Технологическая схема по производству биогаза с энергосбережением:
1 - реактор установки с конусами на верх и на низ, 2 - верхний конус установки для сбора биогаза 3 - нагревательный элемент трубчатого типа, 4 - нижний конус для сбора шлама, 5 - устройство для удаления сероводорода, 6 - устройство для удаления углекислого газа , 7 - газгольдер, 8 - трубопровод, транспортирующий газ на нужды хозяйства, 9 - трубопровод, транспортирующий газ на нужды биогазовой установки, 10 - сервопривод с трехходовым клапаном, 11 - трубопровод, транспортирующий жидкую фазу шлама на полив, 12 - разделитель фаз отработанного субстрата, 13 - тепловой насос для рекуперации тепла отработанного шлама, 14 - фекальный насос для подачи и удаления субстрата, 15 - резервуар - сборщик органических отходов, 16 - циркуляционный насос системы теплоснабжения биогазовой установки, 17 - поле высушивания густой части шлама, 18 - конденсатор теплового насоса, 19 - испаритель теплового насоса, 20 - компрессор с терморегуляционные вентилем теплового насоса
Биогазовая установка работает следующим образом. По мере накопления в резервуаре 15 органические отходы фекальным насосом 14 откачиваются в трубопровод и подаются в верхнюю часть реактора 1. В реакторе 1 смесь перемешивается и увлажняется до необходимой концентрации сухого вещества. В процессе транспортировки отработанный субстрат и свежая органическая масса обмениваются теплом с помощью теплового насоса 13; таким образом отработанный шлам теряет тепло, а свежая масса нагревается. Подогрев субстрата осуществляет теплообменник 3, находящегося в реакторе 1, а регулировка мощности теплообменника осуществляется с помощью смесительной установки, в которую входит трехходовой клапан с сервоприводом 10 и циркуляционный насос 16. Температура газа и его давление контролируются термометром и манометром, размещенные в крыше реактора. По мере накопления газ выпускают в устройства для удаления сероводорода 5, удаление углекислого газа 6 и собирают в газгольдере 7. С газгольдера 7 газ направляется по трубопроводам 9 на нужды самой установки, а 8 - на нужды хозяйства.
Рекомендуемый температурный режим системы теплоснабжения - 60 ° С / 40 ° С, т.е. температура греющей воды максимально возможная - 60 ° С, обратной - 40 ° С. Теплоснабжение может быть осуществлено от газового котла, работающего на природном газе или произведенном биогазе, который прошел предварительную очистку от вредных примесей. Рекомендуемая схема обвязки показана на рисунке. Эта схема выполнена двокильцевою: котел - теплообменник (большое кольцо) трехходовой клапан - насос - теплообменник (малое кольцо).
Схема обвязки выполнена с байпасной линией и двумя контурами циркуляции - малым и великим. В случае, когда температура нагревателя и среды становится больше необходимым, трехходовой клапан позволяет подмешивать обратную воду в подачу. Когда температура поверхности нагревателя и субстрата начинает падать - клапан работает на прямоток. Для спуска воды при необходимости отключения системы послуговують спусковикы. Для предотвращения образования воздушных пробок установлен автоматический повитроспусковик. В случае поломки котла для предотвращения замерзания теплоносителя в контуре и остановке реактора трехходовой клапан работает в режиме малого контура циркуляции теплоносителя, поддерживая температуру выше замерзания. Отслеживание аварийных ситуаций с котлом осуществляется с помощью датчика, установленного на поверхности теплообменника 3 в биореакторе. Когда температура на нем снижается до 10-15 ° С, подается сигнал на закрытие сервоприводом 10 клапана.
Для циркуляции теплоносителя и субстрата рекомендуются современные насосы фирм WILO и GRUNDFOS, энергопотребление которых минимальное и не превышает сотен ватт.
Таким образом, комплексное сочетание эффективной изоляции и оптимальной формы реактора, теплового насоса и качественного регулирования теплоснабжения на базе энергосберегающих насосов позволит повысить коэффициент полезного действия установки по производству биогаза.