Как готовят сырьё перед подачей в биогазовый реактор

Выход биогаза считается по составу сырья, а не по объёму реактора, но между приёмом сырья на площадку и подачей в реактор стоит отдельный технологический узел — подготовка. Его состав определяется видом отходов, и именно он чаще всего оказывается причиной нестабильной работы установки: реактор рассчитан на однородную массу заданной влажности и без посторонних включений, а привозное сырьё этим условиям не отвечает.

Партнёр работает более чем с тридцатью видами органических отходов — птичий помёт и навоз, солома и растительные остатки, барда и жом, пищевые и кухонные отходы, осадок очистных сооружений, твёрдые бытовые отходы. Для каждой группы узел подготовки собирается по-своему. Ниже разобрано, из каких операций он складывается и какие данные нужны для его расчёта. Состав решений направления приведён на странице Газоочистка и биогазовые установки.

Операции узла подготовки

• Приём и накопление. Приёмный бункер или ёмкость с запасом на неравномерность поставок. Объём определяется не суточной потребностью реактора, а графиком завоза: сырьё приходит партиями, а реактор потребляет непрерывно.
• Удаление посторонних включений. Камни, металл, песок, упаковка, волокнистые фракции. Для пищевых и кухонных отходов этот участок обязателен, для навоза и помёта ограничивается удалением песка и подстилочного материала.
• Измельчение и гомогенизация. Приведение массы к фракции, с которой работают насосы и мешалки, и выравнивание состава по объёму. Разнородная масса даёт колебания нагрузки на реактор даже при постоянном расходе подачи.
• Регулирование влажности. Разбавление сухого сырья или обезвоживание слишком жидкого до влажности, заложенной в проект. Избыточная вода расходует объём реактора и тепло на подогрев, недостаточная затрудняет перемешивание и подачу.
• Подогрев. Доведение массы до температуры процесса. Подача холодного сырья в реактор вызывает локальное снижение температуры и угнетает биологию — поэтому подогрев относится к подготовке, а не к реактору.
• Гигиенизация. Термическая обработка при работе с отходами животного происхождения и пищевыми отходами — требование к обращению с такими отходами, а не технологическая прихоть.

Чем различается подготовка по видам сырья

Из таблицы видно, в чём разница между проектом на навозе и проектом на пищевых отходах при одинаковом суточном объёме: во втором случае до реактора встаёт практически отдельная линия сортировки и термообработки, и её стоимость и площадь сопоставимы с реакторной частью. В реализованных проектах переработки пищевых отходов мощностью 400 т/сут и 900 т/сут пищевых вместе с 600 т/сут кухонных именно участок подготовки определяет компоновку площадки.

Что подготовка даёт реактору

• Стабильную загрузку по органическому веществу — реактор получает одинаковую массу одинакового состава, а не чередование партий.
• Защиту насосов, мешалок и теплообменников от абразива и посторонних предметов. Износ этих узлов — основная статья внеплановых работ на установках без полноценной подготовки.
• Расчётное время пребывания массы в реакторе: при постоянной влажности и фракции перемешивание работает так, как заложено в проекте.
• Предсказуемый выход газа, по которому подбираются газгольдер и газоочистка. Колебания состава сырья переходят в колебания выхода и состава газа, а под них приходится брать запас по всей газовой линии.
• Меньший риск закисления и образования плавающей корки — двух типовых причин остановки сбраживания.

Какие данные нужны для расчёта

Проект узла подготовки считается по тем же исходным данным, что и установка в целом, но с дополнительными пунктами по механическим свойствам сырья.

• Виды сырья и доля каждого в суточном потоке, с указанием сезонных изменений состава.
• Влажность и содержание сухого органического вещества по каждому виду.
• Наличие и характер посторонних включений — песок, упаковка, металл, волокнистые фракции.
• Температура и кислотность сырья на входе для производственных потоков.
• График поставки: ежедневный завоз или партиями, сезонность, пиковые объёмы.
• Требования по обращению с отходами, которые применимы к вашему сырью, — от них зависит необходимость гигиенизации.
• Площадь и конфигурация участка под узел подготовки, доступные подключения по воде, пару и электроэнергии.

Если сырьё приходит с собственного производства, состав подготовки увязывается с технологией этого производства — для агропромышленных и пищевых линий это делается на этапе их проектирования, см. агропромышленные решения и пищевые линии.

По этим данным собирается схема, считается мощность оборудования подготовки и его доля в эксплуатационных затратах. Параллельно решается вопрос с дигестатом: он закладывается в проект сразу, вместе с местом под хранение и графиком вывоза, а не остаётся на этап пуска.

Частые вопросы

Можно ли обойтись без узла подготовки?
Только для однородного сырья стабильного состава без посторонних включений — например, при работе с одним технологическим потоком производства. Во всех остальных случаях подготовка либо входит в проект, либо её функции придётся выполнять вручную, что ограничивает производительность и повышает риск повреждения оборудования реакторной части.

Насколько подготовка увеличивает стоимость проекта?
Это зависит от сырья: для навоза и помёта добавляются относительно простые узлы, для пищевых и смешанных отходов — полноценная линия сортировки и термообработки. Оценка даётся в составе технического решения после анализа исходных данных, отдельной нормы для всех проектов здесь нет.

Что делать, если состав сырья меняется в течение года?
Узел подготовки считается по наиболее сложному из ожидаемых составов, а ёмкости усреднения подбираются так, чтобы сглаживать переходы между сезонами. Если доли видов сырья меняются существенно, в проект закладывается возможность работы по разным режимам.

Можно ли начать с обследования?
Да. Первый этап — анализ состава и объёмов сырья и технико-экономическая оценка. По её результатам решается, в каком объёме имеет смысл проект и какая схема подготовки нужна.

Пришлите виды и объёмы сырья, влажность и данные о посторонних включениях — подберём схему подготовки, посчитаем оборудование узла и его место в проекте установки. Почта для запроса: sale@tkasiatorg.ru.