7.3.2. Розрахунок виходу біогазу та розмірів газгольдерів

Процес бродіння осадів у метантенках супроводжується розпадом беззольної речовини з виділенням продуктів розпаду в газ і мулову воду.

Для збирання, зберігання і подальшого використання газу використовуються газгольдери.

Таблиця 7.4

Визначення розмірів метантанків залежно від корисного об'єму W_mt

Діаметр, м	Корисний об'єм одного резервуара, м3	Висота, м
		верхнього конуса	циліндричної частини	нижнього конуса
10	500	1,45	5,0	1,70
12,5	1000	1,90	6,5	2,15
15	1600	2,35	7,5	2,60
17,5	2500	2,20	8,5	3,05
20	4000	2,90	10,6	3,50

Розпад беззольної речовини в завантаженому осаді R_r, %, залежно від дози завантаження Д_mt, % , визначається за формулою [1]:

, (7.25)

де R_lim — межа розпаду, % , яка залежить від його хімічного складу. За відсутності даних про хімічний склад осаду допускається приймати межі розпаду сирого осаду а₀ = 63 % й активного мулу а_мул = 44 % . Тоді межа розпаду суміші осаду й активного мулу:

R_lim = (а₀ × О_бз + а_мул × М_бз) / Ω_бз = (53 × 4,746 + 44 × 7,215) /11,961 =

= 47,6 % . (7.26)

К_r — коефіцієнт, залежно від вологості осаду Р_mt і режиму зброджування, прийнятий за табл. 7.5, рівним 0,48.

Таблиця 7.5

Значення коефіцієнта Кr

Режим зброджування	Значення коефіцієнта Кr при вологості завантаженого осаду, %
	93	94	95	96	97
Мезофільний Термофільний	1,05 0,455	0,89 0,385	0,72 0,31	0,56 0,24	0,40 0,17

Д_mt — доза завантаженого осаду дорівнює 9,7 %.

Таким чином, ступінь розпаду осаду за (7.25):

R_r = 47,6 - 0,48 × 9,7 = 42,94 %.

Кількість газу, у, отримана при зброджуванні осаду, приймається рівною 1 м³ на 1 кг беззольної речовини, яка розпалася (густина газу прийнята рівною 1 г/см³).

Тобто

у = (47,6 - 0,48 × 9,7)/100 = 0,429 м³/кг. (7.27)

Сумарна витрата газу:

Г = у × Ω_бз × 1000 = 0,429 × 11,961 × 1000 = 5131 м^З/добу. (7.28)

Для вирівнювання тиску газу в газовій мережі передбача­ються вологі газгольдери, місткість яких розраховується на 2—4 години виходу газу:

W_г = Г × t /24 = 5131 × 2/24 = 428 м³. (7.29)

Таблиця 7.6

Основні дані і типові проекти газгольдерів

Номер типового проекту	Об'єм газгольде- ра W, м3	Внутрішній діаметр, мм		Висота, мм			Витрата металу, т
		резервуара	дзвона	Газголь-дера	резервуара	дзвона
7-07-01/66	100	7400	6600	7450	3450	3400	14,0
7-07-02/66	300	9300	8500	12500	5920	6880	25,0
7-07-03/66	600	11480	10680	15400	7390	7610	41,4
7-07-2-5	1000	14500	13700	15400	7390	7в10	53,0
7-07-2-6	3000	21050	20250	20100	9800	9900	126,0
7-07-2-7	6000	26900	26100	24200	11750	12050	192,0

Приймаються 2 типові газгольдери з номером типового проекту 7-07-02/66, об'ємом 300 м³ кожний, діаметром 10 м (табл. 7.6.).

Перевіряється тривалість зберігання газу:

t = W × 24/Г = 2 × 300 × 24/5131 = 2,81 год, (7.30)

що відповідає вимогам [1].

У процесі зброджування відбувається розпад беззольних речовин, який призводить до зменшення маси сухої речовини і збільшення вологості осаду. Сумарний об'єм суміші не змінюється.

Знаючи ступінь розпаду R_r = 42,94 %, легко підрахувати масу беззольної речовини в збродженій суміші:

= 11,961 × (100 - 42,94) /100 = 6,825 т/добу. (7.31)

Різниця Ω_сух – Ω_бз являє собою зольну частину, яка не зазнає змін у процесі зброджування. Тому маса сухої речовини в збродженій суміші:

= 17,263 - 11,961 + 6,825 = 12,127 т/добу. (7.32)

Приймаючи гігроскопічну вологість збродженої суміші 6 %, можна визначити її зольність:

(7.33)

Вологість збродженої суміші дорівнює:

(7.34)

Таким чином, зброджування приводить до збільшення вологості і зольності маси бродіння.