RU111132U1 - Установка для переработки отходов животноводства в сухое удобрение и биогаз - Google Patents

Abstract

1. Установка для переработки отходов животноводства в сухое удобрение и биогаз, содержащая приемную емкость, соединенную с кислотогенным реактором и соединенным с щелочногенным реактором, соединенным с вибровихревым реактором-смесителем, который соединен с биореактором, соединенным со ступенчатой термопечью, и с линией виброаэросушки, которая соединена с аэроциклоном для охлаждения сухого удобрения. ! 2. Установка по п.1, характеризующаяся тем, что реакторы представляют собой гидродинамический преобразователь для создания вихревого движения за счет пространственного расположения электровибраторов и виброопор. ! 3. Установка по п.1, характеризующаяся тем, что вибровихревой реактор-смеситель представляет собой жидкостно-динамический вихреобразователь, в котором вихревое движение создается пространственным расположением электровибраторов и виброопор. ! 4. Установка по п.1, характеризующаяся тем, что линия виброаэросушки представляет собой ступенчатую, двухуровневую сушку, где движение высушиваемого материала осуществляется по наклонной плоскостям за счет вибраторов. ! 5. Установка по п.1, характеризующаяся тем, что вихревая термопечь сжигания биогаза представляет собой вихревую печь циклонного тина с паровой рубашкой для подогрева технологической воды.

Description

Полезная модель относится к области переработки отходов животноводства в сухое удобрение и биогаз, преимущественно, при переработке птичьего помета и гидросмывов отходов крупного рогатого скота.

Известна установка для переработки отходов (пат. РФ №204S722, 02.02.1993), где навоз разбавляют в накопителе, подогревают до температуры 42-43 градусов Цельсия и обеззараживают в кислотогенном реакторе с выдержкой в нем 3 сут. Установка содержит сепаратор, в котором разделяют жидкую и твердую фракции. Твердая фракция, смешанная с негашеном известью, идет на удобрения. Отсенарированную жидкую фракцию дополнительно нагревают до температуры 56-57 градусов Цельсия и затем выдерживают в метатенке-анаэробном фильтре в течение 7 сут. Отсенарировациая жидкость перед подачей в отстойник проходит в теплообменник для подогрева навоза и от теплообменника через тройник-раздатчик часть жидкости подается в накопитель биомассы на разбавление навоза. Недостатком указанного устройства является ограниченные из-за отсутствия возможности получения биогаза м длительное время прохождения процесса получения удобрения.

Известно устройство для производства биогаза и органических удобрений из отходов животноводства и птицеводства (пат. РФ №2234829, 27.08.2004) содержащее устройство для подачи исходной массы, центрифугу для разделения исходной массы на твердую и жидкую фракции с патрубками для ввода исходной массы, вывода твердой фракции и вывода жидкой фракции, емкость-дозатор, метантенк, снабженный в зоне разгрузки средством для предотвращения коркообразования, и системы загрузки и выгрузки. Система загрузки выполнена в виде вертикально расположенного но центру метантенка трубопровода, вокруг которого соосно расположены направляющие потока сбраживаемой массы, выполненные в виде усеченных конусов, установленных поочередно большими и малыми основаниями один над другим с перекрывающим зазором относительно друг друга. Средство для предотвращения коркообразования выполнено также в виде установленного вертикально по центру в зоне разгрузки усеченного конуса, малое основание которого герметично сообщено с трубопроводом для разгрузки сброженной массы, а большое основание размещено с зазором относительно днища метантенка. Устройство обеспечивает получение высококачественного жидкого органического удобрения при непрерывном режиме сбраживания, повышение надежности работы и снижение затрат на изготовление и обслуживание. Недостатком вышеуказанного устройствa является получение только жидких удобрений без использования биогаза для получения сухих удобрений, а также большие габариты и длительные сроки получения удобрения.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является получение сухого удобрения и биогаза при малых затратах энергетических и материальных ресурсов с полной степенью обеззараживания в минимальные сроки в минимальных габаритах установки.

Технический результат достигается тем, что установка для переработки отходов животноводства в сухое удобрение и биогаз, содержащит приемную емкость соединенную с кислотогенным реактором, соединенным с щелочногенным реактором, соединенным с вибровихревым реактором-смесителем, который соединен с биореактором, соединенным со ступенчатой термопечью и с линией виброаэросушки, которая соединена с аэроциклоном для охлаждения и сбора сухого удобрения.

Реакторы в установке представляют собой гидродинамический преобразователь, в котором вихревое движение получается за счет пространстве иного расположения электровибраторе в и виброопор.

Линия виброаэросушки представляет собой ступенчатую, двухуровневую сушку, где движение высушиваемого материала осуществляется но наклонной плоскостям за счет вибраторов.

Вихревая термопечь сжигания биогаза представляет собой вихревую печь циклонного тина с паровой рубашкой для подогрева технологической воды.

Сущность полезной модели поясняется чертежом.

Нa чертеже изображена установка для переработки отходов животноводства в сухое удобрение и биогаз, содержащит последовательно соединенные приемную емкость 1, кислотогенный реактор 7, щелочногенный реактор 8, вибровихревой реактор-смеситель 3, биореактор 2, термопечь 5, линия виброаэросушки 4, аэроциклон 6 для сбора и охлаждения сухого удобрения.

Установка работает следующим образом: отходы животноводства из мест хранения (выгребные ямы, пруды отстойники и т.д.) с влажностью до 35% или непосредственно с ферм с влажностью до 80% загружаются в приемную емкость 1. Для доведения влажности сырья до необходимых 80% в приемную емкость 1 подается горячая вода из расчета необходимого количества, Затем сырье поступает на обеззараживание и измельчение на стерилизационно-дезинтеграторный участок, состоящий из кислотогенного 7 и щелочиогенного 8 реакторов. Кислотогенный 7 или щелочногецный 8 реактор представляет собой гидродинамический преобразователь, в котором вихревое движение создается специальным пространственным расположением электровибраторов и виброопор. При этом реализуется многокаскадное ударное измельчение исходного сырья при регулируемыx скоростях соударений, превышающих порог разрушения материала. Принцип получения вихревого движения малозатратен и составляет величину порядка 0,2-1,5 кВт/час на 1 тн измельчаемого материала.

За счет сверхтонкого измельчения исходного сырья образуется огромная реакционная поверхность, которая в десятки тысяч раз превосходит поверхность при обычных методах измельчения. Важно отметить, что в процессе измельчения происходит гибель патогенной микрофлоры.

В кислотогенном реакторе 7 идет реакция при рН=5-5,5 (слабокислая среда) с выдержкой в нем 1-1,5 часа, а в щелочногенном 8 при pН=8,5-9 (щелочная среда), где выдерживают в течении 2,5-3,5 часов. За счет разных потенциалов в кислотогенном реакторе 7 происходит процесс первичного гидролиза древесины. что позволяет значительно ускорить процесс метацового брожения, а в щелочногенном реакторе 8 нейтрализуются кислоты, образовавшиеся в реакторе, и устанавливается щелочной режим для проведения анаэробного метанового брожения.

Далее подготовленное и обеззараженное сырье поступает на анаэробный участок, состоящий из вибровихревого реактора-смесителя 3, в котором происходит первичное получение биогаза методом анаэробного метанового сбраживания, с помощью дозируемых анаэробных бактерий в течение 6-8 часов.

Вибровихревой реактор-смеситель 3 представляет собой жидкостнодинамический вихреобразователь, в котором вихревое движение создается специальным пространственным расположением электровибраторов и виброопор. За счет сверхтонкого измельчения исходного сырья имеется огромная реакционная поверхность, которая в десятки тысяч раз превосходит поверхность при обычных методах метанового брожения. За счет этого микробная масса быстро увеличивается в объеме и происходит лавинообразный процесс ассимиляции углеводов, соединение азота и фосфора. Наличие гигантской реакционной поверхности позволяет сократить время анаэробной ферментации с десятков часов до десятков минут или примерно в сто раз. Далее сырье для окончательного дображивания подается в биореактор 2, где в течении 24 часов идет окончательный процесс термофильного (около 55 градусов Цельсия) брожения.

В процессе анаэробного сбраживания образуется биогаз, состоящий на 60-70% из метана, на 30-40% двуокиси углерода и 1% сопутствующие газы. Биогаз сжигается в термопечи 5 для выработки тепловой энергии необходимой для процесса метанового брожения и для сутки получаемого удобрения. Остаток брожения подается на участок сутки, состоящий из устройства отбора воды и линии виброаэросушки 4. Линия виброаэросушки представляет собой ступенчатую, двухуровневую сушку, где движение высушиваемого материала осуществляется но наклонной плоскостям за счет вибраторов. Сушка происходит в потоке дымовых газов при температуре Т160-220 градусов Цельсия. 11олучаемая тонкоизмельченная масса влажностью 5-12% подается в аэроциклон 6, где происходит охлаждение до 30-40 градусов Цельсия за счет подаваемого холодного атмосферного воздуха напорным вентилятором. Полученное удобрение подается в накопительную емкость линии фасовки.

Вихревая термопечь 5 сжигания биогаза представляет собой вихревую печь, циклонного типа с паровой рубашкой для подогрева технологической воды, которая используется для поддержания температурного режима на всех стадиях технологического процесса получения удобрений.

В предложенной установке процессы обеззараживания и первичного брожения ведутся в вибровихревых реакторах, где за счет конструкции образуется гидродинамический вихревой поток, позволяющий производить, интенсивное перемешивание с одновременным измельчением исходного сырья. Измельчение сырья позволяет получить огромную реакционную поверхность, что во много раз ускоряются все биохимические процессы.

Использование (сжигание) биогаза, полученного ч результате анаэробного брожения для получения тепловой энергии, позволяет одновременно сократить расходы на оборудование газового хозяйства н получить товарный продукт (сухое удобрение) с длительным сроком хранения. Применение для обеззараживания катионитной (щелочной) и анионитной (кислой) воды получаемой с помощью электролиза позволяет добиться полного и регулируемого обеззараживания исходного сырья без применения химических реактивов

Claims (5)

1. Установка для переработки отходов животноводства в сухое удобрение и биогаз, содержащая приемную емкость, соединенную с кислотогенным реактором и соединенным с щелочногенным реактором, соединенным с вибровихревым реактором-смесителем, который соединен с биореактором, соединенным со ступенчатой термопечью, и с линией виброаэросушки, которая соединена с аэроциклоном для охлаждения сухого удобрения.

2. Установка по п.1, характеризующаяся тем, что реакторы представляют собой гидродинамический преобразователь для создания вихревого движения за счет пространственного расположения электровибраторов и виброопор.

3. Установка по п.1, характеризующаяся тем, что вибровихревой реактор-смеситель представляет собой жидкостно-динамический вихреобразователь, в котором вихревое движение создается пространственным расположением электровибраторов и виброопор.

4. Установка по п.1, характеризующаяся тем, что линия виброаэросушки представляет собой ступенчатую, двухуровневую сушку, где движение высушиваемого материала осуществляется по наклонной плоскостям за счет вибраторов.

5. Установка по п.1, характеризующаяся тем, что вихревая термопечь сжигания биогаза представляет собой вихревую печь циклонного тина с паровой рубашкой для подогрева технологической воды.