Thiết kế bể phân hủy kỵ khí: Kích thước, Vùng trộn và Vùng phủ

Thiết kế bể phân hủy kỵ khí bắt đầu từ nguyên liệu đầu vào và kết thúc bằng một lớp phủ, được trộn, kín khí, và trình tự quan trọng hơn bất kỳ con số đơn lẻ nào. Bạn tính toán thể tích từ nguyên liệu đầu vào và thời gian lưu, đặt mật độ công suất trộn, sau đó chỉ định lớp phủ cho từng khu vực quy trình vì chất lỏng, khí và mái của bể phân hủy phải chịu các hóa chất khác nhau. Bỏ qua bước khu vực là lý do tại sao các bể phân hủy thất bại ở ranh giới lớp phủ thay vì thành bể. Center Enamel thiết kế các bể phân hủy bằng GFS, FBE, thép không gỉ và thép cacbon theo trình tự này.

Đối với lò phản ứng thùng khuấy liên tục, thể tích theo thể tích nguyên liệu đầu vào và thời gian lưu: 20-40 ngày ở nhiệt độ trung bình 35-38°C đối với nguyên liệu đầu vào có hàm lượng chất rắn cao 8-12% tổng chất rắn. Đối với UASB hoặc EGSB, thể tích theo tải lượng hữu cơ 5-15 kg COD trên m3 mỗi ngày và vận tốc dòng chảy ngược khoảng 0,5-1,2 m/h. Đặc tính nguyên liệu đầu vào, không phải đường kính theo quy tắc ngón tay cái, quyết định bể.

• CSTR: 20-40 ngày ở 35-38°C; 8-12% tổng chất rắn.
• UASB/EGSB: 5-15 kg COD/m3/ngày; 0,5-1,2 m/h dòng chảy ngược.
• Đặc tính nguyên liệu đầu vào quyết định thể tích, không phải quy tắc đường kính.
• Sản lượng khí mê-tan khoảng 0,25-0,35 m3 trên kg COD loại bỏ.

Việc trộn CSTR được chỉ định dưới dạng mật độ công suất tính bằng W/m3 với thời gian trộn mục tiêu, không phải dưới dạng định mức kilowatt của động cơ, vì cùng một động cơ có ý nghĩa khác nhau ở các kích thước bể và độ nhớt khác nhau. Trộn quá ít sẽ để lại thể tích chết do lắng đọng; trộn quá nhiều sẽ lãng phí năng lượng và làm hỏng sinh học. Người thiết kế nêu rõ W/m3 và nhà cung cấp máy trộn đáp ứng.

• Trộn theo W/m3 cộng với thời gian trộn, không phải kW động cơ.
• Thể tích chết do lắng đọng là tổn thất vĩnh viễn.
• Trộn quá nhiều lãng phí năng lượng và làm hỏng sinh học.
• Cho ăn nhỏ, thường xuyên tốt hơn cho ăn lớn, không thường xuyên.

Bước thiết kế cuối cùng là lớp phủ, và nó được thực hiện theo từng khu vực. Khu vực chất lỏng tiếp xúc với axit hữu cơ ở 35-38°C; khu vực khí tiếp xúc với H2S và hơi ngưng tụ; mái hoặc bộ thu khí nằm trong khí sinh học ẩm. GFS 2C2F (pH 2-10) hoặc FBE cho mặt ăn mòn, được thi công và kiểm tra theo tiêu chuẩn đánh lửa 1.500 V, là thứ giữ cho ranh giới nguyên vẹn.

• Khu vực chất lỏng: axit hữu cơ ở 35-38°C.
• Khu vực khí: H2S và hơi ngưng tụ.
• GFS 2C2F hoặc FBE theo khu vực; kiểm tra 1.500 V.
• Điểm yếu là ranh giới lớp phủ, không phải thành bể.

Khóa các số thiết kế này theo trình tự để bể có thể chế tạo và so sánh được: thời gian lưu CSTR 20-40 ngày ở 35-38°C, tải lượng hữu cơ UASB 5-15 kg COD trên m3 mỗi ngày, công suất trộn được chỉ định dưới dạng W/m3 với thời gian mục tiêu, áp suất khí 5-30 mbar và lớp phủ theo từng khu vực - GFS 2C2F ở 0,25-0,45 mm hoặc FBE - được xác nhận bằng bài kiểm tra đánh lửa 1.500 V theo AWWA D103-19 và ISO 28765.

Một dự án khí sinh học năm 2024 tại Thụy Điển đã sử dụng một bể phân hủy kỵ khí bằng thép phủ thủy tinh (GFS) duy nhất với dung tích 5.504 m3, đường kính 19,11 m và chiều cao 19,2 m. Là một bể phân hủy được thiết kế và cung cấp, nó thể hiện đầy đủ trình tự - bể có kích thước, thành bể được phủ và mái kín khí - được thực hiện cho nhiệm vụ khí sinh học ở Châu Âu.

Trước khi chế tạo, thiết kế bể phân hủy kỵ khí nên vượt qua một đợt xem xét ngắn. Xác nhận thể tích theo nguyên liệu đầu vào và thời gian lưu, không phải quy tắc đường kính; xác nhận việc trộn được chỉ định dưới dạng W/m3 với thời gian, không phải kilowatt động cơ; xác nhận lớp phủ theo từng khu vực với bài kiểm tra 1.500 V; và xác nhận bộ thu khí được định cỡ theo thể tích có thể thu hồi trên điểm đặt áp suất thấp. Một thiết kế vượt qua bốn kiểm tra này có thể chế tạo và so sánh được, và việc xem xét sẽ phát hiện ra lỗi ranh giới lớp phủ mà nếu không chỉ xuất hiện khi vận hành.

• Thể tích từ nguyên liệu đầu vào và thời gian lưu, không phải quy tắc đường kính.
• Trộn theo W/m3 cộng với thời gian, không phải kW động cơ.
• Lớp phủ theo khu vực với bài kiểm tra 1.500 V.
• Bộ thu khí được định cỡ theo thể tích có thể thu hồi.
• Xem xét phát hiện lỗi ranh giới lớp phủ sớm.

Center Enamel thiết kế và chế tạo bể phân hủy kỵ khí theo trình tự này - thể tích dựa trên nguyên liệu đầu vào, đặc tả trộn W/m3 và lớp phủ theo từng khu vực - bằng kết cấu bắt vít GFS, FBE, thép không gỉ và thép cacbon. Công ty đã sản xuất bể GFS từ năm 2008, đạt chứng nhận ISO 9001, ISO 45001, NSF/ANSI 61, EN 1090 (CE), ISO 28765 và WRAS, và đã cung cấp hơn 30.000 dự án lưu trữ trên hơn 100 quốc gia.

• Thành bể được tính toán theo AWWA D103-19 và ISO 28765.
• Nung men nội bộ ở 820-930°C.
• 100% kiểm tra đánh lửa 1.500 V trên các tấm panel.
• Thời gian chờ tiêu chuẩn tại nhà máy khoảng 30 ngày (1.000-10.000 m3).

Tính toán thể tích từ nguyên liệu đầu vào và thời gian lưu, đặt mật độ công suất trộn theo W/m3, sau đó chỉ định lớp phủ theo từng khu vực. Trình tự quan trọng hơn bất kỳ con số đơn lẻ nào, và việc bỏ qua bước khu vực là lý do tại sao các bể phân hủy thất bại ở ranh giới lớp phủ.

Từ thể tích nguyên liệu đầu vào và thời gian lưu 20-40 ngày ở nhiệt độ trung bình 35-38°C đối với nguyên liệu đầu vào có tổng hàm lượng chất rắn 8-12%. Đặc tính nguyên liệu đầu vào, không phải quy tắc đường kính, quyết định thể tích bể.

Dưới dạng mật độ công suất tính bằng W/m3 cộng với thời gian trộn mục tiêu, không phải dưới dạng định mức kilowatt của động cơ, để đặc tả có thể so sánh được giữa các kích thước bể và độ nhớt của nguyên liệu đầu vào.

Bởi vì khu vực chất lỏng tiếp xúc với axit hữu cơ, khu vực khí tiếp xúc với H2S và hơi ngưng tụ, và mái tiếp xúc với khí sinh học ẩm. Một lớp phủ duy nhất hiếm khi phù hợp với cả ba, và ranh giới là nơi các bể phân hủy thất bại.

GFS 2C2F (pH 2-10) hoặc FBE cho mặt ăn mòn, được thi công và kiểm tra theo tiêu chuẩn đánh lửa 1.500 V. Lựa chọn theo khu vực, không phải theo danh mục.

Có. Center Enamel thiết kế và chế tạo bể phân hủy kỵ khí bằng GFS, FBE, thép không gỉ và thép cacbon theo trình tự nguyên liệu đầu vào-thời gian lưu-trộn-lớp phủ, với tính toán thành bể theo AWWA D103-19 và ISO 28765.

Khoảng 0,25-0,35 m3 khí sinh học trên mỗi kg COD loại bỏ ở nhiệt độ trung bình, với hàm lượng mê-tan 55-65%. Tỷ lệ này quyết định kích thước bộ thu khí và thiết bị sử dụng khí.

Một nhà máy khí sinh học Thụy Điển năm 2024 đã sử dụng một bể phân hủy GFS bắt vít duy nhất với dung tích 5.504 m3, đường kính 19,11 m và chiều cao 19,2 m - một bể được định cỡ, phủ, kín khí được cung cấp cho nhiệm vụ ở Châu Âu.

Thể tích khí có thể sử dụng chỉ là phần nằm trên điểm đặt áp suất thấp, không phải toàn bộ thể tích hình học của bể, vì vậy bộ thu khí phải được định cỡ theo thể tích có thể thu hồi với cơ sở thông gió và phát hiện được xác nhận.

Thiết kế bể phân hủy kỵ khí tuân theo một trình tự - tính toán thể tích từ nguyên liệu đầu vào và thời gian lưu (20-40 ngày ở 35-38°C đối với CSTR), đặt việc trộn theo W/m3 với thời gian mục tiêu, sau đó chỉ định lớp phủ theo từng khu vực vì chất lỏng, khí và mái chịu các hóa chất khác nhau. Ranh giới lớp phủ, không phải thành bể, là nơi các bể phân hủy thất bại. Center Enamel thiết kế và chế tạo theo trình tự này bằng kết cấu bắt vít GFS, FBE, thép không gỉ và thép cacbon, được chứng minh bằng một bể phân hủy năm 2024 tại Thụy Điển với dung tích 5.504 m3.