1 − Постоянного объема; 2, 3 − переменного объема;

б − раздельные низкого давления:

1, 2− Переменного объема «сухие»; 3 − пневморегулируемый;

4 − Раздельный среднего давления; 5 − раздельный высокого давления

Чаще всего в биогазовых установках используют газгольдеры низкого давления (давление в метантенках обычно находится в пределах 4–10 кПа). Высокое давление необходимо, если биогаз применяется в качестве горючего для транспортных средств.

Принимая давление биогаза после гидрозатвора метантенка 4 кПа, рекомендуют при проектировании системы сбора и транспортировки биогаза потребителю рассчитывать диаметр газопроводов так, чтобы давление биогаза у потребителя составляло 1,2–1,5 кПа, а в газгольдере поддерживалось на уровне 3 кПа. Система утилизации биогаза снабжается факельной «свечой» (для сжигания биогаза), на которую может быть направлен образовавшийся по каким-либо причинам излишек биогаза.

На газгольдер приходится значительная доля стоимости биогазовой установки, поэтому обьем его рассчитывают на 2–4-часовой запас биогаза или на суточный запас для установок малой мощности с неравномерной выработкой биогаза.

Конструкции биогазовых установок. Несмотря на простой аппаратурный состав, существует множество конструкций биогазовых установок, которые различаются главным образом устройством основного аппарата − метантенка, а также уровнем контроля и управления процессом. Можно выделить 4 типа установок:

− без подогрева и перемешивания сбраживаемой массы;

− без подогрева, но с перемешиванием ферментационной среды;

− c подогревом и перемешиванием сбраживаемого субстрата;

− с предварительной подготовкой субстрата к сбраживанию, подогревом и перемешиванием, с системой контроля и управления процессом анаэробного сбраживания.

Простейшие установки первого типа в большом количестве используются в странах с жарким климатом (Индия, Корея, Сингапур и др.). Разогрев, перемешивание и сбраживание массы в этих установках протекает неуправляемо и бесконтрольно, что обусловливает большую продолжительность процесса сбраживания (40 и более сут) и низкий удельный выход биогаза (не более 0,5 м³ на 1 м³ полезного объема метантенка в сутки). Повышение температуры сбраживания до 30С и перемешивание ферментационной среды увеличивает выход биогаза в 2,0−2,5 раза (до 1,2 м³/м³ в сутки) и сокращает продолжительность процесса до 20−25 сут. Подземное расположение метантенков ограничивает возможности использования современных теплоизоляционных материалов, из-за чего ухудшаются теплотехнические показатели процесса.

Схема классической биогазовой установки для переработки навоза приведена на рис. 60. Метаногенез осуществляют, как правило, при температуре 30−37С или 50−57С. Считают рациональной технологию двухстадийной ферментации со смешанным температурным режимом. Первую стадию − кислотогенную − проводят при температуре 30−37С, вторую − метаногенную − при 50−57С. Такая технология позволяет экономить энергию при сохранении высокой скорости метаногенеза.

Биогаз

Жидкий навоз

К потребителю

Рис. 60. Технологическая схема производства биогаза: