RU118963U1

RU118963U1 - BIOGAS INSTALLATION

Info

Publication number: RU118963U1
Application number: RU2011145797/10U
Authority: RU
Inventors: Петр Михайлович Пономаренко
Original assignee: Петр Михайлович Пономаренко
Priority date: 2011-11-10
Filing date: 2011-11-10
Publication date: 2012-08-10

Abstract

1. Биогазовая установка, содержащая биореактор, корпус которого выполнен с патрубками для подачи перерабатываемой биомассы, слива готового удобрения, отвода биогаза, устройство для прогрева биомассы, барботажное устройство, включающее вертикальный газопровод, переходящий в горизонтальные отводы, отличающаяся тем, что она снабжена рамой, устройство для прогрева биомассы образовано установленными на раме электрическим или газовым котлом, насосом и теплообменником, выполненным в виде системы труб, размещенной внутри корпуса биореактора и соединенной с котлом, корпус биореактора размещен на раме и выполнен в виде одной камеры, а также содержит компрессор для откачивания биогаза и его подачи для перемешивания биомассы в биореакторе путем пропускания биогаза через биомассу при помощи размещенных в камере труб с односторонними клапанами. ! 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит насос для подачи жидких органических удобрений в емкость, расположенную выше уровня биогазовой установки или в сепаратор для преобразования жидких органических удобрений в твердые. 1. A biogas plant containing a bioreactor, the body of which is made with nozzles for feeding the processed biomass, draining the finished fertilizer, removing biogas, a device for heating biomass, a bubbling device including a vertical gas pipeline passing into horizontal branches, characterized in that it is equipped with a frame, a device for heating biomass is formed by an electric or gas boiler installed on a frame, a pump and a heat exchanger made in the form of a system of pipes placed inside the bioreactor body and connected to the boiler, the bioreactor body is placed on the frame and made in the form of a single chamber, and also contains a compressor for pumping out biogas and its supply for mixing the biomass in the bioreactor by passing biogas through the biomass using pipes with one-way valves placed in the chamber. ! 2. The device according to claim 1, characterized in that it further comprises a pump for supplying liquid organic fertilizers to a container located above the level of the biogas plant or to a separator for converting liquid organic fertilizers into solid ones.

Description

Полезная модель относится к биотехнологии, а именно к устройствам для ферментативной переработки отходов растительного и животного происхождения, бытовых отходов, в том числе отходов лесной и деревообрабатывающей промышленности, ботвы, стеблей растений, навоза животных и птицы, сточных вод для получения биогаза и органического экологически чистого удобрения.The utility model relates to biotechnology, namely, devices for the enzymatic processing of waste of plant and animal origin, household waste, including waste from the forestry and woodworking industries, tops, plant stems, animal and bird manure, sewage for biogas and organic, environmentally friendly fertilizers.

Известна установка для сбраживания навозной массы, содержащая корпус с загрузочным и выгрузным люками, патрубком отвода биогаза. Корпус содержит накопительную, бродильную и разгрузочную камеры, отделенные одна от другой днищами, установленными под углом естественного схода массы. Наклонные днища разгрузочной и бродильной камер снабжены нагревательными электропанелями с терморегуляторами, а днища накопительной и бродильной камер - шиберными заслонками для разгрузки камер. Кроме того, установка снабжена устройством для перемешивания биомассы, выполненным в виде приводных валов с закрепленными на них лопатками, установленными горизонтально в бродильной и разгрузочной камерах (см. а.с. SU, 1825583, МКИ⁵ А01С 3/00).A known installation for the fermentation of manure, comprising a housing with loading and unloading hatches, a biogas outlet pipe. The housing contains a storage, fermentation and discharge chambers, separated from one another by bottoms installed at an angle of natural mass gathering. The inclined bottoms of the unloading and fermentation chambers are equipped with heating electric panels with temperature regulators, and the bottoms of the accumulating and fermentation chambers are equipped with slide gate valves for unloading the chambers. In addition, the installation is equipped with a device for mixing biomass, made in the form of drive shafts with blades fixed on them, mounted horizontally in the fermentation and discharge chambers (see AS SU, 1825583, MKI ⁵ A01C 3/00).

Недостатком известной установки является ее пожароопасность, обусловленная наличием большого количества отверстий в корпусе для установки вращающихся валов механизмов перемешивания биомассы и открывания шиберных заслонок днищ камер, что ведет к утечке биогаза из корпуса через уплотнения, накоплению его около корпуса и часто к возгоранию установки. Кроме того, наличие большого количества приводных механизмов установки усложняет ее обслуживание и требует затрат электроэнергии.A disadvantage of the known installation is its fire hazard, due to the presence of a large number of holes in the housing for installing the rotating shafts of the biomass mixing mechanisms and opening the slide gate valves of the chamber bottoms, which leads to the leakage of biogas from the housing through the seals, its accumulation near the housing and often to ignition of the installation. In addition, the presence of a large number of drive mechanisms of the installation complicates its maintenance and requires energy costs.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является биореактор, содержащий корпус с патрубками для подачи перерабатываемой биомассы, слива готового удобрения, отвода биогаза, устройство для прогрева биомассы, барботажное устройство, включающее вертикальный газопровод, переходящий в горизонтальные отводы, снабженные форсунками, и вертикальные трубы, размещенные в объеме биомассы и взаимодействующие с форсунками, при этом патрубки для подачи перерабатываемой биомассы и слива готового удобрения размещены на одной торцовой стенке корпуса, устройство прогрева биомассы выполнено в виде узкого прямоугольного бака, заполненного подогреваемой водой с высотой, превышающей уровень заполнения корпуса биомассой, при этом узкий прямоугольный бак установлен по продольной оси корпуса, одной торцовой стенкой примыкая к торцовой стенке корпуса со стороны загрузки и выгрузки на равном расстоянии от боковых стенок корпуса, совпадающем с расстоянием между вторыми торцовыми стенками узкого прямоугольного бака и корпуса, причем горизонтальные отводы барботажного устройства размещены внизу и вдоль боковых стенок узкого прямоугольного бака, а форсунки размещены равномерно по длине горизонтальных отводов, при этом узкий прямоугольный бак делит днище корпуса на два участка, выполненных с наклоном в противоположные стороны под углом естественного схода массы (патент RU, №2208004, МКИ С05F 3/06, опубл. 10.07.2004).The closest technical solution to the claimed one is a bioreactor containing a housing with pipes for feeding the processed biomass, draining the finished fertilizer, biogas drain, a biomass heating device, a bubbler device including a vertical gas pipeline turning into horizontal branches equipped with nozzles, and vertical pipes placed in the volume of biomass and interacting with the nozzles, while the nozzles for feeding the processed biomass and draining the finished fertilizer are placed on one end station In the housing, the biomass heating device is made in the form of a narrow rectangular tank filled with heated water with a height exceeding the biomass filling level of the body, while a narrow rectangular tank is installed along the longitudinal axis of the body, with one end wall adjacent to the end wall of the body from the loading and unloading side equal distance from the side walls of the housing, coinciding with the distance between the second end walls of the narrow rectangular tank and the housing, and horizontal taps of the bubbler device and located at the bottom and along the side walls of a narrow rectangular tank, and the nozzles are placed evenly along the length of the horizontal bends, while a narrow rectangular tank divides the bottom of the body into two sections made with an inclination in opposite directions at an angle of natural mass gathering (patent RU, No. 2208004, MKI C05F 3/06, publ. 07/10/2004).

Недостатком известного решения является сложность конструкции и значительное потребление энергии.A disadvantage of the known solution is the design complexity and significant energy consumption.

Задачей полезной модели является улучшение эксплуатационных характеристик биогазовой установки.The objective of the utility model is to improve the operational characteristics of a biogas plant.

Техническим результатом полезной модели является упрощение конструкции и снижение энергозатрат биогазовой установки.The technical result of the utility model is to simplify the design and reduce the energy consumption of a biogas plant.

Технический результат достигается тем, что биогазовая установка содержит биореактор, корпус которого выполнен с патрубками для подачи перерабатываемой биомассы, слива готового удобрения, отвода биогаза, устройство для прогрева биомассы, барботажное устройство, включающее вертикальный газопровод, переходящий в горизонтальные отводы, при этом биореактор выполнен в виде одной камеры, а так же содержит компрессор для откачивания биогаза и перемешивания биомассы в биореакторе, за счет пропускания биогаза через биомассу, при помощи труб с односторонними клапанами, устройство прогрева биомассы, выполненное в виде теплообменника с теплоносителем, который нагревается в котле электричеством или газом, при этом дополнительно может содержать насос для подачи жидких органических удобрений в емкость расположенную выше уровня биогазовой установки или в сепаратор для преобразования жидких органических удобрений в твердые.The technical result is achieved by the fact that the biogas plant contains a bioreactor, the housing of which is made with pipes for feeding the processed biomass, draining the finished fertilizer, biogas removal, a device for heating the biomass, a bubbler device including a vertical gas pipeline turning into horizontal branches, while the bioreactor is made in in the form of one chamber, and also contains a compressor for pumping biogas and mixing biomass in the bioreactor, by passing biogas through the biomass, using pipes with with bi-directional valves, a biomass heating device made in the form of a heat exchanger with a heat carrier, which is heated by electricity or gas in the boiler, and may additionally contain a pump for supplying liquid organic fertilizers to a tank located above the level of a biogas plant or to a separator for converting liquid organic fertilizers into solid .

Фиг.1. общий вид установкиFigure 1. general view of the installation

Фиг.2. вид сверху установкиFigure 2. installation top view

Фиг.3. вид сбокуFigure 3. side view

Фиг.4. вид установки в изометрииFigure 4. isometric view of the installation

Фиг.5. вид размещения насоса в приямкеFigure 5. type of placement of the pump in the pit

Фиг.6. вид сверху размещения внутри биореактора труб устройства обогрева биомассы, труб с односторонними клапанами перемешивающего устройства6. top view of the placement inside the bioreactor of pipes of a biomass heating device, pipes with one-way valves of a mixing device

Биогазовая установка содержит раму 1, мембранный расширительный бак 2, клапан редукционный 3, ресивер 4, клапан предохранительный 5, кран шаровой 6, котел электрический 7, система управления 8, компрессор 9, маслоотделитель 10, соленоидный вентиль 11, кран 12, насос напорный 13, кран шаровой 14, манометр 15, фильтр 16, биореактор 17, люк 18, смотровое стекло 19, кран шаровой 20, реле давления 21, насос фекальный 22, трубы системы обогрева биомассы 23, трубы с односторонними клапанами перемешивающего устройства 24.The biogas plant contains a frame 1, a membrane expansion tank 2, a pressure reducing valve 3, a receiver 4, a safety valve 5, a ball valve 6, an electric boiler 7, a control system 8, a compressor 9, an oil separator 10, a solenoid valve 11, a valve 12, a pressure pump 13 , ball valve 14, pressure gauge 15, filter 16, bioreactor 17, manhole 18, sight glass 19, ball valve 20, pressure switch 21, fecal pump 22, pipes of the biomass heating system 23, pipes with one-way valves of the mixing device 24.

Биогазовая установка может содержать один или несколько биореакторов. Биореактор состоит из герметичной емкости объемом от 0.001 м³ до 10000 м³с люком для очистки и ремонта, с входными и выходными трубами, с фланцами для соединения труб снаружи и внутри биореактора. На раме биогазовой установки 1 смонтирована система отопления, выполненная из электрического либо газового котла 7, насоса 13, системы труб внутри реактора 17, соединенных с котлом 7, по которым циркулирует теплоноситель, датчиков температуры в системе отопления и в биореакторе, расширительного бака 2 и автоматики для поддержания постоянной температуры в биореакторе (в автоматическом исполнении). Система перемешивания состоит из системы труб с клапанами 24, по которым биогаз под давлением подается в биореактор, вызывая частичное перемешивание биомассы и разрушение корки. Система откачки газа состоит из манометров 15 (в том числе, электронных либо электроконтактных в автоматическом исполнении) с байпасными линиями (включая которые, можно снимать манометры), компрессора 9, системы управления 8. Система подачи отходов и выгрузки удобрений выполнена в виде труб. Для контроля уровня вещества в биореакторе на стенках имеется одно смотровое стекло 19, либо несколько, с системой промывки, с возможностью установки электронного датчика уровней.A biogas plant may contain one or more bioreactors. The bioreactor consists of a sealed container with a volume of 0.001 m ³ to 10,000 m ³ with a hatch for cleaning and repair, with inlet and outlet pipes, with flanges for connecting pipes outside and inside the bioreactor. A heating system is mounted on the frame of the biogas plant 1, made of an electric or gas boiler 7, pump 13, a pipe system inside the reactor 17 connected to the boiler 7, through which the coolant circulates, temperature sensors in the heating system and in the bioreactor, expansion tank 2 and automation to maintain a constant temperature in the bioreactor (in automatic execution). The mixing system consists of a system of pipes with valves 24, through which biogas is pressurized into the bioreactor, causing partial mixing of the biomass and destruction of the crust. The gas pumping system consists of 15 gauges (including automatic or electronic contact ones) with bypass lines (including which you can take gauges), a compressor 9, control system 8. The waste feed and fertilizer unloading system is made in the form of pipes. To control the level of the substance in the bioreactor on the walls there is one sight glass 19, or several, with a washing system, with the possibility of installing an electronic level sensor.

Биореакторы установлены в горизонтальном положении. Все трубы снабжены кранами и задвижками.Bioreactors are installed in a horizontal position. All pipes are equipped with taps and valves.

Система управления 8 состоит из общего щита управления, отражающего состояние биореакторов, насосов, компрессоров и системы в целом, отдельных блоков управления с компрессорами, насосами и тепловыми системами на каждом биореакторе.The control system 8 consists of a common control panel that reflects the state of bioreactors, pumps, compressors and the system as a whole, separate control units with compressors, pumps and thermal systems on each bioreactor.

Приемник удобрений представляет собой закрытую стальную емкость или забетонированную яму с люком, в которую по трубам подаются удобрения для временного хранения. Биогазовая установка работает следующим образом.The fertilizer receiver is a closed steel tank or a concreted pit with a hatch into which fertilizers are fed through pipes for temporary storage. Biogas plant works as follows.

Органические отходы попадают в приемник загрузки, далее, в случае необходимости, они разбавляются и гомогенезируются до определенной влажности. После этого фекальным режущим насосом 22 отходы подаются в биореактор.Organic waste gets into the receiver, then, if necessary, they are diluted and homogenized to a certain moisture content. After that, the fecal cutting pump 22 waste is fed into the bioreactor.

При помощи системы отопления в биореакторе поддерживается постоянная температура. Температура от 20 до 60 градусов для психофильного, мезофильного, термофильного режимов.By means of a heating system, a constant temperature is maintained in the bioreactor. Temperature from 20 to 60 degrees for psychophilic, mesophilic, thermophilic modes.

При помощи компрессора из биореактора откачивается биогаз при превышении определенного давления. Таким образом, биореактор находится в разное время под повышенным и пониженным давлением. Пониженное давление ускоряет выход биогаза из отходов. 1-8 раз в день биогаз под давлением пропускают через систему перемешивания, для удаления корки и частичного перемешивания биомассы - это способствует быстрому образованию биогаза.Using a compressor, biogas is pumped out of the bioreactor when a certain pressure is exceeded. Thus, the bioreactor is at different times under high and low pressure. Low pressure accelerates biogas exit from waste. 1-8 times a day, biogas under pressure is passed through a mixing system, to remove the crust and partially mix the biomass - this contributes to the rapid formation of biogas.

В результате использования биогазовой установки из органических отходов образуется биогаз (содержит метан, углекислый газ и другие вещества) и органические удобрения (содержат азот, фосфор, калий и другие вещества).As a result of using a biogas plant, biogas is formed from organic waste (contains methane, carbon dioxide and other substances) and organic fertilizers (contain nitrogen, phosphorus, potassium and other substances).

Влажность органических отходов можно понизить сепарированием или выпариванием с получением сухих органических отходов.The moisture content of organic waste can be reduced by separation or evaporation to obtain dry organic waste.

Предлагаемая полезная модель позволяет ускорять процессы переработки материала.The proposed utility model allows to accelerate the processing of material.

Claims

1. Biogas plant containing a bioreactor, the body of which is made with pipes for feeding the processed biomass, draining the finished fertilizer, biogas drainage, a device for heating biomass, a bubbler device including a vertical gas pipeline turning into horizontal branches, characterized in that it is equipped with a frame, A device for heating biomass is formed by an electric or gas boiler installed on the frame, a pump and a heat exchanger, made in the form of a pipe system located inside the bioreactor body and connected to the boiler, the bioreactor body is placed on the frame and made in the form of a single chamber, and also contains a compressor for pumping biogas and feeding it to mix biomass in the bioreactor by passing biogas through the biomass using pipes with one-way valves placed in the chamber.

2. The device according to claim 1, characterized in that it further comprises a pump for supplying liquid organic fertilizers to a container located above the level of the biogas plant or to a separator for converting liquid organic fertilizers into solid ones.