Система подогрева биогазовой установки

Температура в реакторе, наполненном сырьем, должна постоянно поддерживаться на одном уровне – оптимально подходящем для жизнедеятельности анаэробных бактерий. Реакция, возникающая в процессе выработки газа является экзотермической. Однако, если температура воздуха за пределами реактора ниже необходимой температуры для продуктивного функционирования соответствующих бактерий – подготовка субстратов нуждается в подогреве. При этом температура не должна выходить за пределы допустимых значений, а прогрев должен осуществляться равномерно. Для этого целесообразнее всего использовать энергию, выделяемую при сжигании биогаза.

Чтобы создать требуемые температурные условия и сохранять их на оптимальных для процесса анаэробного брожения значениях необходимо установить системы обеспечения тепла. Подаваемый в реактор субстрат можно подогревать двумя способами: непосредственно в реакторе или в питающем устройстве. Реактор с подогревом позволит создать максимально эффективные условия для реакции брожения при условии:

• Интенсивного периодического перемешивания массы субстрата для поддержания равномерной температуры во всех ее зонах.
• Исключения образования твердых отложений на корпусах теплообменников, от чего можно избавиться их регулярной очисткой или во время быстрого движении массы сырья при перемешивании.
• Контроля за попаданием в сырье крупных плотных элементов твердой фазы (птичьи перья, солома), которые могут мешать теплопередаче от системы подвода тепла подаваемому субстрату.
• Теплопередача к подаваемому сырью может осуществляться от ферментированной массы жидкого субстрата.

Мезофильный режим является наиболее экономичным и наименее требовательным к выполнению всех условий необходимых для анаэробного процесса, включающего подогрев и поддержание оптимальной температуры внутри реактора.

Для этого применяются различные системы теплообмена. Небольшие по размеру реакторы могут нагреваться при помощи различных нагревательных элементов, которые можно извлекать из реактора и легко очистить. Вода, циркулирующая внутри реактора выполняет нагревание субстрата. Ее температура не должна превышать 60оС.

1. Нагревать субстрат могут также нагревательные элементы, вмонтированные непосредственно в корпус реактора.
2. Горячая вода или пар, подаваемые во внутрь реактора, также могут обеспечивать полноценное нагревание сырья.
3. Наиболее удобны в обслуживании внешние теплообменные устройства, установленные снаружи анаэробных реакторов.

Реакторы PERMASTORE® имеют на своих стенках стальные теплообменные трубы, выполненные из коррозийно-стойкого материала. Основным назначением таких реакторов является утилизация отходов животноводческих ферм.

Понимание того, как осуществляется подогрев биомассы в реакторе, может помочь в установке теплообменных устройств.

Для начала биохимической реакции и выработке биогаза в биогазовой установке необходимо создать первичный разогрев. При запуске установки в летний период (температура воздуха не должна быть ниже 20оС) примерно через 7 дней в сырье, находящемся в реакторе начнется экзотермическая реакция с выделением тепла. Биомасса будет нагреваться и выделять биогаз.

Самостоятельное начало реакции невозможно в холодное время года. В связи с чем, обязателен внешний источник тепла – газ или электроподогрев. В отдельных случаях подача газа представляется невозможной. В этом случае доступной альтернативой может быть использование электричества. Система электроподогрева для малых установок является рациональным вариантом. Она не дорогая, простая в управлении и при правильной термоизоляции достаточно рентабельная.

Стандартная когенерационная система не может работать на том количестве газа, который вырабатывают малые и средние биогазовые агрегаты. В этом случае, применение находят газовые котлы, подходящие как для обогрева помещений, так и для таких установок. Для того, чтобы обеспечить массу субстрата необходимым теплом просто требуется пропустить через реактор трубы с горячей водой. Эта не сложная конструкция, однако она экономически не выгодна для малых установок.

Обогрев крупных биогазовых систем происходит за счет переработки биогаза в электричество при помощи когенерационных установок, которые представляют собой генератор в виде двигателя внутреннего сгорания. Тепло, поступающее из системы охлаждения двигателя подается в специальный резервуар. Далее через теплообменники оно следует для нагревания реактора и для других хозяйственных нужд. Вырабатывающая электрическую энергию когенерационная установка просто отдает свой побочный продукт – тепло.