Отриманий біогаз в процесі анаеробної ферментації починає скупчуватися в верхній частині  реактора, створювати надлишковий тиск та змінювати протікання реакції отримання нового біогазу:

 

Коли тиск досягне певного критичного значення, розчинні у субстраті водень та вуглекислий газ будуть ще краще розчинятися у воді, таким чином не вступаючи в реакцію утворення біогазу. Тому для подальшого протікання процесу вироблення та акумулювання біогазу необхідно використовувати певні резервуари  − газгольдери. Споживання біогазу має сезонну і добову нерівномірність. Найбільше його використання в зимовий та перехідний період, а протягом доби  – зранку, в обідню пору та надвечір. Спалювати надлишковий газ в періоди його перевитрати і знижувати енергоспоживання в час недостатнього вироблення є нераціональним. Для акумулювання біогазу використовують декілька типів газгольдерів:

-         підземний резервуар, що утворився природним шляхом або внаслідок виробничої діяльності людини – шахти, копальні, ями тощо. Даний тип газгольдерів потрібно влаштовувати в газонепроникних ґрунтах або в газопроникних, що обмежені пластами газонепроникних;

-         газгольдер абсорбційного типу. В такому газгольдері метан під тиском розчиняється в пропан-бутані. При такому способі запасають в шість разів більше, ніж при аналогічному тиску в ємностях;

-         криогенний  газгольдер. В даному газгольдері за рахунок наднизьких температур (мінус 161°С) біогаз і його компоненти переходять при нормальному тиску в рідкий стан, при цьому об’єм його зменшується приблизно в 600 разів;

-         газгольдер високого тиску використовується в промисловості при великих обсягах вироблення біогазу. Дозволяє зберігати велику кількість газу при незначних об’ємах газгольдера. Зберігання відбувається при тиску 1 МПа;

-         газгольдер низького тиску використовується при зберіганні невеликих об’ємів газу, може мати форму дзвона, кулі, циліндра. 

На рис. 2.14 зображено основні типи газгольдерів для зберігання біогазу.

Вибір газгольдера для зберігання біогазу необхідно здійснювати за критеріями вартості, економічності у використанні, необхідного об’єму тощо. У малих фермерських господарствах буде доцільним обмежитись газгольдерами низького тиску, які можна виготовити з цистерн або інших ємностей. У промисловості вибір газгольдера може обмежуватися лише специфічними вимогами до зберігання та подальшого використання.

Потрібно пам’ятати, що біогаз – це отруйний газ, що може викликати отруєння людини при його протіканні з газгольдерів назовні. Окрім отруйності небезпеку викликає надлишковий тиск, що може утворитися у газгольдері при відсутності контролю з боку оператора установки. При концентрації метану у повітрі приміщення біля 5…15% утворюється вибухонебезпечна суміш [3]. Тому приміщення, де знаходяться газгольдери, повинні відповідати вимогам пожежної безпеки, бути обладнані вентиляцією. Система газопостачання повинна складатися з таких елементів: пристрій від зворотного полум’я, редуктор, комплекс очищення біогазу від домішок, газоаналізатор, що зв’язаний з відсікаючим клапаном. Неочищений біогаз має велику корозійну здатність, тому металеві газопроводи необхідно періодично перевіряти на герметичність.

Рисунок 2.14 – Основні типи газгольдерів:

 

а  − газгольдер – порожнина у землі; б – газгольдер для зрідженого газу;  в – циліндричний газгольдер високого тиску; г – газгольдер низького тиску

 

Контрольні питання

1.     Які за формою бувають біогазові реактори ?

2.     Які вимоги до біогазового реактора?

3.     Перелічіть основні матеріали, з  яких будують резервуари біореакторів.

4.     Яким чином відбувається нагрів і перемішування органічної суміші в біореакторі?

5.     Які способи енергозбереження процесу виробництва біогазу  ви знаєте?

6.     Поясніть поняття: питомий тепловий потік, критерій Нуссельта, критерій Рейнольдса.

7.     В чому полягають переваги багатореакторних установок бродіння?

8.     Як визначити коефіцієнт тепловіддачі він нагрівача до суспензії?

9.     Які нагрівальні елементи використовують  в системах біоконверсії?

10.  Що таке малий і великий контур циркуляції теплоносія?

11.  Наведіть схему обв’язки нагрівального елемента біореактора.

12.  Що таке сервопривод триходового клапана?

13.  Поясніть принцип роботи рекуператора відпрацьованого шламу.

14.  Які основні типи газгольдерів використовують на практиці?

15.  Поясніть принцип роботи газгольдера низького і високого тиску.

16.  Що таке кріогенний газгольдер?

14. Як впливає тиск на протікання процесу бродіння?