Zbiorniki na biogaz: typy, dobór i dopasowanie do procesu

'Zbiornik na biogaz' to skrót od kilku różnych naczyń, a mylenie ich to najszybszy sposób na błędne określenie projektu. Niektóre zbiorniki trawią substrat; inne tylko magazynują gaz; niektóre są zakopane w ciągu procesowym, podczas gdy inne stoją samodzielnie na farmie. Ten przegląd rozdziela typy, materiały i parametry procesowe, które faktycznie wpływają na dobór.

Zbiornik na biogaz zazwyczaj pełni jedną z trzech ról: fermentor (gdzie zachodzi fermentacja beztlenowa, o objętości zapewniającej 20-40 dni retencji w temperaturze 35-38°C mezofilnej i 55-65% metanu), magazyn gazu (przechowujący biogaz przy ciśnieniu 5-30 mbar, często z podwójną membraną) oraz zbiorniki buforowe/mieszające wokół nich. Wybór materiału podąża za strumieniem - GFS dla korozyjnego fermentora, stal nierdzewna dla agresywnych strumieni, membrana dla gazu. Dobieraj według roli i chemii, a nie pojedynczej etykiety 'zbiornik na biogaz'.

Trzy role

Fermentor to reaktor, w którym mikroby przekształcają substrat w biogaz; jego objętość zależy od substratu i hydraulicznego czasu retencji. Magazyn gazu przechowuje wyprodukowany metan, zazwyczaj przy niskim ciśnieniu w magazynie z podwójną membraną. Zbiorniki buforowe, wyrównawcze i mieszające znajdują się wokół fermentora, aby ustabilizować dopływ substratu. Każdy z nich jest specyfikowany inaczej.

• Fermentor: naczynie reakcyjne, o objętości dostosowanej do retencji.
• Magazyn gazu: magazynowanie biogazu przy ciśnieniu 5-30 mbar.
• Zbiorniki buforowe/mieszające: stabilizują dopływ substratu.

Materiał według środowiska

Fermentor jest najtrudniejszym środowiskiem - kwaśny płyn i przestrzeń gazowa bogata w H2S - dlatego GFS (inertna powłoka szklana) jest powszechnym wyborem, ze stalą nierdzewną (304/316L) dla agresywnych strumieni lub strumieni o wysokiej zawartości chloru. Magazyn gazu to zazwyczaj elastyczna membrana. Spawane lub skręcane stalowe zbiorniki służą jako bufory, w zależności od powłoki i budżetu.

• GFS: korozyjny fermentor, inertna powłoka.
• Stal nierdzewna 304/316L: agresywne strumienie.
• Membrana: elastyczny magazyn gazu.

Parametry określające wielkość

Wielkość fermentora zależy od hydraulicznego czasu retencji (zazwyczaj 20-40 dni), temperatury mezofilnej (35-38°C) i wynikającej z tego zawartości metanu (55-65%). Określają one zarówno objętość fermentora, jak i pojemność magazynu gazu. Prawidłowe ustalenie retencji jest ważniejsze niż kształt zbiornika.

Referencje projektowe

Zbiorniki na biogaz w użyciu obejmują całą rodzinę: południowoafrykański reaktor biogazowy (2017, 2 x 32,87 m³ fermentory), francuska biogazownia (2020, fermentor ze skręcanym dachem ze stali nierdzewnej SS304) i turecka biogazownia (2020, 2 x 3 727 m³ fermentory z dachami ze stali nierdzewnej SS316). Szwedzki projekt biogazowy (2024) wykorzystał wiele fermentorów GFS z dachami membranowymi.

• Afryka Południowa 2017: 2 x 32,87 m³ fermentory GFS.
• Francja 2020: fermentor ze skręcanym dachem SS304.
• Turcja 2020: 2 x 3 727 m³, dachy SS316.

Doświadczenie firmy

Center Enamel dostarcza pełną rodzinę zbiorników anaerobowych - fermentory GFS, fermentory ze stali nierdzewnej i magazyny gazu membranowe - z projektowaniem zgodnym z normą ISO 28765 i wiedzą procesową w zakresie biogazu rolniczego, komunalnego i przemysłowego.

Często zadawane pytania

Jaka jest różnica między fermentorem a zbiornikiem na biogaz?

Fermentor to reaktor, w którym zachodzi fermentacja; inne 'zbiorniki na biogaz' mogą jedynie magazynować gaz lub buforować substrat. Są one specyfikowane inaczej.

Jaki materiał jest najlepszy do fermentora?

GFS dla korozyjnego, bogatego w H2S fermentora; stal nierdzewna (304/316L) dla agresywnych strumieni lub strumieni z dużą zawartością chloru.

Jak długi jest czas retencji?

Zazwyczaj 20-40 dni w temperaturze 35-38°C mezofilnej; retencja określa objętość fermentora.

Jak magazynowany jest biogaz?

Zazwyczaj w magazynie gazu z podwójną membraną przy ciśnieniu 5-30 mbar, lub jako ciśnienie w przestrzeni nad stałym dachem.

Jakiej wydajności metanu mogę się spodziewać?

Biogaz z fermentacji beztlenowej zawiera zazwyczaj 55-65% metanu; dokładna wartość zależy od substratu.

Czy jeden zbiornik może jednocześnie fermentować i magazynować gaz?

Często fermentor utrzymuje pewne ciśnienie w przestrzeni nad cieczą, ale dedykowane magazyny membranowe są używane, gdy magazynowanie gazu jest duże.

'Zbiornik na biogaz' kryje trzy role - fermentacja, magazynowanie gazu, buforowanie - a odpowiedni materiał podąża za chemią każdego z nich. Wielkość fermentora określa się na podstawie retencji i temperatury, gaz magazynuje się przy niskim ciśnieniu, a GFS lub stal nierdzewną dobiera się w zależności od strumienia, a system dopasowuje się do procesu, zamiast z nim walczyć.

Podaj nam swój substrat i strategię dotyczącą gazu, a my zaprojektujemy fermentor, magazyn i zbiorniki buforowe, których faktycznie potrzebuje Twoja biogazownia.