HU189561B - Equipment for preparing biogas - Google Patents

Description

(57) KIVONAT

A találmány tárgya berendezés biogáz, trágya és melegvíz előállítására, amely berendezés különösen állattenyésztő kis- és nagyüzemek melléktermékeinek és a háztartási szerves hulladékoknak a hasznosítására alkalmazható.

A találmány lényege az, hogy a gyártási, üzemeltetési és karbantartási ráfordítások, valamint az energiaigény csökkentése érdekében az átfolyásos elv szerint működő berendezésnél a rothasztási folyamat mozgatható átömlőfalakkal (7) és felfüggesztett merülőfalakkal (6) felosztott tartályban (3) megy végbe, amely elé és mögé hőcserélők (2) vannak kapcsolva. A rothasztási folyamatot a saját előállítású gázzal és melegvízzel aktiváljuk és kijelző-, szabályozó-, valamint jelzőberendezéssel (17, 18) és termosztát (26) segítségével messzemenően automatizáljuk. A rothasztott anyag maradék hőjét a hőcserélők (2) révén olyan közeg veszi fel, amely hőszivattyú (21) révén magasabb hőmérsékletre melegszik, hogy ezt azután szükség esetén a rothasztandó anyag hőcserélők (2) általi felfűtésére, illetve a melegvíz főként hőátvivők (30) általi Felfűtésére alkalmazzuk. A berendezés hőszigetelt, és megfelelő tisztítónyílásokkal (11) van ellátva.

189 561

A találmány tárgya berendezés biogáz előállítására, amely berendezés különösen állattenyésztő kis- és nagyüzemek melléktermékeinek és a háztartási hulladékoknak a hasznosítására alkalmazható.

Az ismert műszaki megoldásokon belül megkülönböztethetünk úgynevezett átváltó, tároló és átfolyásos rendszereket, amelyek közül a találmány az átfolyásos rendszerű megoldásokhoz tartozik. Ilyen jellegű megoldást ismertet a 1990 523 sz. USA szabadalmi leírás, a 2 535 756 sz. NSZK-beli szabadalmi leírás, valamint ugyancsak ilyen jellegű az osztrák BVT cég biogáz-előállító berendezése (WenzIafT, R.: Biogas; Probleme, Marktübersicht, Empfehlungen; top agrar 5/1980, 98...106. oldal).

A két elsőként említett megoldásnál hátrányos, hogy ezek csak kis kapacitású berendezésként alkalmazhatók, villamos hajtású keverőberendezésük van, elősegítik az ülepedést a tartályfalon és a keverőberendezésen, emellett pedig nagy üzemeltetési és karbantartási ráfordítást igényelnek.

Az utolsóként említett megoldásnál viszont hátrányos az, hogy szerkezetét tekintve nagyon bonyolult, a rothasztott anyag nagy hőveszteségeket szenved, emellett elősegíti az ülepedést általában, valamint az ülepítő medence eltömődését, ami a fő erjesztötartály hatástalanításához vezethet, nagy üzemeltetési és karbantartási ráfordítást igényel, nem teszi lehetővé a hővisszanyerést és melegvíz készítését, továbbá nem teszi lehetővé hő bevezetését a rothasztott anyaghoz, a rothadási folyamat aktiválása céljából.

Célunk a találmánnyal olyan berendezés létrehozása biogáz előállítására, amely különösen alkalmas állattenyésztő kis- és nagyüzemek melléktermékeinek és a háztartási hulladékoknak a hasznosítására, a korábbiaknál kisebb üzemeltetési, karbantartási és hőszigetelési ráfordítást igényel és nincs villamos hajtású keverőberendezése. Emellett lehetővé teszi a hövisszanyerést és a melegvizkészítést, nagymértékben elöregyártható és alkalmas trágyakinyerésre is.

A találmány által megoldandó feladat állattenyésztő kis- és nagyüzemek melléktermékeinek és a háztartási hulladékoknak a hasznosításával biogáz előállítása, kihasználva az átfolyásos rendszer olyan előnyeit, mint a folyamatos gázgyártást, a jobb automatizálási lehetőségeket, a jobb kapacitáskihasználást és -bővítést. Ugyancsak megoldandó feladat a szerkezeti bonyolultság, a járulékos energiaigény, valamint az üzemeltetési és karbantartási ráfordítás csökkentése, szükség esetén melegvíz előállításának biztosítása. Végül megoldandó feladat olyan trágya kinyerése a rothasztási folyamat során, amely az eredeti kiinduló anyaghoz képest környezetkímélőbb.

A találmány értelmében a kitűzött feladatot azáltal oldjuk meg, hogy a keverőberendezést és az ahhoz szükséges energiaforrást elhagyjuk, a rothasztóterek alakját és elrendezését az eddigieknél kedvezőbben alakítjuk ki, a hőveszteségeket, az ülepedést és az úszótakaró-képződést csökkentjük, a rothasztási folyamatot hő és gáz bevezetésével aktiváljuk, és egy hővísszanyerő berendezést építünk be, amely a hideg-meleg-csatolás elve szerint két hőcserélőt köt össze egymással, ezenkívül szükség esetére melegvízkészítő egység is be van építve.

A beadagoló berendezésben jelzőberendezés és termosztát, míg a fő rothasztókamrában jeladó van felszerelve, amelyek a rothasztott anyag töltési szintjét és hőmérsékletét, valamint a hőcserélőkörvezetékben levő közeg hőmérsékletét messzemenően automatikusan vezérlik, illetve szabályozzák

A találmány szerinti berendezésben több kamra van elrendezve. Ezeket a kamrákat főként rugalmas falak képezik, ahol ezek a falak nem töltik ki a rothasztótértartály teljes keresztmetszetét. Előnyösen függőlegesen álló és függőlegesen függő falak vannak beépítve.

A falak mozgathatóságát azáltal érjük el, hogy ezek flexibilis anyagból vannak készítve és/vagy csuklópántszerűen működő szerkezetekre vannak felszerelve. Ily módon a gáznyomás révén biztosítani tudjuk a gázbuborékok kamráról kamrára történő lökésszerű előrehaladását és a rothasztott anyag átörvényeltetését.

Az átömlőfalak fűrészfogszerű fésűs léccel vannak ellátva, amivel átömléskor befolyásoljuk a rothasztott anyag előrehaladását és felerősítjük annak hullámszerű továbbfolyását. Az átömlőfalakon levő ütközöelemek a be- és átömlő rothasztott anyagot egy irányba terelik és ezzel hozzájárulnak az örvényképzödéshez.

A gázelvétel a berendezésben különböző gázharangokon keresztül történik. A gázt egy gáztartályban tároljuk. A gáz benyomatása előnyösen a beadagoló berendezésbe történik a biogázképzödés járulékos aktiválása és a rothasztott anyag egyik kamrából a másikba történő hullámszerű mozgatása céljából, mégpedig egy a gáztartályból kivezető gázcserélö vezetéken keresztül. A rothasztott anyag berendezésen belüli továbbhaladása a keletkező gáz nyomásának növekedése révén következik be, vagy a beadagoló vagy pedig az elvezető berendezés irányába.

Szükség esetén a rothasztott anyag az elvezető berendezésen keresztül visszavezethető. A rothasztótér-tartály alján és hosszanti végein tisztítónyílások vannak kialakítva.

A beadagoló és az elvezető berendezésben önmagukban ismert hőcserélők vannak, amelyek hőcserélő-körvezeték révén vannak egymással összekötve.

Az egész berendezés hőszigetelt. A rothasztótértartálynak előnyösen hengeres alakja van.

A rothasztott anyag maradék hőjét az elvezető berendezésből a hideg-meleg-csatolás elve szerint egy hőcserélő-körvezetéken vezetjük keresztül, amelybe előnyösen a beadagoló berendezés irányában önmagában ismert hőszivattyú és a rendszerhez tartozó nyomáscsökkentő szelep van beépítve, az elvezető berendezés felé eső hőcserélő után.

Emellett a berendezésben egy hőátvivővel ellátott vagy anélküli tároló van elrendezve, hogy szükség esetén a rothasztott anyag a beadagoló berendezésben felmelegíthető legyen, illetve melegvizet lehessen előállítani.

A találmányt részletesebben kiviteli példa kapcsán, a csatolt rajz alapján ismertetjük. A rajz

189 561 egyetlen ábráján a találmány szerinti berendezés hosszmetszete látható.

A találmány szerinti berendezés 3 rothasztótértartályból áll, eléje kapcsolt I beadagoló berendezéssel és utána kapcsolt 13 elvezető berendezéssel.

A 3 rothasztótér-tartály 7 átömlőfalak révén, amelyeken 10 ütközőelemek és 8 fésüslécek vannak elrendezve, valamint 6 merülöfalak révén 4 előrothasztó kamrára, 5 fő rothasztó kamrákra és 19 utórothasztó kamrára van felosztva és 9 gázharangokkal és 11 tisztítónyílásokkal van ellátva.

Az 1 beadagoló berendezésbe 15 zárószerv és 2 hőcserélő van beiktatva. Az 1 beadagoló berendezésben és a 13 elvezető berendezésben levő 2 hőcserélők 20 hőcserélő-körvezetékkel vannak egymással összekötve. Ebben a 20 hőcserélő-körvezetékben, annak előnyösen az I beadagoló berendezés irányába eső szakaszán 21 hőszivattyú van elrendezve, míg a 13 elvezető berendezés felé irányuló 20 hőcserélő-körvezeték szakaszba egy a 21 hőszivatytyúhoz tartozó nyomáscsökkentő szelep van beiktatva. Emellett a 20 hőcserélő-körvezetékbe a 21 hőszivattyú és az 1 beadagoló berendezés közé 30 hőátvivővel ellátott 27 tároló van bekötve melegvíz kinyerése céljából, ebben pedig 23 melegvízvezeték és 29 hidegvízvezeték van elrendezve. A 20 hőcserélő-körvezeték feltöltésére 22 töltövezeték és 25 lezárószelep van előirányozva.

A 9 gázharangokon önmagában ismert 16 gázszabályozó szerkezettel ellátott 12 gázelvételi vezeték van elrendezve, amely a 28 gáztárolóba torkollik. A 28 gáztárolóból 24 nyomásnövelő szerkezettel ellátott 14 gázcserélő gázvezeték vezet, előnyösen az I beadagoló berendezéshez és a 13 elvezető berendezéshez.

Szükség esetén az 1 beadagoló berendezés és a 13 elvezető berendezés többszörösen is elhelyezhető.

Az 5 fő rothasztókamrában, illetve az 1 beadagoló berendezésben felszerelt 17, 18 jelzőberendezés és 26 termosztát segítségével szabályozzuk, illetve vezéreljük a rothasztott anyag töltési szintjét és hőmérsékletét, illetve a 20 hőcserélő-körvezetékben levő közeg hőmérsékletét és a 15 zárószervet.

A 5 fő rothasztókamrák száma a 3 rothasztótértartály hosszúságától függ. Az 1 beadagoló berendezésen keresztül, ahol a rothasztott anyagot a 2 hőcserélő révén fel melegítjük, 15 zárószerv segítségével történik a rothasztott anyag adagolt bevezetése a 4 előrothasztó kamrába, ahonnan azt a gáznyomásnak a 24 nyomásnövelő szerkezettel ellátott 14gázcserélö vezetéken keresztül történő megnövelésével az 5 fő rothasztó kamrákba, a 19 utórothasztó kamrába és a 13 elvezető berendezésbe ciklikusan továbbvezetjük, miközben a 15 zárószervet zárva tartjuk.

A rothasztott anyag maradék hőjét egy közeg segítségével a 13 elvezető berendezés 2 hőcserélőjén, a 20 hőcserélő-körvezetéken és a 21 hőszivalytyún át a 30 hőátvivővel ellátott 27 tárolón vezetjük keresztül.

Szükség esetén a rothasztott anyagot az 1 beadagoló berendezés 2 hőcserélőjén keresztül felfűtheljük, illetve a 30 höátvivőn keresztül folyamatosan melegvíz állítható elő. A 27 tárolón keresztül történő közvetlen melegvíz-előállítás esetén a melegvíz elvétele csak hőfelesleg esetén, vagyis a rothasztott anyag kellően magas hőmérsékleténél lehetséges.

Szabadalmi igénypontok

Claims (3)

1. Berendezés biogáz előállítására, rothasztótértartállyal, gázharangokkal és gázelvételi vezetékkel, gázelvételt, hőmérsékletet és töltési szintet szabályozó szerkezetekkel, valamint hőszivattyúval, amely berendezés az átfolyásos elv alapján, az előállított biogáz nyomásának felhasználásával működik, azzal jellemezve, hogy az előrothasztó kamrára (4), fő rothasztó kamrákra (5) és utórothasztó kamrára (19) felosztott rothasztótér-tartály (3) mozgatható átömlőfalakkal (7) - amelyekre fésűslécek (8) vannak felszerelve - és felfüggesztett merülőfalakkal (6) van ellátva, emellett a berendezésnek zárószervvel (15) és hőcserélővel (2) felszerelt beadagoló berendezése (1) és hőcserélővel (2) ellátott elvezető berendezése (13) van, ahol a hőcserélők (2) egy hőcserélő-körvezetéken (20) keresztül vannak egymással összekötve, amelyben előnyösen a beadagoló berendezés (1) előtt egy önmagában ismert hőszivattyú (21), valamint az elvezető berendezés (13) előtt egy, az előbbihez tartozó nyomáscsökkentő szelep van elrendezve, emellett a hőcserélő-körvezetékbe (20) hidegvíz-vezeték kel (29) és melegvíz-vezetékkel (23) rendelkező tároló (27), valamint egy járulékos melegvíz-előállítást biztosító hőátvivő (30) van bekötve, mimellétt a gázelvételi vezeték (12) a beadagoló és elvezető berendezéssel (1, 13) gáztárolón (28) és nyomásnövelő szerkezettel (24) ellátott gázcserélő vezetéken (14) keresztül van összekötve.

2. Az 1. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a rothasztótér-tartálynak (3) hengeres alakja van, amely fekvő helyzetben van elrendezve, emellett hőszigetelt és változtatható méretezésű.

3. Az 1. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a merülőfalak (6) és az átömlőfalak (7) rugalmasan vagy részben mozgathatóan vannak kiképezve.

1 oldal rajz

Kiadja az Országos Találmányi Hivatal A kiadásért felel: Himer Zoltán osztályvezető Szedte a Nyomdaipari Fényszedő Üzem (878181/09) 88-0980 — Dabasi Nyomda, Budapest — Dabas Felelős vezető: Bálint Csaba igazgató