PL218837B1

PL218837B1 - Device for generating biogas from solid agricultural wastes, especially of manure

Info

Publication number: PL218837B1
Application number: PL395946A
Authority: PL
Inventors: Wacław Romaniuk; Bogdan Łochowski; Tadeusz Domasiewicz; Katarzyna Biskupska; Peter Aleksejewitz Sawinyh; Wasilij Aleksejewitz Sysujew; Sergiej Aleksejewitz Otroshko
Original assignee: Inst T Przyrodniczy
Priority date: 2011-08-12
Filing date: 2011-08-12
Publication date: 2015-01-30
Also published as: PL395946A1

Abstract

Urządzenie ma fermentacyjną komorę (1), utworzoną z termicznego pierścienia (2) z przytwierdzoną do niego górną pokrywą (3), natomiast spodnia część termicznego pierścienia (2) jest hermetycznie osadzona w cieczowym pierścieniu (6) ukształtowanym w dolnej pokrywie (4), na której jest osadzony pojemnik (7) będący we wnętrzu fermentacyjnej komory (1), przy czym pojemnik (7) ma postać ściętego ostrosłupa otwartego na spodzie i górze, mającego ażurowe boczne ścianki.The device has a fermentation chamber (1), made of a thermal ring (2) with an upper cover (3) attached to it, while the bottom part of the thermal ring (2) is hermetically embedded in a liquid ring (6) shaped in the lower cover (4), on which the container (7) located inside the fermentation chamber (1) is mounted, the container (7) having the form of a truncated pyramid open at the bottom and top, having openwork side walls.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do wytwarzania biogazu ze stałych odpadów rolniczych, a w szczególności z obornika, przeznaczone zwłaszcza dla średnich ferm hodowlanych prowadzących chów ściółkowy.The subject of the invention is a device for the production of biogas from solid agricultural waste, in particular from manure, intended in particular for medium-sized livestock farms with bedding.

Znane urządzenia do wytwarzania biogazu ze stałych odpadów rolniczych, zwłaszcza obornika, posiadają jedno lub wielokomorowe zbiorniki osadzone na gruncie, bądź prostopadłościenne zbiornikowe kontenery hermetycznie zamykane od czoła. Wypełnione są one wsadem z którego w wyniku fermentacji wytwarzany jest biogaz. Ponadto mogą wyposażone być w urządzenia grzewcze oraz zraszacz ułatwiające proces fermentacyjny.Known devices for the production of biogas from agricultural solid waste, especially manure, have one or multi-chamber tanks embedded in the ground, or cuboidal tank containers hermetically closed from the front. They are filled with the batch from which biogas is produced as a result of fermentation. In addition, they can be equipped with heating devices and a sprinkler to facilitate the fermentation process.

Biogazownie stosowane w średnich fermach hodowlanych posiadają komorę fermentacyjną zasilaną gnojowicą bezpośrednio z budynku inwentarskiego lub pośrednio ze składowego zbiornika oraz posiadają oddzielny zbiornik przeznaczony do magazynowania wytworzonego gazu. Mieszanie gnojowicy w komorze fermentacyjnej odbywa się za pomocą pompy przemieszczającej gnojowicę z dolnej części komory do górnej części komory lub za pomocą wytworzonego wcześniej biogazu. Ponadto w komorze fermentacyjnej jest umieszczona nagrzewnica utrzymująca właściwą temperaturę fermentowania gnojowicy. Takie urządzenie znane jest z publikacji pt. „Biogazownie rolnicze - projekty IBMER wyd. Instytut Budownictwa, Mechanizacji i Elektryfikacji Rolnictwa, Warszawa 1990 r., str. 7-9, a także z publikacji w czasopiśmie pn. „Przegląd Techniki Rolniczej i Leśnej nr 1/92 str. 26 - 27.Biogas plants used in medium-sized breeding farms have a fermentation chamber fed with slurry directly from the livestock building or indirectly from a storage tank, and have a separate tank for storing the produced gas. The mixing of the slurry in the digestion chamber takes place by means of a pump that moves the slurry from the lower part of the chamber to the upper part of the chamber, or by means of the previously produced biogas. In addition, a heater is installed in the fermentation chamber to maintain the proper fermentation temperature of the slurry. Such a device is known from the publication entitled "Agricultural biogas plants - IBMER projects, ed. Institute of Building, Mechanization and Electrification of Agriculture, Warsaw 1990, pp. 7-9, as well as from the publication in the journal entitled "Przegląd Techniki Rolniczej i Leśnej no. 1/92" pp. 26 - 27.

Z opisu wynalazku nr 166913 znane jest urządzenie do wytwarzania biogazu ze stałych odpadów rolniczych, zwłaszcza obornika. Urządzenie to posiada izolowaną pokrywę zamocowaną uchylnie do fundamentu za pomocą elementu zawiasowego. Na fundamencie znajduje się otwarta komora fermentacyjna, przy czym krawędzie komorowej pokrywy są przedłużone uszczelniającymi płytkami zanurzonymi w cieczy wypełniającej uszczelniający zbiornik wykonany w izolowanym fundamencie.From the description of the invention No. 166,913 a device for the production of biogas from agricultural solid waste, in particular manure, is known. The device has an insulated cover pivotally attached to the foundation by means of a hinge element. There is an open fermentation chamber on the foundation, the edges of the chamber cover are extended by sealing plates immersed in the liquid filling the sealing tank made in the insulated foundation.

Pole dostępu do komory fermentacyjnej podczas załadunku i rozładunku wsadu jest ograniczone ze względu na jednostronne zawiasowe otwieranie i zamykanie komory.The field of access to the fermentation chamber during loading and unloading the batch is limited due to the one-sided hinge opening and closing of the chamber.

Istnieje potrzeba budowy fermentacyjnej komory umożliwiającej sprawny załadunek i rozładunek masy fermentacyjnej.There is a need to build a fermentation chamber enabling efficient loading and unloading of the fermentation mass.

Istotą wynalazku jest konstrukcja urządzenia do wytwarzania biogazu ze stałych odpadów rolniczych, zwłaszcza obornika, mająca termiczną fermentacyjną komorę z podgrzewaczem, wyposażoną w zraszacz, odpływ nadmiaru gnojowej cieczy i odpływ biogazu, charakteryzująca się tym, że fermentacyjna komora utworzona jest ze ścianowego termicznego pierścienia z przytwierdzoną do niego górną pokrywą, natomiast spodnia część termicznego pierścienia jest hermetycznie osadzona w cieczowym pierścieniu ukształtowanym w dolnej pokrywie, na której jest osadzony pojemnik będący we wnętrzu fermentacyjnej komory, przy czym pojemnik ma postać ściętego ostrosłupa otwartego na spodzie i górze, mającego ażurowe boczne ścianki.The essence of the invention is the construction of a device for the production of biogas from solid agricultural waste, especially manure, having a thermal fermentation chamber with a heater, equipped with a sprinkler, an outflow of excess liquid manure and an outflow of biogas, characterized in that the fermentation chamber is made of a wall-mounted thermal ring with an attached to it with the top cover, while the underside of the thermal ring is hermetically seated in a liquid ring shaped in the bottom cover on which a container is seated inside the fermentation chamber, the container having the form of a truncated pyramid at the bottom and top having openwork side walls.

Wymienione ścianki utworzone są z pochyłych nośnych słupów połączonych płytkami.The mentioned walls are made of sloping load-bearing columns connected with tiles.

W górnej części pojemnika są przytwierdzone nośne uchwyty.Carrying handles are attached to the top of the container.

Do komorowej górnej pokrywy są przytwierdzone nośne uchwyty.Carrying handles are attached to the upper chamber cover.

Urządzenie zapewnia sprawny załadunek fermentacyjnego wsadu, proces fermentacji i rozładunek wykorzystanego wsadu.The device ensures efficient loading of the fermentation batch, fermentation process and unloading of the used batch.

Konstrukcja fermentacyjnej komory wyposażonej w uchwyty, osadzonej w hermetycznym kanale zapewnia szczelność i możliwość jej unoszenia oraz opuszczania w zależności od potrzeb załadunku i rozładunku fermentacyjnego wsadu do pojemnika.The construction of the fermentation chamber equipped with handles, embedded in a hermetic channel ensures tightness and the possibility of lifting and lowering it, depending on the needs of loading and unloading the fermentation charge into the container.

Pojemnik z ażurowymi ściankami usytuowany we wnętrzu komory fermentacyjnej umożliwia skuteczne wykorzystanie umieszczonego w nim wsadu z wykorzystaniem zraszacza i grzałki w zależności od potrzeb fermentacji, a także umożliwia poprzez uchwyty unoszenie pojemnika i rozładunek wykorzystanego wsadu z dna fermentacyjnej komory. Skuteczne opróżnianie składającego się ze stałych cząsteczek wsadu z pojemnika zapewniają jego pochyłe ażurowe ścianki.The container with openwork walls located inside the fermentation chamber enables effective use of the charge placed in it with the use of a sprinkler and heater, depending on the needs of fermentation, and also allows the holder to lift the container and unload the used charge from the bottom of the fermentation chamber. Efficient emptying of the load consisting of solid particles from the container is ensured by its sloping openwork walls.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku na którym fig. 1 przedstawia urządzenie w przekroju wzdłużnym i fig. 2 - urządzenie w widoku z góry.The subject of the invention is presented in the embodiment in the drawing, in which fig. 1 shows the device in longitudinal section and fig. 2 - the device in plan view.

Urządzenie zbudowane jest z fermentacyjnej komory 1, utworzonej z termicznego ściankowego pierścienia 2 zespolonego z górną pokrywą 3. Na spodzie fermentacyjna komora ma spodnią pokrywę 4 osadzoną na fundamentowej ławie 5. W spodniej pokrywie 4 jest ukształtowany cieczowy pierścień 6 w którym ciecz hermetycznie uszczelnia dolne ścianki termicznego ściankowego pierścienia 2 fermentacyjnej komory 1.The device consists of a fermentation chamber 1, formed of a thermal wall ring 2 fused with the top cover 3. At the bottom, the fermentation chamber has a bottom cover 4 mounted on a foundation bench 5. The bottom cover 4 has a liquid ring 6 in which the liquid hermetically seals the bottom walls thermal ring 2 of the fermentation chamber 1.

PL 218 837 B1PL 218 837 B1

Pojemnik 7 zbudowany jest w postaci ściętego ostrosłupa otwartego na spodzie i górze, mającego ażurowe boczne ścianki utworzone z pochyłych nośnych słupów 8 połączonych płytkami 9. W górnej części pojemnik 7 ma nośne uchwyty 10 służące do usadawiania pojemnika 7 na spodniej pokrywie 4. W ściance spodniej pokrywy 4 zainstalowana jest rurkowa nagrzewnica 11 zasilana czynnikiem grzewczym rurociągu mającym doprowadzające zawory 12 i odpływowy zawór 13.The container 7 is built in the form of a truncated pyramid open at the bottom and top, having openwork side walls made of inclined supporting pillars 8 connected by plates 9. In the upper part, the container 7 has support handles 10 for seating the container 7 on the bottom cover 4. In the bottom wall In the cover 4, a tubular heater 11 is installed supplied with the heating medium of the pipeline having supply valves 12 and a drain valve 13.

W fermentacyjnej komorze 1 zainstalowany jest zraszacz 14 z doprowadzającym gnojową ciecz zaworem 15.A sprinkler 14 is installed in the fermentation chamber 1 with a valve 15 for the manure liquid supply.

W dolnej części ściankowego pierścienia 2 fermentacyjnej komory 1 jest odpływowy otwór 16 gnojowej cieczy zapewniający poziom cieczy do wysokości usytuowania tego otworu.In the lower part of the wall ring 2 of the fermentation chamber 1 there is a manure liquid outflow opening 16 ensuring the liquid level up to the position of this opening.

Odpływowy otwór 16 zespolony jest z odpływową rynną 17 połączoną ze zbiornikiem 18. Między spodnią pokrywą 4 fermentacyjnej komory 1, a fundamentową ławą 5 jest zamocowana termiczna izolacja 19. Do górnej pokrywy 3 są przytwierdzone nośne uchwyty 20.The outflow opening 16 is connected with the outflow gutter 17 connected to the tank 18. Between the bottom cover 4 of the fermentation chamber 1 and the foundation bench 5 is attached thermal insulation 19. Supporting handles 20 are attached to the upper cover 3.

W górnej części ściankowego termicznego pierścienia 2 fermentacyjnej komory 1 jest zamocowany odpływowy biogazowy przewód 21 z zaworem 22.In the upper part of the walled thermal ring 2 of the fermentation chamber 1, a biogas outflow conduit 21 with a valve 22 is attached.

Działanie urządzenia jest następujące:The operation of the device is as follows:

Po uniesieniu poprzez uchwyty 20 górnej pokrywy 3 ze ściankowym termicznym pierścieniem 2 napełniany jest wsadem np. obornikiem pojemnik 7. Następnie na pojemnik 7 nakładana jest górna pokrywa 3 ze ściankowym termicznym pierścieniem 2, którego spodnia część osadzana jest w cieczowym pierścieniu 6 dolnej pokrywy 4, co powoduje hermetyczne uszczelnienie fermentacyjnej komory 1.After lifting the top cover 3 with a walled thermal ring 2 through the handles 20, the container 7 is filled with a charge, e.g. manure. Then, the top cover 3 with a walled thermal ring 2 is placed on the container 7, the bottom of which is embedded in the liquid ring 6 of the bottom cover 4, which results in hermetic sealing of the fermentation chamber 1.

W wyniku fermentacji wsadu z wykorzystaniem w zależności od potrzeb nagrzewnicy 11 i zraszacza 14, uzyskany biogaz jest odprowadzany przewodem 21 do wykorzystania w zależności od potrzeb. Nadmiar cieczy z fermentacyjnej komory i odprowadzany jest odpływową rynną 17 do zbiornika 18.As a result of the fermentation of the charge with the use of the heater 11 and the sprinkler 14, depending on the needs, the obtained biogas is discharged through the line 21 to be used as required. The excess liquid from the fermentation chamber is discharged through the drain chute 17 to the tank 18.

Po zakończeniu procesu fermentacji i ustania wydzielania biogazu unoszona jest poprzez uchwyty 20 ruchoma część fermentacyjnej komory 1, a następnie poprzez uchwyty 20 unoszony jest pojemnik 7. Ze spodniej pokrywy 4 fermentacyjnej komory i usuwany jest zużyty wsad.After the fermentation process is completed and the release of biogas ceases, the movable part of the fermentation chamber 1 is lifted through the handles 20, and then the container 7 is lifted through the handles 20. The used batch is removed from the bottom cover 4 of the fermentation chamber.

Claims

1. Device for producing biogas from solid waste, especially manure, having a thermal fermentation chamber with a heater, equipped with a sprinkler, an outflow of excess liquid manure and a biogas outflow, characterized in that the fermentation chamber (1) is made of a walled thermal ring (2) with the upper cover (3) attached to it, while the bottom part of the thermal ring (2) is hermetically embedded in a liquid ring (6) shaped in the lower cover (4) on which a container (7) inside the fermentation chamber (1) is placed ), wherein the container (7) is in the form of a truncated pyramid open at the bottom and top and having openwork side walls.

2. The device according to claim The container according to claim 1, characterized in that the openwork side walls of the container (7) are made of inclined supporting pillars (8) connected by plates (9).

3. The device according to claim The carrier according to claim 1, characterized in that support handles (10) are attached to the upper part of the container (7).

4. The device according to claim 1 A device as claimed in claim 1, characterized in that support handles (20) are attached to the chamber top cover (3).