệ thống lắp đặt. Quá trình cài đặt đã sẵn sàng để đưa vào hoạt động! Công trình khí sinh học với phương pháp bốc và trộn nguyên liệu thủ công. Việc xây dựng công trình khí sinh học bằng cách nạp và trộn nguyên liệu thô thủ công (Hình 30) cũng không đòi hỏi chi phí tài chính lớn.
Nó được dành cho các trang trại nhỏ. Thể tích của lò phản ứng lắp đặt là từ 1 đến 10 m3, được thiết kế để xử lý S0 - 200 kg phân mỗi ngày. Để nâng cao hiệu suất của hầm khí sinh học, một thiết bị trộn nguyên liệu thô thủ công đã được lắp đặt. Nhà máy khí sinh học nạp, trộn và gia nhiệt thủ công nguyên liệu thô trong lò phản ứng Để có quá trình lên men chuyên sâu và ổn định hơn, hệ thống gia nhiệt lò phản ứng đã được lắp đặt (Hình 31).
Việc cài đặt có thể hoạt động ở chế độ ưa nhiệt và ưa nhiệt. Lò phản ứng của công trình khí sinh học được làm nóng bằng nồi hơi nước nóng chạy bằng khí sinh học được sản xuất. Phần khí sinh học còn lại được sử dụng trực tiếp trong các thiết bị gia dụng. Các nguyên liệu thô đã qua chế biến được bảo quản trong một thùng chứa đặc biệt cho đến khi chúng được bón vào đất. Nhà máy khí sinh học với tải thủ công, bộ chứa khí, trộn nguyên liệu thô bằng khí nén, có sưởi ấm nguyên liệu thô trong lò phản ứng Việc lắp đặt đơn giản với việc nạp nguyên liệu thô vào lò phản ứng bằng tay được trang bị thiết bị bơm tự động cho khí sinh học được sản xuất và bình chứa khí để lưu trữ (Hình 32).
Việc trộn nguyên liệu thô trong lò phản ứng được thực hiện bằng khí nén sử dụng khí sinh học. Nhà máy khí sinh học như vậy có thể hoạt động ở mọi điều kiện nhiệt độ lên men. Nhà máy khí sinh học có bình chứa khí, chuẩn bị thủ công và nạp và trộn nguyên liệu thô bằng khí nén, có gia nhiệt nguyên liệu thô trong lò phản ứng Việc lắp đặt (Hình 33) dành cho các trang trại vừa và lớn với khả năng xử lý từ 0,3 đến 30 tấn nguyên liệu thô trở lên mỗi ngày. Thể tích lò phản ứng dao động từ S đến 300 m3 và hơn thế nữa.
Việc chuẩn bị, tải và trộn nguyên liệu thô được cơ giới hóa và thực hiện bằng hệ thống khí nén. Việc gia nhiệt nguyên liệu thô trong lò phản ứng của nhà máy khí sinh học được thực hiện bằng bộ trao đổi nhiệt với nồi hơi đun nước nóng chạy bằng khí sinh học. Đường ống bốc dỡ nguyên liệu có một nhánh thu gom phân sinh học về kho và chất lên xe vận chuyển ra đồng. Thiết kế của công trình khí sinh học này (Hình 32) cho phép chuẩn bị thủ công và nạp nguyên liệu thô vào lò phản ứng bằng khí nén, một phần khí sinh học sinh ra được sử dụng để làm nóng nguyên liệu thô trong lò phản ứng. Việc trộn được thực hiện bằng khí sinh học. Biogas được chọn tự động. Khí sinh học được lưu trữ trong bình chứa khí. Việc lắp đặt có thể hoạt động ở bất kỳ chế độ nhiệt độ nào để lên men nguyên liệu thô. Nhà máy khí sinh học có bộ phận giữ khí, chuẩn bị cơ khí, nạp và trộn nguyên liệu thô bằng khí nén, có gia nhiệt nguyên liệu thô trong lò phản ứng Một đặc điểm khác biệt của nhà máy khí sinh học này (Hình 34), dành cho các trang trại nông dân vừa và lớn, là sự hiện diện của một bể đặc biệt để chuẩn bị nguyên liệu thô, từ đó nó được cung cấp bằng máy nén đến phễu nạp, sau đó sử dụng khí sinh học nén vào lò phản ứng của nhà máy. Một phần khí sinh học sinh ra được sử dụng để vận hành hệ thống sưởi ấm. Việc lắp đặt được trang bị tính năng lựa chọn khí sinh học tự động và bình chứa khí để lưu trữ. Sự hiện diện của hệ thống sưởi ấm cho phép nhà máy khí sinh học hoạt động ở tất cả các chế độ lên men.
Bảng 12. Đặc điểm kỹ thuật của thiết bị và vật liệu cho công trình khí sinh học trang trại có bình chứa khí, chuẩn bị cơ khí, nạp và trộn nguyên liệu thô bằng khí nén, có gia nhiệt nguyên liệu thô trong lò phản ứng (xem Hình 12 và 13)
Bảng 13. Ước tính sản xuất một công trình khí sinh học trang trại có bình chứa khí, chuẩn bị cơ khí, nạp và trộn nguyên liệu thô bằng khí nén, có gia nhiệt nguyên liệu thô trong lò phản ứng (xem Hình 12 và 13).
* Ước tính này không bao gồm chi phí vận chuyển, chi phí xây dựng dân dụng và các khoản khấu trừ thuế. Vận hành công trình khí sinh học Việc vận hành ổn định hàng ngày của công trình khí sinh học đòi hỏi nhân viên vận hành có tính kỷ luật cao để có được khối lượng lớn khí sinh học và phân bón sinh học cũng như thời gian sử dụng lâu dài của nhà máy. Nhiều vấn đề xảy ra do lỗi vận hành. Thông thường, những vấn đề như vậy có thể được giảm thiểu bằng cách:
Chuẩn bị phóng Giai đoạn chuẩn bị bao gồm kiểm tra độ kín của lò phản ứng và hệ thống khí. Để làm được điều này, một đồng hồ đo áp suất nước được nối với hệ thống khí, tất cả các vòi đều được đóng lại để có thể đo được áp suất không khí dư thừa trong lò phản ứng bằng đồng hồ đo áp suất. Để làm điều này, lò phản ứng được đổ đầy nước đến mức vận hành. Không khí dư thừa sẽ bị đẩy ra ngoài qua van an toàn. Sau đó, ghi lại số đo trên đồng hồ đo áp suất và để bình phản ứng chứa đầy nước trong một ngày. Nếu sau XNUMX giờ, chỉ số của đồng hồ đo áp suất không thay đổi hoặc thay đổi đôi chút thì chúng ta có thể cho rằng hệ thống khí và lò phản ứng có đủ độ kín. Nếu có sự mất áp suất trong lò phản ứng và hệ thống khí, cần phải tìm và loại bỏ chỗ rò rỉ. Công việc khởi động công trình khí sinh học chỉ có thể bắt đầu khi toàn bộ nhà máy và các bộ phận của nó phù hợp để vận hành và đáp ứng các yêu cầu vận hành an toàn. giai đoạn vận hành Nếu có thể, lượng nạp ban đầu của một công trình khí sinh học mới nên bao gồm nguyên liệu thải từ nhà máy khác (khoảng 10%) hoặc phân gia súc tươi, vì hoạt động thành công đòi hỏi các chủng vi sinh vật sản xuất khí mê-tan, với số lượng lớn được tìm thấy trong gia súc tươi. phân bón. Tuổi và số lượng của phần nguyên liệu thô ban đầu có ảnh hưởng mạnh mẽ đến toàn bộ quá trình lên men. Nên đảm bảo có đủ lượng nguyên liệu thô trước khi hoàn tất quá trình lắp đặt. Khi nạp lần đầu tiên, bạn có thể pha loãng lượng nguyên liệu thô không đủ với nhiều nước hơn bình thường để đổ đầy lò phản ứng đến 2/3 thể tích. Các loại nguyên liệu Tùy thuộc vào loại nguyên liệu thô được sử dụng, có thể mất từ vài ngày đến vài tuần để công trình khí sinh học đạt được mức độ vận hành ổn định. Sau khi pha loãng nguyên liệu thô cho đến khi đạt được khối lượng đồng nhất có độ ẩm cần thiết, nó được nạp vào lò phản ứng, được đổ đầy không quá 2/3 thể tích bên trong. Thể tích còn lại của lò phản ứng được sử dụng để tích lũy khí sinh học. Nguyên liệu thô được nạp vào lò phản ứng không được lạnh - nhiệt độ của nó phải gần với nhiệt độ lên men tối ưu đã chọn. tối ưu hóa vận hành Để tối ưu hóa quá trình lên men, có thể sử dụng một số phương pháp khởi đầu phổ biến:
Để đảm bảo sự phát triển bền vững của vi sinh vật trong giai đoạn khởi động, việc gia nhiệt nguyên liệu thô được nạp phải tăng dần, không quá 2°C mỗi ngày, đạt 35-37°C. Trong quá trình gia nhiệt, phải đảm bảo trộn kỹ nguyên liệu thô. Sau 7-8 ngày, hoạt động sống tích cực của vi sinh vật trong bể phản ứng bắt đầu và quá trình giải phóng khí sinh học bắt đầu. Đặc điểm của giai đoạn vận hành Giai đoạn đưa công trình khí sinh học vào chế độ vận hành được gọi là giai đoạn vận hành thử và có đặc điểm:
Ổn định quy trình Việc chuyển sang chế độ vận hành diễn ra nhanh hơn nếu nguyên liệu thô được trộn thường xuyên và mạnh mẽ. Nếu trong quá trình vận hành, quá trình ổn định quá trình lên men bị trì hoãn thì nên thêm một lượng nhỏ phân gia súc vào lò phản ứng để khôi phục lại sự cân bằng pH. Ngay sau khi quá trình lên men ổn định, một khối lượng lớn nguyên liệu thô chưa lên men sẽ tạo ra một lượng lớn khí sinh học. Khi mức khí sinh học được tạo ra đã giảm xuống mức dự kiến, việc nạp nguyên liệu thô thường xuyên có thể bắt đầu. Chuẩn bị bình gas Bình xăng chỉ có thể được chuẩn bị để đổ khí như một phần của mô-đun sau khi được nghiệm thu và thử nghiệm theo các thông số kỹ thuật cũng như sau khi được cơ quan chức năng Gosgortekhnadzor kiểm tra. Để tránh hình thành hỗn hợp dễ nổ, trước khi nạp khí vào bình xăng, cần phải đẩy không khí ra khỏi toàn bộ hệ thống, bao gồm cả đường ống dẫn khí. Không khí được thay thế bởi nước, sau đó là sự thay thế của nước bằng khí dưới áp suất hoặc khí không cháy. Sự dịch chuyển không khí được coi là hoàn thành nếu hàm lượng oxy trong mẫu khí lấy từ bình xăng không vượt quá 5%. Kiểm tra bên ngoài cần kiểm tra tình trạng của các dụng cụ điều khiển và đo lường có trong bình xăng (van kiểm tra và an toàn, đồng hồ đo áp suất, bộ giảm áp). Độ tin cậy của việc nối đất và chống sét của bình xăng được kiểm tra bằng đồng hồ nối đất. Điện trở nối đất không được vượt quá 4 ohms. chất lượng khí Khi công trình khí sinh học đạt đến chế độ vận hành thì chất lượng khí sinh học sẽ thấp. Vì lý do này, và cũng để ngăn chặn tình trạng nổ liên quan đến lượng oxy dư chứa trong bình khí, hai lượng khí sinh học đầu tiên hàng ngày phải được thải vào không khí. Một khi khí sinh học trở nên dễ cháy, nó có thể được sử dụng cho mục đích đã định. Cac hoạt động hăng ngay Tải trọng nguyên liệu thô Để vận hành tối ưu các công trình khí sinh học, liều lượng phân tươi hàng ngày và tần suất bón phân là rất quan trọng. Liều tải không phải là một giá trị cố định và phụ thuộc vào loại nguyên liệu thô, nhiệt độ lên men và nồng độ chất khô trong nguyên liệu thô. Ở liều lượng nhỏ nạp nguyên liệu thô hàng ngày, không vượt quá 1-5% thể tích lò phản ứng mỗi ngày, khí sinh học được thải ra ít hơn so với liều lượng lớn 10-20%. Tuy nhiên, với liều lượng nạp lớn hàng ngày, hàm lượng metan trong khí sinh học sẽ giảm và hàm lượng carbon dioxide tăng lên. Liều tải tối ưu hàng ngày cho các hệ thống lắp đặt có nhiệt độ lên men mesophilic xét về chất lượng khí sinh học có thể được coi là 6-10% tổng khối lượng nguyên liệu thô được nạp với thời gian lên men là 10-20 ngày. Liều tải tối ưu cho chế độ ưa nhiệt có thể được coi là 1S-2S7 với thời gian lên men từ 4 đến 8 ngày. Khi sử dụng chế độ lên men tâm lý, nên nạp không quá 2% khi thêm nguyên liệu thô mới hàng ngày. Nếu sử dụng phương pháp nạp theo mẻ thì lò phản ứng được nạp ngay đến 2/3 và nguyên liệu thô được xử lý mà không cần thêm phân tươi trong 40 ngày trở lên. Tải và trộn tần số Liều hàng ngày không nên được đưa hoàn toàn vào lò phản ứng mà nên dần dần chia thành các phần bằng nhau trong khoảng thời gian đều đặn 4 - 6 lần một ngày. Sau khi tải phần tiếp theo, nên trộn nguyên liệu thô. Tình trạng và hoạt động của các thiết bị trộn phải được kiểm tra hàng ngày. Kiểm soát quá trình lên men bằng màu sắc của khối lên men Quá trình lên men nguyên liệu thô diễn ra như thế nào trong lò phản ứng có thể được đánh giá bằng cường độ giải phóng khí sinh học, cũng như màu sắc của khối lên men ở đầu ra của lò phản ứng. Sự vắng mặt của khí sinh học hoặc sự hình thành yếu của nó cho thấy hoạt động của vi sinh vật thấp và có thể được phát hiện bằng màu xám của khối lên men. Nguyên nhân của điều này cũng có thể là do thiếu vi sinh vật, dẫn đến quá trình lên men bị suy giảm, việc tiếp tục quá trình này đòi hỏi phải đưa vào các dung dịch dinh dưỡng với nồng độ vi sinh vật tốt và do đó có khả năng hình thành khí tốt. Khi dư thừa chất dinh dưỡng, axit có thể hình thành và hoạt động của vi sinh vật có thể giảm. Trong trường hợp này, màu của nguyên liệu lên men chuyển sang màu đen và màng trắng có thể hình thành trên bề mặt của nó. Axit có thể được trung hòa bằng cách đưa tro thực vật hoặc nước vôi vào. Nếu khối lên men có màu nâu sẫm và hình thành bọt trên bề mặt thì chúng ta có thể cho rằng quá trình lên men bình thường đang diễn ra. Kiểm soát mức nguyên liệu Một vấn đề đặc biệt trong các hệ thống lắp đặt nhỏ là tắc nghẽn các lỗ hở của lò phản ứng. Điều này có thể dẫn đến áp suất quá lớn bên trong lò phản ứng và làm tắc nghẽn đường ống dẫn khí. Để ngăn chặn điều này, cần kiểm tra mức độ nguyên liệu thô và tình trạng của các lỗ lắp đặt hàng ngày. Hoạt động hàng tuần và hàng tháng
Hoạt động hàng năm
Các biện pháp phòng ngừa an toàn Khi vận hành công trình khí sinh học cần chú ý những điều sau:
Yêu cầu của Gosgortekhnadzor Việc thiết kế, vận hành và bảo trì công trình khí sinh học phải tuân thủ các yêu cầu của “Quy tắc thiết kế và vận hành an toàn bình chịu áp lực” của Cơ quan Giám sát Kỹ thuật và Khai thác Nhà nước Cộng hòa Kyrgyzstan, nếu công trình khí sinh học bao gồm:
Những người từ 18 tuổi trở lên được Cơ quan Giám sát Kỹ thuật và Khai thác Nhà nước của Cộng hòa Kyrgyzstan cho phép dưới dạng giấy chứng nhận tiêu chuẩn về quyền vận hành các công trình khí sinh học và thực hiện các công việc nguy hiểm về khí có thể được phép phục vụ các cơ sở lắp đặt khí sinh học và thực hiện công việc nguy hiểm về khí. Bảo trì, giám sát và sửa chữa Bảo trì công trình khí sinh học bao gồm các công việc cần thiết để nhà máy hoạt động hiệu quả và lâu dài, và việc sửa chữa được thực hiện trong trường hợp công trình khí sinh học gặp sự cố. Bảo trì hàng ngày Bảng 14 Bảo dưỡng hàng ngày
Bảo trì hàng tháng
Bảng 15. Kiểm soát cốt thép
dịch vụ hàng năm
Giám sát Giám sát liên quan đến việc thu thập dữ liệu về hoạt động của cài đặt cho:
Các dữ liệu sau đây cần được thu thập:
Sửa Những hư hỏng có thể xảy ra khi một công trình khí sinh học đang vận hành được mô tả trong bảng dưới đây. Nguyên nhân phổ biến nhất gây lo ngại là sự suy giảm sản xuất khí sinh học. Bảng 16. Nguyên nhân phổ biến của sự cố và loại bỏ chúng
Công việc sửa chữa được thực hiện cả trong trường hợp có sự cố và trong quá trình lắp đặt bình thường. Việc sửa chữa ngoài những điều được nêu ở trên phải được thực hiện bởi các chuyên gia, vì chủ sở hữu lắp đặt thường không có trình độ học vấn kỹ thuật. Trong mọi trường hợp, việc kiểm tra lắp đặt hàng năm phải được thực hiện bởi các kỹ thuật viên đã được đào tạo. Tài liệu Để đảm bảo hoạt động, bảo trì, sửa chữa bình thường, cơ sở phải có các tài liệu sau:
Các tác giả: Vedenev A.G., Vedeneva T.A.
Tiếng ồn giao thông làm chậm sự phát triển của gà con
06.05.2024 Loa không dây Samsung Music Frame HW-LS60D
06.05.2024 Một cách mới để kiểm soát và điều khiển tín hiệu quang
05.05.2024
▪ Quế làm giảm tác hại từ thức ăn béo ▪ Người Nhật đang chuẩn bị các loại máy ghi video kỹ thuật số mới ▪ Thuốc giảm đau làm từ chất cay nhất thế giới ▪ Bộ xử lý Zhaoxin KaiXian KX-6780A và KX-U6880A
▪ phần của trang web Microphone, micro radio. Lựa chọn các bài viết ▪ Điều Ảo tưởng về nhận thức kích thước. Bách khoa toàn thư về ảo ảnh thị giác ▪ bài báo Gogol có phải gogol không? đáp án chi tiết ▪ bài viết Thợ đóng tàu-sửa chữa. Hướng dẫn tiêu chuẩn về bảo hộ lao động ▪ bài viết Chip khuếch đại TDA1701, 4 watt. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Nhận xét về bài viết: Svetlana Một bài viết rất cần thiết và cần thiết. Tôi có thể liên hệ với bạn bằng cách nào? luskazah@mail.ru Sergei Một bài báo rất cần thiết, nó chỉ còn lại để tạo ra một vòng kết nối tại trung tâm việc làm để đào tạo.
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này