обходимо очень внимательно относиться к выполнению инструкций, относящихся к сосудам высокого давления. Для резервуаров низкого давления опасность взрыва чрезвычайно мала. Например, специально в правила техники безопасности при обращении с сосудами, находя-щимцся под давлением (VBG 17), не включены инструкции, касающиеся резервуаров низкого давления для горючих газов, которые служат для бытовых нужд [149]; биогазовые газгольдеры тоже не подходят ни к одному из рассматриваемых там трех классов таких сосудов. Таким образом, правильно следовало бы говорить не биогазовый сосуд, а только биогазовый газгольдер.

С точки зрения применения газа в сельскохозяйственном производстве к биогазовому газгольдеру можно предъявить не слишком обременительное требование: сохранение постоянного минимального давления. Слишком большое предварительное давление можно в каждом отдельном случае регулировать с помощью редукционного клапана. Минимальное рабочее давление должно быть в пределах 0,7... 1,0 кПа, чтобы газовые приборы могли работать бесперебойно. Поскольку бактерии производят биогаз независимо от давления в систе.ме, давление газа в газгольдере без дополнительного сжатия может достигать нескольких десятых мегапаскаля [87].

Между реактором, газгольдером и потребителями размещается следующая дополнительная аппаратура (см. главу 6): устройство для защиты от обратного удара пламени в виде гравийного фильтра; газоосушитель (для удаления влаги); десульфитатор (для удаления HsS) и в отдельных случаях редукционный клапан.

В принципе биогазовая установка, принадлежащая сельскохозяйственному предприятию, относится прел<де всего к компетенции Сельскохозяйственного общества страхователей ФРГ. В правилах по технике безопасности, изданных этим обществом [148], биогазовые установки рассматриваются в разделе 5 (см. приложение 2). Хотя эти регламентации были разработаны еще в 50-е годы, они действительны и сегодня. Чтобы упростить или изменить их, требуется запрос на имя руководства Сельскохозяйственного общества страхователей ФРГ в Касселе, которое должно будет решить вопрос через свой Совет по технике безопасности. Но в любом случае при этом исходят из уже действующих регламентации

аналогичных профессиональных союзов и организации, таких, как Профессиональное объединение газо- и водо-снабжающих предприятий; Германский союз специалистов по газо- и водоснабжению; Главный союз ремесленных профессиональных обществ; Профессиональное общество химической промышленности; Федеральное общество муниципальных страхователей от несчастных случаев (BAGUV), в ведении которых находятся установки для очистки городских стоков.

Большинство профессиональных обществ применяет для случаев, представляющих общий интерес, одни и те же конкретные регламентации, согласованные в результате обсуждения.

Прежде всего —это правила для предупреждения несчастных случаев: «Газовые предприятия» (VBG 652)—в настоящее время перерабатывается — и «Газы» (VBG 61).

Обе эти инструкции не ориентируются на такие особые случаи, как «Получение биогаза» или «Получение газа в результате брожения». Только в разрабатываемой в настоящее время инструкции № 175 BAGUV («Правила техники безопасности для установок по очистке сточных вод — сооружение и оснащение оборудованием») говорится о специальных установках для получения газа, так что эти регла.ментации можно использовать для ориентировки [145]. Особенно необходимо от-.метить следующие пункты упомянутой инструкции:

1.В качестве авторитетных регламентации в отношении технических вопросов действуют «Правила безопасности при получении газа» Федерального союза специалистов по газо- и водоснабжению (DVGW), а также соответствующие стандарты DIN.

2.Описание устройств для защиты от обратного удара пламени, устанавливаемых между реактором и газгольдером, а также между потребителями и газголь-деро-м.

3.В отличие от регламентации (DVGW), касающихся получения газа, и стандартов DIN в установках для очистки сточных вод разрешается использовать также пластмассовые трубы (из твердого этилена или

ударопрочного поливинилхлорида) для газопроводов.

4.Применение мощных десульфитаторов. В случае слишком высокого содержания серы возникает опасность самовоспламенения при регенерации.

5.Эффективная вентиляция всех помещений.

6.Защита установок от опасности взрыва. Естественно, необходимо учитывать также все законы и предписания, действующие в ФРГ (например, основные положения по предотвращению взрывов и закон о правилах безопасности при обращении с машинами), которые страховые органы используют как основу при составлении своих инструкций по технике безопасности. В инструкции по технике безопасности, изданной Обществом сельскохозяйственных страхователей, требования не преувеличены. В ней можно отметить следующие пункты (см. приложение 2):

—действительно только для резервуаров вместимостью до 100 мЗ;

—сооружение—-по общепринятым техническим правилам. Это означает, например, использование вышеупомянутых «Правил безопасности при получении газа» (DVGW). Уточнять сферу применения этих правил в каждом отдельном случае должно Общество сельскохозяйственных страхователей. До настоящего времени это было невозможно;

—строительство и монтаж выполняет специализированная фирма. Естественно, что подводку газа к потребителю должна производить зарекомендовавшая себя фирма. Однако еще не удалось установить, допустимо ли, например, в данном случае использование пластмассовых трубопроводов, как это разрешается в установках для очистки городских стоков (хотя при других видах общественного газоснабжения их не применяют);

—вентиляционные установки;

—безопасные лампы, применяемые в подземных горных разработках;

—безопасные расстояния от мест получения газа, а также запрещение курения вблизи от них;

—электропроводка, соответствующая взрывоопасным видам производства;

—точные инструкции по эксплуатации.

В соответствии с инструкциями Общества сельскохозяйственных страхователей на биогазовые реакторы вместимостью свыше 100 м^ распространяются регламентации Федерального союза специалистов по газо- и водоснабжению, например, применяется также предписание № 61 «Газы». Для газовых резервуаров низкого

давления вместимостью более 500 м^ и при рабочем давлении 5 кПа действительны регламентации DVGW G 430, f.^. «Предписания по монтажу и эксплуатации газовых резервуаров низкого давления» и G 431 «Предписания по изготовлению газовых резервуаров низкого давления». Однако все эти регламентации не распространяются на простейшие газгольдеры из пластика или емкости из пленки.

В правилах по технике безопасности, изданных Обществом сельскохозяйственных страхователей, отсутствует пункт, запрещающий применение простейших надувных газгольдеров (см. рис. 23). Простое защитное ограждение, препятствующее механическим повреждениям, представляется само собой разумеющимся. Наличие крыши можно считать необязательным требованием. Желательно бы иметь официальное разрешение на использование малых газгольдеров номинальной вместимостью около 25 м^ и стоимостью 300 марок ФРГ за 1 м^ До настоящего времени считалась обычной вместимость газгольдера, равная 0,8...1,5% от ежесуточного выхода газа [79]. При благоприятных условиях эта величина может быть уменьшена (но не в тех случаях, когда несколько реакторов используются попеременно в одной технологической схеме), при неблагоприятных—очевидно, должна быть увеличена.

В соответствии с § 24 Промышленного устава не нужно оформлять официальные документы на сооружение биогазовых установок в хозяйствах. Но для их возведения требуется официальное разрешение строительных властей.

6. Подготовка биогаза к использованию

При подготовке биогаза к использованию учитываются в основном тря обстоятельства:

—удаление H2S (обессеривание нужно прежде всего для предотвращения коррозии, вызываемой в особенности остаточными продуктами сгорания, и удаления ядовитой части (газовой смеси);

—Удаление СО2 (повышает теплоту сгорания газа и необходимо для его сжижения);

—компримирование и сжижение (при использовании в качестве топлива для тракторов).

Затраты на подготовку газа зависят от его состава, требований потребителя к чистоте газа и от загрузки оборудования.

Обессериванпе

Почти все применяемые в химической промышленности методы обессеривания тесно связаны в единую систему и поэтому не могут быть без изменения перенесены в практику биогазовых установок. По нашему мнению, следует исключить из рассмотрения следующие методы:

—абсорбционные, в которых H2S регенерируется как сероводород (углеродный метод, или абсорбция с помощью триэтаноламина);

—методы, применяемые при работе с ядовитыми веществами (применене окиси мышьяка);

—методы, при которых возникает опасность взрыва из-за образования сероуглерода (адсорбирование активированным углем);

—метод Клауса (очень дорогой, восстановление свободной серы).

Таким образом, остается лишь старый каталитический сухой метод с использованием в качестве катализатора Ре(ОН)з. Этот метод можно представить в виде формулы:

2Fe(OH)3 + 3H2S = Fe^S3-b6H20 -f61,92 Дж.

Регенерация массы в присутствии воздуха выражается зависимостью:

Fe2S3+l,5O2-b3H2O = 2Fe(OH)3 + 3S + 60,28 Дж.

Известно, что масса катализатора постепенно обогащается серой (максимальная степень обогащения 25%) и что при регенерации высвобождается значительное количество теплоты; это даже может привести к воспламенению сильно обогащенной серой массы (свежая масса имеет коричневую окраску, обогащенная — черную). Стоимость 1 т катализатора —600 марок ФРГ. Расход массы складывается из количества ее, пошедшего на связывание серы (м^ газа/24 чХг серы/м^)Х4 = г катализатора/24 ч, и потерь на истирание за один цикл. Обычный расход; катализатора при содержании серы 0,1...2,0 г в 1 м^ биогаза составляет около 120...130 г на 100 м^ суточной газопродукции. Промышленность предлагает установки для различной суточной производи-

тельности и различной степени механизации, с отдельными регенеративными колоннами или со встроенными регенеративными камерами и простой коммутацией. Небольшой высокомеханизированный обессериватель батарейного типа для светильного газа при суточном выходе 600 м^ стоит около 30 тыс. марок ФРГ. Конечно, для установок с небольшим выходом газа можно строит!) хозяйственным способом примитивные обессе-риватели, рассчитанные на большие затраты ручного труда (поток газа должен быть всегда направлен снизу вверх), но при этом необходим тщательный ежедневный технический уход!

Абсорбционная очистка от СОг

Хотя СО2 представляет собой инертный компонент биогаза, снижающий вследствие этого теплоту сгорания, однако он ни в какой мере не препятствует использованию биогаза. Только в крупных установках может понадобиться абсорбционная очистка биогаза от СО2, но это возможно лишь при значительных затратах и будет рациональным и экономичным при очень высоком суточном выходе газа и утилизации удаляемого СО2.

Компримирование биогаза

В 50-х годах в нескольких биогазовых установках проводили в виде эксперимента сжатие биогаза под высоким давлением, заполняли им баллоны и использовали в качестве моторного топлива для тракторов. В настоящее время это представляется нецелесообразным по двум причинам: из-за большой дополнительной массы баллонов для сжатого газа и высокой стоимости ком-примирования. Выпускаемые промышленностью 50-литровые баллоны для сжатого газа на номинальное давление 20 МПа имеют массу 65 ki\ и могут вместить не более 10 м^ газа, что соответствует 6,2 л дизельного топлива. Для работы трактора мощностью 50 кВт в течение половины смены требуется з среднем 32 л дизельного топлива или пять баллонов со сжатым газом. Если учесть дополнительные крепления, то это составит дополнительную массу не менее 400 кг, которая будет постоянно находиться на тракторе во время его работы. При стоимости этих пяти баллонов 3000 марок

64

5 Заказ 8706