Находящееся в биогазовой установке сырье в ходе реакции начинает расслаиваться на фракции. Более тяжелые частицы оседают на дно, образуя нерастворимый осадок. Легкие частицы подхватывают пузырьки газа и поднимают вверх. Со временем субстрат покрывается коркой. Все эти процессы отрицательно влияют на скорость реакции.
Периодически сырье в реакторе необходимо перемешивать, это поможет ровному и эффективному течению реакции. Регулярное перемешивание субстрата в реакторе также ведет к равномерному прогреву массы.
Однако, совсем не просто осуществить перемешивание субстрата, находящегося в процессе химически активной реакции внутри герметичного резервуара. Рабочие элементы перемешивающего устройства должны обладать коррозийно-стойкими свойствами. Его привод должен иметь или переходную муфту высокого качества, или быть расположен внутри корпуса реактора. Вполне возможно применение пневматического или гидравлического перемешивания.
Погружные миксеры
Устройства перемешивания в биогазовых реакторах изготавливают двух типов: месильные или тяговые. Какой из этих механизмов будет более эффективен можно определить учитывая вязкость субстрата и плотность его твердой фазы. В некоторых случаях является продуктивным комбинирование обоих типов устройств в одной конструкции, это приводит к большей производительности при перемешивании такой многокомпонентной среды. Реакторы с механическим перемешиванием оснащаются системами перемешивания периодического или непрерывного действия. Интервалы, устанавливаемые в мешалках с периодическим действием зависят от физических свойств разнородной массы и конкретных условий. Продолжительность их действия корректируется в процессе регулировки пускового периода станции для получения биогаза. Погружные миксеры для перемешивания навоза чаще всего находят свое применение в реакторах вертикального типа. Они выпускаются в двух вариантах: скоростные – имеют 2-3 лопасти и медленные в двумя лопастями.
Миксеры являются частью перемешивающих конструкций тягового типа, которые подключаются к редукторным или безредукторным электрическим двигателям. Их водонепроницаемые кожухи полностью погружаются в сырье и методично его перемешивают. Охлаждение осуществляется естественным путем с помощью воздействия внешней среды.
Перемешивающие мешалки
Другим видом мешалок биогазовой установки являются перемешивающие механизмы с продольной осью. В них на одном конце вала располагается электродвигатель, а другой конец входит под определенным углом в биогазовый реактор. В данном случае двигатель находится за пределами реактора. Для прохождения вала в внутрь емкости делают отверстие либо в крышке, либо в верхней части корпуса реактора, в случае, если он изготовлен из газонепроницаемой пленки. Чтобы избежать возможных утечек газа такое отверстие необходимо хорошо загерметизировать. Вал данного механизма обычно доходит до самого дна резервуара и имеет определенное количество пропеллеров с небольшими лопастями или крупнолопастными мешалками.
Такие лопастные мешалки для биогазовой установки очень надежные и почти не имеют подвижных элементов, нуждающихся в периодической замене. Привод конструкции достаточно прост в исполнении и размещается вне реактора, что облегчает его эксплуатацию. Малоподвижное расположение перемешивающих деталей может негативно сказаться на эффективном перемешивании субстрата в реакторе. Это может привести к образованию пенного слоя и донного осадка. Все отверстия биогазовой установки, включая и отверстие для вала, должны быть герметично заделаны.
Мешалки для реакторов с вертикальной загрузкой сырья
К перемешивающим механизмам тягового типа относятся также осевые мешалки. Они используются в реакторах с вертикальной загрузкой сырья и размещаются на вале, расположенном на центральной оси перекрытия. Их назначение – обеспечение непрерывного процесса перемешивания субстрата. Скорость вращения можно регулировать до минимального количества оборотов в минуту при помощи редуктора. Все это образует перетекание неоднородной массы по внутренней оси вниз, и одновременно с этим по стенкам – вверх. Такой тип мешалки обеспечивает результативное перемешивание сырья, при котором тонкие слои пены легко поступают в нижние слои, что предотвращает всплытие и оседание массы субстрата. Однако, неотработанные режимы могут приводить к образованию осадка и пены в крайних зонах резервуара. Это происходит по причине недостаточно качественного перемешивания.
Основные нагрузки приходятся на подшипник осевого вала, это требует к нему большего внимания, чем к остальным узлам и деталям конструкции. Как и в продольных осевых механизмах приводы осевых мешалок находятся снаружи реактора. Скорость вращения лопастей или пропеллеров управляется преобразователями частоты.
Лопастные мешалки с крыльчаткой
Лопастные мешалки и перемешивающие мешалки с крыльчаткой производятся только с медленным вращением длинной оси и относятся к месильному типу. Получение однородной смеси субстрата в таких агрегатах осуществляется не в результате образования тягового потока, а от промешивания слоев. Это дает однородную массу во всем объеме сырья, даже при большом процентном содержании сухого вещества. Применение мешалок с крыльчаткой и лопастных мешалок для перемешивания субстрата производится в повторяющемся режиме – через определенные промежутки. Для того, чтобы достичь максимальной однородности химически активной массы в реакторе вертикального типа осуществляется дополнительное перемешивание при помощи мешалок тягового действия. Их использование создает внутри реактора вспомогательные тяговые потоки, которые способствуют эффективному перемешиванию. Такие мешалки применяются не только в реакторах с вертикальной загрузкой, но и в горизонтальных моделях с вытесняющим потоком. Для дополнительного промешивания в них служат питающие шнеки. В таких механизмах ось мешалки расположена в реакторе горизонтально. При необходимости для большего прогрева субстрата лопасти оборудуются системами теплообмена.
Мешалки с пневматическим механизмом
Существуют мешалки для перемешивания с пневматическим механизмом. В них через систему сопел, проходящих сквозь дно реактора в массу сырья вдувается биогаз. В этом случае однородность субстрата достигается при помощи поднимающихся вверх пузырьков биогаза. Однако, такая технология перемешивания не предотвращает появление пенного слоя. В связи с этим ее использование целесообразно в основном для биологической среды, имеющей низкую вязкость и не подверженной пенообразованию. Основными ее преимуществами являются отсутствие движущихся деталей и хорошее промешивание сырья, обеспечиваемое форсунками, равномерно расположенными по корпусу реактора. К дополнительным достоинствам систем пневматического перемешивания можно отнести размещение компрессоров вне реакторной зоны. Тем не менее, технические показатели должны быть полностью тождественны свойствам биогаза.
Система перемешивания при мокром сбраживании
Гидравлическое перемешивание разнородной массы происходит в процессе нагнетания субстрата внутрь реактора. Это осуществляется насосами и поворотными форсунками, расположенными по вертикали или горизонтали. Процедура перемешивания по такой технологии осуществляется при поступлении и отсасывании субстрата. Так как все рабочие узлы находятся за пределами реактора, они не подвергаются большому износу и легки в обслуживании.
И пневматическое, и гидравлическое перемешивания плохо подходят для субстратов склонных к пенообразованию и имеющих значительную вязкость. Однако, это можно исправить применением центробежных погружных насосов и регулируемых труб для удаления осадка и пены. Такие системы перемешивания предназначены для жидких субстратов, применяемых при мокром сбраживании.
biogas.su
Related posts
Биогазовый реактор
Загрузчик для биогазовой установки
Насосы для биогазовой установки
Система сбора биогаза
Оборудование биогазовой установки
Рубрики
- Без рубрики (1)
- Биогаз (3)
- Биогазовые установки (6)
- Оборудование (12)
- Оптимизация (3)
- Строительство (2)