Studium przypadku: Odzysk ciepła odpadowego z elektrowni biogazowej do izolacji komory fermentacyjnej beztlenowej

 

I. Przegląd projektu

Projekt ten jest realizowany na terenie{{0}dużego parku przemysłowego hodowli bydła i drobiu w Bawarii w Niemczech. Jest wyposażony w średniej-elektrownię na biogaz i system oczyszczania poprzez fermentację beztlenową, którego podstawową funkcją jest oczyszczanie odchodów bydła i drobiu oraz ścieków hodowlanych wytwarzanych przez-duże gospodarstwa rolne na terenie parku. Biogaz wytwarzany jest w drodze fermentacji beztlenowej do celów wytwarzania energii, przy jednoczesnym wykorzystaniu zasobów odpadów i odprowadzaniu odpadów zgodnych z wymogami ochrony środowiska. Całkowita skala oczyszczania projektu to 120 ton odchodów zwierzęcych i drobiowych oraz 300 metrów sześciennych ścieków hodowlanych dziennie, wyposażonych w 2 zespoły biogazowni o mocy 100 kW i 8 bionicznych jelitowych komór fermentacyjnych o pojemności 2000 metrów sześciennych każdy. Surowce fermentacyjne po wstępnej obróbce trafiają do beztlenowych komór fermentacyjnych, a biogaz wytwarzany jest w odpowiedniej temperaturze w wyniku metabolizmu drobnoustrojów. Po oczyszczeniu biogaz przesyłany jest do agregatów prądotwórczych w celu wytworzenia energii. Całe ciepło odpadowe powstające w procesie wytwarzania energii jest odzyskiwane i wykorzystywane do izolacji stałej temperatury beztlenowych komór fermentacyjnych, tworząc-zamknięty system wykorzystania energii w ramach „fermentacji beztlenowej do produkcji biogazu - wytwarzania energii z biogazu - odzyskiwania ciepła odpadowego do izolacji - poprawy wydajności fermentacji”.

Przed realizacją projektu w zimowej izolacji komór fermentacyjnych beztlenowych stosowano głównie metodę ogrzewania elektrycznego wspomaganego ogrzewaniem kotła parowego, co wiązało się z problemami związanymi z wysokim zużyciem energii, niestabilnym efektem izolacji, wysokimi kosztami eksploatacji i poważnymi stratami energii. Szczególnie w zimnych i wilgotnych zimowych warunkach w Bawarii trudno było utrzymać stabilną temperaturę wewnątrz beztlenowych komór fermentacyjnych na poziomie odpowiednim dla fermentacji mezofilnej, co skutkowało dużymi wahaniami w produkcji biogazu i wpływało na wydajność wytwarzania energii. Aby rozwiązać powyższe problemy, w ramach projektu wprowadzono technologię odzyskiwania ciepła odpadowego z wytwarzania energii z biogazu i specjalnie wyselekcjonowaną firmę Changzhou Vrcooler Refrigeration Co., Ltd. (VRCOOLER) - wiodącego producenta sprzętu do przemysłowej wymiany ciepła - do projektowania i produkcji rdzeniowych jednostek odzyskiwania ciepła odpadowego. W tych jednostkach odzysku ciepła odpadowego zastosowano konstrukcję rurową żebrowaną, która może skutecznie rozszerzyć obszar wymiany ciepła i poprawić efektywność odzysku ciepła, zapewniając efektywny odzysk ciepła odpadowego ze spalin i ciepła odpadowego wody z płaszcza cylindra generowanego podczas pracy agregatów prądotwórczych w celu izolacji beztlenowych komór fermentacyjnych, realizując kaskadowe wykorzystanie energii, redukując koszty operacyjne i poprawiając stabilność systemu.

II. Podstawowa technologia i projektowanie procesów

(I) Podstawowa zasada techniczna

Kiedy agregat prądotwórczy na biogaz pracuje, tylko 35%-42% energii powstałej w wyniku spalania paliwa jest przekształcane w energię elektryczną, a pozostałe 58%-65% energii jest rozpraszane w postaci ciepła odpadowego gazów spalinowych (temperatura do 600 stopni) i ciepła odpadowego wody płaszcza cylindra (temperatura około 90 stopni). Emisje bezpośrednie nie tylko powodują straty energii, ale także zwiększają zanieczyszczenie termiczne środowiska. Podczas procesu fermentacji beztlenowej aktywność drobnoustrojów jest wrażliwa na temperaturę. Podczas fermentacji mezofilnej (35-40 stopni) aktywność metanogenu jest optymalna, a produkcja biogazu i wydajność fermentacji są najwyższe. Jednakże zimą temperatura otoczenia jest niska, a beztlenowe komory fermentacyjne szybko rozpraszają ciepło, co wymaga ciągłego dostarczania ciepła w celu utrzymania stałej temperatury wewnątrz komór fermentacyjnych. Dzięki systemowi odzyskiwania ciepła odpadowego projekt ten odzyskuje i wymienia ciepło odpadowe rozproszone podczas wytwarzania energii, a następnie transportuje je do beztlenowych komór fermentacyjnych w celu zapewnienia stabilnego źródła ciepła, zastępując tradycyjne metody ogrzewania elektrycznego i ogrzewania za pomocą kotłów parowych oraz osiągając cele polegające na „recyklingu energii, redukcji kosztów i zwiększeniu wydajności oraz ochronie środowiska i oszczędzaniu energii”.

(II) Skład systemu procesowego

System odzyskiwania ciepła odpadowego i izolacji komór fermentacyjnych beztlenowych w ramach tego projektu składa się głównie z 4 części, które działają synergistycznie, aby zapewnić efektywny odzysk ciepła odpadowego, stabilny transport i precyzyjną kontrolę temperatury w komorach fermentacji beztlenowej, w następujący sposób:

System wytwarzania energii z biogazu: Zastosowano dwa agregaty prądotwórcze o mocy 100 kW, wykorzystujące jako paliwo biogaz wytwarzany w komorach fermentacyjnych beztlenowych. Po zabiegach oczyszczania, takich jak odsiarczanie i odwodnienie, biogaz przesyłany jest do agregatów prądotwórczych w celu spalania i wytwarzania energii. Każda jednostka zużywa 48 metrów sześciennych biogazu na godzinę, przy sprawności wytwarzania energii elektrycznej na poziomie 42% oraz generuje dużą ilość ciepła odpadowego (maksymalna moc pojedynczego bloku wynosi 286 kW), zapewniając stabilne źródło odzysku ciepła odpadowego. Agregaty prądotwórcze wyposażone są w urządzenia odsiarczające biogaz, które skutecznie usuwają siarkowodór z biogazu, zapobiegają korozji urządzeń i zapewniają długoterminową-stabilną pracę instalacji.

System odzyskiwania ciepła odpadowego: Podstawowe wyposażenie obejmuje wymiennik ciepła gazów spalinowych, wodny wymiennik ciepła w płaszczu cylindra i pompę obiegową, z których wszystkie zostały zaprojektowane i wyprodukowane przez VRCOOLER (Changzhou Vrcooler Refrigeration Co., Ltd.), profesjonalne przedsiębiorstwo z bogatym doświadczeniem w badaniach i rozwoju oraz produkcji urządzeń do wymiany ciepła, posiadające międzynarodowy certyfikat systemu jakości ISO 9001. W systemie zastosowano konstrukcję „podwójnej-pętli wymiany ciepła”, a głównymi elementami wymiany ciepła w wymiennikach ciepła odpadowego są konstrukcje z rur żebrowanych - Rury użebrowane są wykonane poprzez spiralne owinięcie pasków żeberek wokół obwodu rury, z falistymi żebrami na zewnętrznej ścianie, co znacznie zwiększa powierzchnię wymiany ciepła i poprawia wydajność wymiany ciepła. Z jednej strony,-wysokotemperaturowe ciepło odpadowe gazów spalinowych odprowadzane z agregatów prądotwórczych jest odzyskiwane przez wymiennik ciepła spalin z rurą żebrowaną VRCOOLER, podgrzewający czynnik obiegowy (mieszaninę środka przeciw zamarzaniu i wody) do około 58 stopni; z drugiej strony, ciepło odpadowe z płaszcza cylindra z agregatów prądotwórczych jest odzyskiwane poprzez wymiennik ciepła z płaszczem cylindra z rurką żebrowaną VRCOOLER, co dodatkowo zwiększa temperaturę czynnika obiegowego do powyżej 65 stopni, zapewniając, że temperatura źródła ciepła spełnia wymagania izolacyjne beztlenowych komór fermentacyjnych. System odzysku ciepła odpadowego VRCOOLER jest wyposażony w inteligentne urządzenie do kontroli temperatury, które może automatycznie regulować efektywność wymiany ciepła w zależności od temperatury gazów spalinowych i temperatury czynnika obiegowego, ograniczając straty ciepła odpadowego. Testy pokazują, że wydajność odzyskiwania ciepła odpadowego w systemie wynosi ponad 85%, co pozwala na pełne odzyskanie zasobów ciepła odpadowego wytwarzanego podczas wytwarzania energii, dzięki doskonałej wydajności wymiany ciepła przez konstrukcję rur żebrowanych i profesjonalnemu projektowi VRCOOLERA.

System izolacji komory fermentacyjnej beztlenowej: We wszystkich 8 komorach fermentacji beztlenowej zastosowano konstrukcję „wewnętrznego ogrzewania wężownicy + zewnętrznej warstwy izolacyjnej”. Wokół wewnętrznej ściany komór fermentacyjnych ułożone są wężownice odporne na wysoką-temperaturę i korozję-, a medium obiegowe wymienia ciepło z cieczą fermentacyjną w komorach fermentacyjnych za pośrednictwem wężownic, aby osiągnąć równomierny wzrost temperatury wewnątrz komór fermentacyjnych. Na zewnętrznej ścianie komór fermentacyjnych położona jest warstwa izolacyjna ze spienionego cementu o grubości 15 cm. Spieniony cement ma dobre właściwości termoizolacyjne, co może skutecznie zmniejszyć straty ciepła wewnątrz komór fermentacyjnych. Według numerycznych obliczeń symulacyjnych, w ramach tego schematu izolacji, całkowite straty ciepła w komorach fermentacyjnych beztlenowych można kontrolować w zakresie 428,24MJ·d⁻¹, zapewniając stabilny efekt izolacji. Jednocześnie beztlenowe komory fermentacyjne przyjmują bioniczną strukturę jelit, która nie wymaga mechanicznych urządzeń mieszających, ma prostą strukturę i niskie zużycie energii oraz może realizować dynamiczne oddzielanie każdego etapu fermentacji i poprawiać wydajność fermentacji.

Inteligentny system sterowania: Inteligentny system sterowania PLC umożliwia monitorowanie-w czasie rzeczywistym ponad 200 wskaźników, takich jak temperatura cieczy fermentacyjnej w komorach fermentacyjnych beztlenowych, temperatura czynnika obiegowego, temperatura gazów spalinowych i parametry robocze zespołów prądotwórczych. Prędkość pompy obiegowej i wydajność wymiany ciepła odpadowego są automatycznie dostosowywane za pomocą zaprogramowanych programów, aby zapewnić stabilne utrzymanie temperatury wewnątrz beztlenowych komór fermentacyjnych w optymalnym zakresie fermentacji 35 ± 0,5 stopnia. Gdy temperatura wewnątrz komór fermentacyjnych jest niższa od zadanej, system automatycznie zwiększa ilość dostarczanego ciepła odpadowego; gdy temperatura jest wyższa od zadanej, automatycznie zmniejsza ilość oddawanego ciepła odpadowego. Jednocześnie nadmiar ciepła odpadowego można wykorzystać do ogrzewania na etapie wstępnej obróbki surowców fermentacyjnych, realizując kaskadowe wykorzystanie ciepła odpadowego i poprawiając efektywność wykorzystania energii.

(III)Kluczowa optymalizacja procesów

1. Optymalizacja wymiany ciepła odpadowego: Dzięki metodzie symulacji numerycznej obliczeniowej dynamiki płynów (Fluent) symulowane i analizowane jest pole temperatury wewnątrz komory fermentacyjnej beztlenowej, a gęstość układu wężownicy i ścieżka wymiany ciepła są optymalizowane w celu zapewnienia równomiernego rozkładu temperatury wewnątrz komór fermentacyjnych, unikając nadmiernej lub niewystarczającej temperatury lokalnej wpływającej na aktywność drobnoustrojów. Jednocześnie ustalono, że efekt izolacji jest optymalny, gdy temperatura dostarczanego gorącego powietrza wynosi 35 stopni.

2. Wybór materiału izolacyjnego: Po porównaniu wydajności różnych materiałów izolacyjnych, jako materiał na zewnętrzną warstwę izolacyjną komór fermentacyjnych beztlenowych wybiera się spieniony cement. Materiał ten ma zalety: dobry efekt izolacyjny, niski koszt, odporność na korozję, ochronę środowiska i nie-toksyczność. W porównaniu z tradycyjnymi poliuretanowymi materiałami izolacyjnymi może obniżyć koszty izolacji o ponad 15% i zmniejszyć wpływ na środowisko.

3. Optymalizacja systemu cyrkulacji: przyjęto system cyrkulacji-z zamkniętą pętlą, a krążące medium można ponownie wykorzystać w celu zmniejszenia zużycia zasobów wodnych. Jednocześnie w rurociągu cyrkulacyjnym instalowane są filtry i urządzenia odkamieniające, które zapobiegają blokowaniu rurociągu i osadzaniu się kamienia, wydłużają żywotność urządzeń oraz zmniejszają koszty eksploatacji i konserwacji.

 

III. Proces realizacji projektu

(I)Etap przygotowawczy (1-2 miesiące)

Zorganizowano zespół techniczny, który-przeprowadził badanie projektu na miejscu. W połączeniu ze skalą beztlenowych komór fermentacyjnych, parametrami agregatów prądotwórczych i lokalnymi warunkami klimatycznymi Bawarii, we współpracy z zespołem technicznym VRCOOLER zoptymalizowano projekt systemu odzyskiwania ciepła odpadowego, określono model wymienników ciepła z rurami żebrowanymi VRCOOLER, schemat rozmieszczenia wężownic, specyfikacje materiałów izolacyjnych i parametry inteligentnego systemu sterowania; Zakupiono podstawowe wyposażenie, takie jak wymienniki ciepła gazów spalinowych z rurami żebrowanymi VRCOOLER, wymienniki ciepła z wodnym płaszczem cylindra VRCOOLER, pompy obiegowe, materiały izolacyjne ze spienionego cementu i inteligentne przyrządy do kontroli temperatury, aby zapewnić, że jakość sprzętu spełnia wymagania inżynieryjne. - W wymiennikach ciepła VRCOOLER zastosowano wysokiej-jakość stali nierdzewnej i aluminium na rury i żebra, o dobrej odporności na korozję i-wysokiej temperaturze, dostosowując się do trudnych warunków pracy wysoka-temperatura gazów spalinowych i wody w płaszczu butli; zapewniono personelowi budowlanemu szkolenie techniczne w celu wyjaśnienia procesu budowy, specyfikacji bezpieczeństwa i standardów jakości, koncentrując się na szkoleniu umiejętności instalowania systemu odzyskiwania ciepła odpadowego z rur żebrowanych VRCOOLER oraz konstrukcji izolacyjnej beztlenowych komór fermentacyjnych.

(II) Etap instalacji i budowy sprzętu (3-4 miesiące)

1. Instalacja systemu odzyskiwania ciepła odpadowego: Najpierw zainstalowano na stałe wymiennik ciepła gazów spalinowych z rurami żebrowanymi VRCOOLER i wymiennik ciepła z płaszczem cylindra z rurami żebrowanymi VRCOOLER, zgodnie ze specyfikacjami producenta i-wymaganiami projektowymi na miejscu. Połączono rurociąg gazów spalinowych i rurociąg wodny płaszcza cylindra pomiędzy wymiennikami ciepła a agregatem prądotwórczym oraz wykonano uszczelnienie rurociągu, aby zapobiec wyciekom ciepła odpadowego. - Wymienniki ciepła z rurami żebrowanymi VRCOOLER są wyposażone w wężownice z powłoką-odporną na korozję, która skutecznie zapobiega korozji śladowych substancji kwaśnych w spalinach, zapewniając-długoterminową stabilną pracę. Następnie zainstalowano pompę obiegową i rurociąg cyrkulacyjny, inteligentny przyrząd do kontroli temperatury podłączono do systemu sterowania PLC i zakończono rozruch sprzętu we współpracy z zespołem technicznym-posprzedażowym firmy VRCOOLER, aby zapewnić normalne działanie systemu odzyskiwania ciepła odpadowego i w pełni wykorzystać zalety wymiany ciepła wynikające z konstrukcji rur żebrowanych.

2. Konstrukcja izolacyjna komór fermentacyjnych beztlenowych: Najpierw oczyszczono i odrdzewiono zewnętrzną ścianę komór fermentacyjnych beztlenowych, następnie ułożono warstwę izolacyjną ze spienionego cementu, aby zapewnić jednolitą grubość warstwy izolacyjnej, wolnej od uszkodzeń i wgłębień; na wewnętrznej ścianie komór fermentacyjnych, podłączonej do rurociągu cyrkulacyjnego, ułożono wężownice odporne na wysoką-temperaturę i korozję-, a następnie przeprowadzono próbę ciśnieniową wody, aby upewnić się, że wężownice nie wyciekają; zainstalowano czujniki temperatury wewnątrz komór fermentacyjnych i podłączono je do inteligentnego systemu sterowania w celu monitorowania temperatury-w czasie rzeczywistym.

3. Uruchomienie połączeń systemu: Po zakończeniu instalacji całego sprzętu przeprowadzono uruchomienie połączeń systemu w celu symulacji całego procesu działania agregatu prądotwórczego, odzysku ciepła odpadowego i izolacji komory fermentacyjnej beztlenowej, debugowania parametrów, takich jak dokładność kontroli temperatury, prędkość pompy obiegowej i wydajność wymiany ciepła, rozwiązania problemów, takich jak wycieki z rurociągów i niedokładna kontrola temperatury podczas uruchamiania oraz zapewnienia, że ​​wszystkie ogniwa systemu działają synergicznie i spełniają wymagania projektowe.

(III) Etap próbny i odbiorczy (1 miesiąc)

Po zakwalifikowaniu układu do uruchomienia, wszedł on w fazę próbnej eksploatacji. Podczas próbnej pracy monitorowano takie wskaźniki, jak stabilność temperatury wewnątrz beztlenowych komór fermentacyjnych, wydajność odzysku ciepła odpadowego i stan pracy zespołów prądotwórczych w czasie rzeczywistym-, rejestrowano odpowiednie dane oraz optymalizowano i dostosowywano parametry systemu sterowania; po próbnej eksploatacji powołano profesjonalny zespół do odbioru projektu, skupiając się na sprawdzeniu efektywności odzysku ciepła odpadowego, efektu izolacyjnego komór fermentacyjnych beztlenowych oraz stabilności pracy urządzeń. Po zakwalifikowaniu się do odbioru projekt został oficjalnie oddany do użytku.

IV. Analiza efektów i korzyści operacyjnych projektu

(I) Efekt operacji

Po oficjalnym uruchomieniu projektu zrealizowano efektywny odzysk ciepła odpadowego z wytwarzania energii na biogaz oraz izolację stałotemperaturową beztlenowych komór fermentacyjnych, co przyniosło niezwykłe efekty eksploatacyjne, szczególnie odzwierciedlone w następujących aspektach:

Stabilna kontrola temperatury: Dzięki synergicznemu działaniu inteligentnego systemu sterowania i systemu odzyskiwania ciepła odpadowego temperatura wewnątrz beztlenowych komór fermentacyjnych jest stabilnie utrzymywana w optymalnym zakresie fermentacji wynoszącym 35 ± 0,5 stopnia. Nawet gdy zimą temperatura otoczenia spadnie poniżej 0 stopni, wahania temperatury wewnątrz komór fermentacyjnych nie przekraczają ±1 stopnia, co całkowicie rozwiązuje problem niestabilności temperatury w tradycyjnej metodzie izolacji i zapewnia odpowiednie środowisko wzrostu dla metanogenów.

Poprawiona wydajność fermentacji: Stabilne środowisko o stałej temperaturze znacznie poprawia wydajność fermentacji beztlenowej, a zalety bionicznych jelitowych komór fermentacyjnych beztlenowych są w pełni wykorzystywane. Cykl fermentacji ulega skróceniu z 28 do 21 dni, produkcja biogazu wzrasta o ponad 25%, dzienna produkcja biogazu wzrasta z 1200 m3 do 1500 m3, a czystość biogazu (zawartość metanu) utrzymuje się na stabilnym poziomie 60%-65%, zapewniając wystarczającą ilość paliwa do wytwarzania energii.

Efektywny odzysk ciepła odpadowego: Wydajność odzysku ciepła odpadowego w systemie wynosi ponad 85%, a dzienne ciepło odpadowe odzyskane przez 2 zespoły prądotwórcze może zaspokoić pełne potrzeby izolacyjne 8 beztlenowych komór fermentacyjnych, całkowicie zastępując tradycyjne metody ogrzewania elektrycznego i ogrzewania kotłem parowym, realizując wykorzystanie zasobów ciepła odpadowego i redukując straty energii.

Stabilna praca systemu: Cały system charakteryzuje się wysokim stopniem automatyzacji, a inteligentny system sterowania może wykonywać pracę bez nadzoru, znacznie zmniejszając obciążenie pracą i konserwacją. Od czasu uruchomienia próbnego wskaźnik awaryjności sprzętu spadł poniżej 3%, stabilność systemu jest dobra, a koszty eksploatacji i konserwacji zostały skutecznie obniżone.

(II)Analiza korzyści

1. Korzyści ekonomiczne

Po wdrożeniu projektu korzyści ekonomiczne są znaczne i odzwierciedlają się głównie w trzech aspektach: po pierwsze, oszczędności w kosztach ogrzewania. Zastąpienie tradycyjnego ogrzewania elektrycznego i ogrzewania kotłem parowym może zaoszczędzić około 1200 euro dziennie na kosztach energii elektrycznej i paliwa oraz ponad 430 000 euro na rocznych kosztach operacyjnych; po drugie, zwiększenie dochodów z wytwarzania energii. Produkcja biogazu wzrosła o 25%, generując około 900 kWh więcej energii elektrycznej dziennie. Według lokalnej-ceny energii elektrycznej w sieci wynoszącej 0,65 euro/kWh, roczny dodatkowy dochód z wytwarzania energii wynosi około 210 000 euro; po trzecie, zmniejszenie kosztów eksploatacji i konserwacji. System działa automatycznie, redukując liczbę 2 pracowników zajmujących się obsługą i konserwacją, co pozwala zaoszczędzić około 120 000 euro na rocznych kosztach pracy. Kompleksowe obliczenia pokazują, że projekt zapewnia około 760 000 euro rocznych korzyści ekonomicznych, a okres zwrotu inwestycji wynosi zaledwie 2,5 roku. Jednocześnie roczny dochód ze sprzedaży energii elektrycznej może osiągnąć 20 281 euro, a roczny koszt to zaledwie 4047 euro, co świadczy o wyraźnych korzyściach ekonomicznych.

2. Korzyści dla środowiska

Po pierwsze, zmniejszenie zużycia energii. Odzyskiwanie i wykorzystanie ciepła odpadowego z wytwarzania energii z biogazu może zaoszczędzić około 120 ton standardowego węgla rocznie, zmniejszając zanieczyszczenie powietrza spowodowane spalaniem węgla; po drugie, ograniczenie emisji gazów cieplarnianych. Zastąpienie tradycyjnych metod ogrzewania odzyskiem ciepła odpadowego może zmniejszyć emisję dwutlenku węgla o około 8 000 ton rocznie, pomagając w osiągnięciu celu „podwójnego węgla”; po trzecie, realizacja wykorzystania zasobów odpadów. Przekształcanie odchodów bydła i drobiu oraz ścieków hodowlanych w biogaz i nawóz organiczny zmniejsza emisję odpadów, poprawia jakość otaczającego środowiska i realizuje „zamienianie odpadów w skarb”.

3. Świadczenia społeczne

Po pierwsze, rozwiązuje problem utylizacji odpadów z hodowli bydła i drobiu, zapobiega zanieczyszczeniu gleby, wody i powietrza obornikiem i ściekami oraz poprawia lokalne środowisko ekologiczne; po drugie, zapewnia czystą energię elektryczną, uzupełnia lokalne zaopatrzenie w energię i łagodzi regionalne niedobory energii; po trzecie, promuje rozwój branży wykorzystania zasobów odpadów rolniczych, stanowi punkt odniesienia dla odzysku ciepła odpadowego i wykorzystania podobnych elektrowni na biogaz, napędza rozwój nowych projektów energetycznych na okolicznych obszarach oraz promuje ekologiczny i zrównoważony rozwój rolnictwa.

 

V. Podsumowanie projektu i perspektywy

(I)Podsumowanie projektu

Dzięki wprowadzeniu technologii odzyskiwania ciepła odpadowego z wytwarzania energii na biogaz, w ramach tego projektu odzyskuje się ciepło odpadowe rozproszone podczas pracy agregatów prądotwórczych do izolacji beztlenowych komór fermentacyjnych, tworząc system wykorzystania energii w zamkniętej pętli- w ramach „fermentacji beztlenowej - wytwarzania energii z biogazu - odzyskiwania ciepła odpadowego - izolacji w stałej temperaturze”. Całkowicie rozwiązuje problemy związane z wysokim zużyciem energii, niestabilną temperaturą i wysokimi kosztami eksploatacji tradycyjnej izolacji beztlenowej komory fermentacyjnej. Po wdrożeniu projektu nie tylko poprawia wydajność fermentacji beztlenowej i produkcję biogazu, realizuje wykorzystanie ciepła odpadowego, ale także osiąga znaczące korzyści ekonomiczne, środowiskowe i społeczne. Weryfikuje wykonalność i wyższość wykorzystania ciepła odpadowego z wytwarzania energii na biogaz do izolacji beztlenowej komory fermentacyjnej oraz zapewnia praktyczny i wykonalny schemat-oszczędnej energii transformacji średniej-elektrowni na biogaz.

Kluczem do pomyślnej realizacji projektu jest połączenie cech strukturalnych bionicznych jelitowych komór fermentacyjnych beztlenowych, optymalizacja wymiany ciepła i parametrów izolacji poprzez symulację numeryczną, dobór odpowiednich materiałów izolacyjnych i urządzeń do odzyskiwania ciepła odpadowego z rur żebrowanych VRCOOLER - Żebrowana konstrukcja wymienników ciepła skutecznie zwiększa powierzchnię wymiany ciepła 4-6 razy w porównaniu z rurami zwykłymi, znacznie poprawiając efektywność odzysku ciepła. Dzięki profesjonalnym możliwościom projektowania i produkcji VRCOOLER oraz dopasowaniu do inteligentnego systemu sterowania, osiąga się precyzyjną kontrolę temperatury i efektywne wykorzystanie ciepła odpadowego, unikając wpływu strat ciepła odpadowego i wahań temperatury na wydajność fermentacji.

(II) Perspektywy na przyszłość

W przyszłości, w oparciu o doświadczenia wdrożeniowe tego projektu, będziemy dalej optymalizować system odzysku ciepła odpadowego, poprawiać efektywność odzysku ciepła odpadowego, badać sposób kaskadowego wykorzystania ciepła odpadowego, a także wykorzystywać nadmiar ciepła odpadowego do ogrzewania parku hodowlanego i wstępnej obróbki surowców pofermentacyjnych w celu dalszej poprawy efektywności wykorzystania energii; jednocześnie wprowadzić technologię cyfrowego bliźniaka w celu zbudowania modelu cyfrowego bliźniaka systemu fermentacji beztlenowej i odzyskiwania ciepła odpadowego, zrealizować-monitorowanie w czasie rzeczywistym, wczesne ostrzeganie o usterkach i optymalizację parametrów stanu działania systemu, a także poprawić poziom inteligencji systemu; ponadto promowanie schematu technicznego tego projektu wśród elektrowni biogazowych działających w innych dziedzinach, takich jak hodowla zwierząt gospodarskich i drobiu oraz przetwarzanie odpadów spożywczych, pomaganie większej liczbie nowych projektów energetycznych w osiąganiu oszczędności energii i redukcji emisji dwutlenku węgla oraz promowanie-wysokiej jakości rozwoju przemysłu zielonej energii.