Технология мембранных баков для хранения биогаза сталкивается с основными проблемами

Представьте себе массивный "балон", плавающий над биогазовым переваривателем, выдерживающий внутреннее давление газа, сопротивляясь внешнему ветру и дождю без утечки.Это позволяет сформулировать задачу технологии мембранного покрытия для хранения биогаза.Поскольку биогазовая энергия набирает популярность, дизайн, материалы и обслуживание этих, казалось бы, простых крышек стали критическими.

Германия, лидер в области биогазовых технологий, накопила обширный практический опыт.и хранилища для перевариванияЭти системы работают как низкодавление единиц, как правило, поддержание внутреннего давления 200 500 Паскаль (Па).,По сравнению с атмосферным давлением на уровне моря (101,325 Pa), это составляет всего 0,2% - 0,5% от нагрузки.

Мембранные покрытия превосходят традиционные жесткие материалы, такие как сталь, железобетон или стекловолокно:

• Легкая конструкция
• Регулируемая емкость хранения
• Более низкие издержки производства
• Более быстрая установка

Их гибкость позволяет адаптироваться к различным уровням заполнения.

1. Системы высокой точки с механическим предварительным напряжением
2. Системы внутреннего давления (пневматические)

За три десятилетия эти конструкции вытеснили жесткие крышки в качестве основного выбора.

Первоначальные мембранные покрытия страдали от рудиментарного проектирования и установки, не имея специализированных знаний.Ранние пленки и покрытые ткани, переработанные из палатки или платформы грузовика, оказались недостаточными для применения биогаза, требующего долговечностиУпрощенные расчеты часто приводили к дефектам.

Для обеспечения безопасности Германия в 2016 году ввела стандарты биогазовой мембраны, включающие в себя архитектурный опыт мембраны.

• Мембраны выдерживают только натяжные нагрузки; давление или сдвиг вызывают морщины и неисправность грузоподъемности
• Геометрические формы должны сбалансировать противоположные напряжения натяжения с помощью предварительного напряжения или внутреннего давления
• Биаксиальная кривизна (двойные изогнутые поверхности) обеспечивает оптимальное сопротивление ветра и предотвращает сбор воды

Совместимые с биогазом материалы ограничены.

• Фильмы:кислотоустойчивый PE-LD (толщина 0,2 - 0,8 мм) или EPDM (2 мм)
• Прочие изделия из шелковых материалов:Полиэстер, покрытый ПВХ, хотя производительность значительно варьируется

Многослойные конструкции (2-3 независимых мембраны) улучшают долговечность, но осложняют проблемы с обнаружением утечек, которые часто видны только после демонтажа.

Исследования с использованием тестового бака диаметром 15 метров выявили критическое поведение:

• Лазерные измерения показали смещения геометрии мембраны при изменении давления
• Инерция системы вызывает задержку реакции давления во время моделирования производства газа
• Риски отрицательного давления возникают во время добычи газа, что может привести к чрезмерному напряжению поддерживающих конструкций

Мониторинг уровня заполнения использует либо:

1. Кабельные лебедки с взвешенными ремнями на газовой мембране
2. Гидростатические давлители (газовые H-метры)

Оба из них требуют достаточного внутреннего давления, чтобы избежать морщинок мембраны в точках измерения.

Поведение материалов в условиях биогаза остается критическим вопросом:

• Осаждение серы и чрезмерное значение pH разрушают мембраны
• Постоянное удлинение происходит после первоначальных циклов нагрузки
• Неравномерное распределение напряжения между направлениями варпа/плетения

В системах, поддерживаемых давлением, сложные взаимодействия между объемом газа, давлением и геометрией мембраны требуют постоянной оптимизации для предотвращения преждевременного отказа.