Накопители биогаза под низким давлением
Накопители под низким давлением до настоящего времени получили наибольшее распространение со времен 1-го и 2-го биогазового движения преимущественно в виде газометров с погружными сосудами. Однако, со времен большего распространения биогазовой технологии, начиная с 1995 года появились также другие виды накопителей под низким давлением, так что газометры с погружными сосудами на сельскохозяйственных биогазовых установках можно встретить очень редко. Ниже приводится краткое описание разных вариантов.
- Газометр с погружными резервуарами
- Внешние пленочные накопители (пленочные мешки, пленочные трубы, пленочные подушки)
- Внутренние пленочные накопители из EPDM, ПВХ или П/Е
- Ферментаторы с свободнонесущими пленочными колпаками
- Ферментаторы с двойной пленкой
- Ферментаторы с пленочной крышей и центральной опорой
Газометр с погружными сосудами
Газометр с погружными сосудами (мокрый газгольдер) состоит из железного колокола, который окунают в наполненный жидкостью резервуар (Изобр. 5.1). Жидкостью может выступать как сам субстрат, это когда газовый колокол плавает на ферментаторе или складской емкости. Для внешних газометров применяют воду или смесь из воды и антифриза. В зависимости от наполнения газгольдера, колокол может на разную глубину погружаться в жидкость. Газометры с большими погружными сосудами напрвляются роликами.
Главным преимуществом газометра с погружными сосудами является то, что газ накапливается для хранения при относительно одинаковом давлении. Высоты давления достаточно, чтобы использовать газ для газовых плит и котлов с атмосферными горелками (5 - 10 мбар = 50 - 100 мм ВС) непосредственно, тоесть без дополнительного компрессора. Паяльные горелки требуют существенно более высокого давления (15 - 20 мбар = 150 - 200 ммВС), которого можно достичь лиш при помощи очень тяжелого газового колокола.
Газовые колокола, плавающие в субстратае хорошо себя зарекомендовали на небольших биогазовых установках в теплых странах (смотр. Раздел 12: «Взгляд зарубеж»). В наших условиях они вызывают слишком большие тнпло- и газопотери, кроме того существует опасность замерзания при очень низких температурах.
Пленочные накопители
Газометры с погружными сосудами требуют очень высоких затрат на строительство, поскольку застраивать приходится в 2,2 больше от объема газгольдера. Поэтому из-за упомянутых недостатков в настоящее время у нас строят практически исключительно пленочные газгольдеры, либо в виде пленочного колпака на ферментаторе или отдельно как внешний резервуар (Изобр. 5.1, 5.2 и 4.17). Преимуществом является то, что путем предварительной подготовки или сваривания пленки на месте можно изготовить на месте почти любую форму и размер недорого. Экземпляры до 1000 м3, в отдельных случаях также до 2000 м3 можно изготовить при помощи существующей техники. Покрытое пленкою пространство можно использовать почти на 100%. Не возникает никаких проблем с коррозией, также плотность достаточна для работы с метаном.
Биогазовые установки с бетонным перекрытием имеют в основном ферментаторе лишь очень небольшое хранилище для газа. Установки с открытым складом конечного хранения без дображивателя имеют дополнительные возможности по установке газгольдеров. Для установок с дображивателем (с бетонным перекрытием) достаточно будет иметь газгольдера на дображивателе. Но если оба ферментатора наполнены субстратом, то также необходимо позаботиться о дополнительном внешнем газгольдере.
Внешние газгольдеры изготавливаются либо как горизонтальные, либо в виде висящей трубы или в виде подушки. Кроме того возможно изготовление также других геометрических форм (Изобр. 5.1). Они могут иметь размер до 2000 м3. Если они больше, то затраты на необходимые сооружения будут также выше. В качестве строений можно также использовать контейнеры для морских грузоперевозок, старые склады для навоза или пустые силоса для зерна. Внешние накопители по сравнению с пленочными колпаками имеют то преимущество, что в случае потребности можно заходить в ферментатор не сливания его содержимого. Внешний накопитель может также пригодиться, когда применяется внешняя очистка от серы.
Под внутренним пленочным накопителем имеют ввиду накопление биогаза в пленочном газгольдере, размещенном над открытым ферментатором. Этот метод имеет то преимущество, что дает возможность большого объема для накопления биогаза, а с другой стороны делает возможным отказ от бетонного перекрытия. При отсасывании биогаза генератором пленочный накопитель образовывает естественную систему безопасности: если газгольдер незаполнен, то двигатель даже в газожидкостном режиме работы не будет всасывать воздух с вне в газгольдер. Конечно, следует также учесть недостатки пленочных газгольдеров.
Необходимо установить защиту от неблагоприятных погодных условий и преднамеренного нанесения вреда. Выработка давления для эксплуатации оборудования является проблематичной без компрессоров; размещение соответствующих тяжелых предметов на пленке на практике себя не зарекомендовало. Для принятой на сегодняшний день переработки биогаза этот недостаток не имеет значения, поскольку газовый двигатель всасывает газ из накопителя, для этого достаточно иметь лишь небольшое превышение давления от 0,05 до 0,1 мбар (0,5 до 1 мм ВС), в зависимости от веса пленки или брезента.
Техническая проблема состоит в том, чтобы установить предохранитель чрезмерно высокого давления настолько точно, чтобы превышение давления от 0,5 до 2 мбар (5 - 20 мм ВС) в зависимости от материала и модели можно было избежать наверняка.
