Биогаз для чайников
Шрифт:
В стенку реактора вставляется полупроводниковый термодатчик. Сигнал от него поступает на блок автоматики, который включает и выключает нагревательные электрические элементы, включает и выключает циркуляционный насос или включает и выключает клапаны цепей теплообменника и байпасс при постоянно работающем циркуляционном насосе. То есть, регулировка температуры субстрата внутри реактора – релейная.
Мощность нагревательных элементов выбирается так, чтобы темп нагрева субстрата не превышал 10 в час для мезофильного режима и 0,50 в час для термофильного режима.
В верхней части реактора из него выходит газовая труба. Ее можно делать из металлопластика или полипропилена. Желательно поставить холодильник на трубе, чтобы осушить биогаз, осадив влагу на стенках холодной трубы. Простейший способ – это расположить поднимающийся вверх участок газовой трубы так, чтобы он обдувался ветром и не нагревался солнцем. Тогда влага осядет на
Далее газовая труба проходит через обратный клапан, который удобно выполнить в виде гидравлического клапана. Также можно поставить фильтр сероводорода и счетчик газа. Затем биогаз можно подавать потребителям.
Газовый котел можно применить самый обычный, подстроив, если можно, количество подаваемого воздуха. Если происходит управление циркуляционным насосом, то логика такого управления совсем простая – включить насос, выключить. Но циркуляционные насосы не рассчитаны на стартстопный режим работы, поэтому могут сгореть. Так что желательно, хоть и дороже, поставить постоянно работающий циркуляционный насос и добавить вторую цепь байпасс, закорачивающую входной и выходной коллекторы. При этом на основную цепь теплообмена и на байпасс надо поставить электрически управляемые клапаны. Клапаны эти должна работать в противофазе по сигналу термодатчика в реакторе. Когда субстрат нагрелся, теплоноситель пускается по цепи байпасс, температура теплоносителя в котле поднимается, и автоматика котла выключает газ, экономя его расход. Как только падает температура субстрата, включается главная цепь теплообмена, в котел поступает остывший теплоноситель из теплообменника, и автоматика котла пускает и поджигает биогаз.
Управление электрическим нагревателями производится путем простого их включения или выключения.
Инертность нагрева субстрата в реакторе минимальна, так как соотношение теплоемкости субстрата в реакторе и теплоемкости электронагревателей или теплоносителя очень большое, почти бесконечное. Поэтому спокойно можно применять релейное управление нагревом.
Также блок автоматики должен содержать программируемый таймер с необходимым количеством каналов, чтобы управлять расписанием включения гомогенизатора в подготовительной емкости, подающим насосом в подготовительной емкости и миксерами реактора.
Возможны самые различные модификации подобной конструкции, но принципы работы остаются теми же самыми. «Пути могут быть различны, но к единой устремимся цели!»
9. Промышленные конструкции.
Промышленные конструкции Вы вряд ли будете делать сами. Если Вы – конструктор профессионал, то эта книга – не для Вас, а если Вы – чайник, то Вам не стоит браться сразу за самостоятельное проектирование устройств стоимостью от нескольких сотен тысяч и до нескольких миллионов USD. Поэтому здесь мы опишем общие принципы конструкции и работы больших промышленных биогазовых установок, а также алгоритм их создания. Эдакая инструкция для продюсеров больших биогазовых установок.
Итак, у Вас возник регулярный источник большого количества органического сырья, и Вы где-то услышали, что на его утилизацию не только не надо тратиться, но можно еще и заработать в итоге. Для начала нужно проделать все, описанные выше, процедуры с сырьем, то есть подсчитать его суточный приход, заказать исследование его параметров. Параллельно надо поискать описание успешных проектов по анаэробной переработке такого сырья, по возможности проконсультироваться с людьми, вложившими деньги в такие проекты. Далее необходимо начать подыскивать исполнителей проекта. То есть тех, кто может спроектировать, построить, поставить оборудование, смонтировать и запустить биогазовую установку. Стоит рассмотреть несколько различных предложений. Вполне допустимо, когда биогазовую установку проектирует один коллектив, оборудование поставляют другие поставщики, строительные работы делает третья строительная организация, монтажные работы – четвертая и так далее. Но если выбрана не типовая европейская конструкция, которую сейчас успешно научились копировать китайцы, а более свежие разработки, то необходимо отдать все эти виды работ конструкторам и производителям биогазовых установок по новым оригинальным технологиям. Когда Вы определились с разработчиками и исполнителями, необходимо убедиться, что у Вас открыта линия финансирования, достаточная для того, чтобы спроектировать, построить и запустить биогазовую установку в кратчайшие сроки. Запомните: как только Вы потратите первые деньги, время будет работать против Вас. Окупаться установка начнет только после запуска. Но даже запуск не гарантирует начало окупаемости. Надо обеспечить к этому времени сбыт продукции, производимой биогазовой установкой. То есть, надо получить необходимые разрешения на продажу электроэнергии или биометана по «зеленому тарифу», утвердить каналы сбыта биогумуса. Только после этого начнется получение доходов. Поэтому «выбивать» все разрешения и лицензии надо параллельно с проектированием и строительством установки, чтобы к запуску все было утверждено.
Биогазовая установка – это объект промышленного строительства. Тем не менее, стандартная проектная организация не способна спроектировать биогазовую установку, потому что на самом деле в настоящей биогазовой установке главное – не строительство объектов, а правильный монтаж всех устройств. Для грамотного проектирования биогазовой установки надо быть специалистом не только в строительстве, но и в электронике, электротехнике, информатике, агрономии, химии, моторостроении и т.д. и т.п. Так что, не попадитесь на многочисленные рекламные предложения спроектировать биогазовую установку от стандартных проектных организаций. Если в спектре предлагаемых проектов такой организации полно всяких других типов объектов, кроме биогазовых установок, то с большой степенью вероятности биогазовую установку должным образом они Вам не спроектируют.
Часто возникает другая проблема. Компания, действительно умеющая конструировать и проектировать биогазовые установки, находится за рубежом и не имеет лицензии на проектирование в Вашей стране. Обычно это решается таким образом, что исходная компания делает реальный проект, а на местном рынке подыскивается проектная организация, которая за разумную плату проверяет этот проект, корректирует по мере необходимости его под национальные стандарты и утверждает по инстанциям уже под своим именем.
Точно так же можно поступить и со строительством. Реальные зарубежные конструкторы и производители биогазовой установки могут не иметь лицензии на строительство в Вашей стране, поэтому Вы нанимаете местную строительную организацию, которая выступит генподрядчиком, а также реально выполнит все земляные и общестроительные работы. Конструкторы и поставщики оборудования выполнят лишь монтаж этого оборудования. Обычно из-за специфичности такого оборудования его монтаж нельзя поручать специалистам без соответствующей квалификации.
Ну, и пусконаладку однозначно должны выполнять те же люди, которые сконструировали и спроектировали биогазовую установку. Потому что именно они больше всех знают о техпроцессе, то есть алгоритме слаженной работы всех узлов и механизмов биогазовой установки. Техпроцесс – это обычно главное ноу хау конкретной биогазовой установки.
Большие биогазовые установки обычно тоже состоят из накопителей/хранилищ исходного сырья, емкостей для приготовления субстрата и устройств для подачи субстрата или сырья в реакторы, утепленных реакторов с системами перемешивания и поддержания температуры субстрата, приемника шлама, сепаратора, склада для твердого биогумуса и лагуны для фильтрата, газовой системы, газгольдеров, системы теплоснабжения, системы автоматики, электрической силовой системы, «факела» для сжигания избытков биогаза. Опционально биогазовые установки комплектуются устройствами когенерации тепловой и электрической энергии, узлом подачи электроэнергии в общую сеть, блоком разделения биогаза на биометан и углекислоту, метановой заправочной станцией, линией сушки и паковки биогумуса, линией разлива жидких биоудобрений. Можно предложить еще множество возможных опций для биогазовой установки.