Строительство биогазовой станции тесно связано с принципами ее последующей эксплуатации. Вид, качественные и количественные показатели субстрата играют основную роль при выборе отдельных составляющих элементов биогазовой установки, а также при определении параметров ее основных сооружений и потребности в площади под застройку.
Площадь под строительство биогазовой станции
Независимо от выбранного технологического решения, биогазовое производство начинается с приемного резервуара для органических субстратов. Сердцем биогазовой установки являются отапливаемые резервуары (метантенки, ферментеры), размеры которых варьируются в зависимости от заложенных производственных показателей и особенностей технического исполнения.
Вырабатываемый биогаз подается в когенерационный модуль (блочную теплоэлектростанцию), где происходит его трансформация в электрическую и тепловую энергию. Опционной является возможность его подачи, после соответствующей подготовки, в сеть природного газа. Сброженный в биогазовой установке субстрат подается в резервуар-хранилище или крытую лагуну, где происходит его накопление и хранение до последующего его применения в качестве удобрения.
Производство биогаза начинается с приемного резервуара
Приемный резервуар — блок управления субстратом и является первым этапом производственной цепочки: сюда субстрат подается, здесь временно хранится, измельчается и подлежит предварительной подготовке. Технически данная задача реализуется установленными в приемном резервуаре измельчителями, шредерами или валками. Производительность и, соответственно, потребность в площади под приемный резервуар задаются планируемым потоком сырья и ожидаемой производительностью собственно биогазовой станции. Поэтому пространственно строительство биогазовых установок может быть очень разным.
Особого внимания требует соблюдения правовых норм и регламента предварительной подготовки различных типов и видов субстратов. Данному вопросу уделим внимание в отдельной статье блога.
Сердце биогазовой станции – метантенк
Метантенк, ферментер, или резервуар сбраживания, как его еще называют, занимает центральное место в строительстве биогазовой установки и является вторым этапом производственной цепочки. Из приемного резервуара субстрат транспортируется в метантенк для процесса биохимического и энергетического преобразования в условиях отсутствия кислорода.
Соответственно, важным в конструкции является его газо- и водонепроницаемость, а также максимально возможная непрозрачность. Условия обеспечиваются благодаря бетонному основанию, выполнению стенок резервуара сбраживания из железобетона или стали. Кроме того, при строительстве ферментера, монтируются устройства перемешивания и реализуется внешняя изоляция. В зависимости от мощности и типа резервуара сбраживания, определяются и его пространственные требования.
Что происходит со сброженным субстратом? Дегистат накапливается в хранилище с последующим внесением на поля
Во времена широкого распространения искусственных удобрений, дегистат — органические субстраты после ферментации в биогазовых станциях, справедливо считается экологической и экономической альтернативой. В конце концов, сопутствующий продукт биогазового производства — дегистат — насыщенный питательными веществами и отлично подходит для удобрения собственных или других пахотных земель.
Для хранения продуктов сбраживания (третий этап производственного процесса) имеется ряд возможностей: крытые лагуны, резервуары-хранилища с предусмотренной опцией отбора остаточного потенциала биогаза и т.п. В зависимости от сбраживаемого субстрата и планируемого дальнейшего использования дегистата, отличны и требования к структуре и пространственным характеристикам хранилища дегистата отдельной биогазовой станции.
Когенератор и газоперерабатывающее оборудование
Эксплуатация когенерационного блока и достижение пиковых показателей производства предусматривает, что каждая биогазовая станция имеет газохранилище — четвертый этап производственного процесса. Соответственно, тип хранилища также влияет на определение структуры и пространственных характеристик биогазовой станции. Так, решения, в том числе и эксплуатационные, отличаются в зависимости от выбора в пользу интегрированного газохранилища, наземного или подземного газохранилища.
Интегрирование газоочистного оборудования, предназначенное для доведения биогаза до качества биометана — возобновляемого аналога природного газа, требует дополнительной площади для размещения энергетического объекта. Преимуществом данного решения является возможность подачи биометана в сеть природного газа и использование на заправочных биогазовых станциях.