RU129096U1 - Система ресурсного обеспечения замкнутого цикла сельскохозяйственного производства - Google Patents

Система ресурсного обеспечения замкнутого цикла сельскохозяйственного производства Download PDF

Info

Publication number
RU129096U1
RU129096U1 RU2012147377/05U RU2012147377U RU129096U1 RU 129096 U1 RU129096 U1 RU 129096U1 RU 2012147377/05 U RU2012147377/05 U RU 2012147377/05U RU 2012147377 U RU2012147377 U RU 2012147377U RU 129096 U1 RU129096 U1 RU 129096U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
complex
greenhouse
bioreactor
preparatory
heat
Prior art date
Application number
RU2012147377/05U
Other languages
English (en)
Inventor
Денис Владимирович Костромин
Максим Сергеевич Михеев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Поволжский государственный технологический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Поволжский государственный технологический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Поволжский государственный технологический университет"
Priority to RU2012147377/05U priority Critical patent/RU129096U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU129096U1 publication Critical patent/RU129096U1/ru

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/20Waste processing or separation

Abstract

Система ресурсного обеспечения замкнутого цикла сельскохозяйственного производства, содержащая биореакторный комплекс для выработки биогаза, газоразделительный комплекс, средства подготовки отходов, трубопроводную и запорную арматуру, отличающаяся тем, что в системе содержится каталитическое устройство преобразования энергии метана с выхода газоразделительного устройства в пары воды, насыщенные углекислым газом с выделением теплоты для подачи его в воздушное пространство тепличного комплекса для поддержания в нем оптимального микроклимата, в конструкции каталитического устройства содержится трубопроводная арматура, при помощи которой производится отвод тепловой энергии для поддержания требуемого температурного режима в тепличном, биореакторном, подготовительном комплексах, где в качестве теплоносителя использована вода, а переработанные в биореакторе отходы поступают в разделительный комплекс, где происходит разделение их на воду для подготовительного комплекса, удобрения для теплицы, подкормку для животных в виде В, при этом тепловая энергия, полученная за счет переработанного субстрата, при помощи теплового насоса подается в подготовительный комплекс для предварительного подогрева исходного субстрата.

Description

Полезная модель относится к области биохимической технологии и техническому обеспечению технологии закрытого грунта, а именно, к системе глубокой переработки органических отходов с получением биогаза и может найти применение при переработке муниципальных отходов, отходов ле-сопереработки и фермерских хозяйств для получения товарных количеств целевых продуктов и их использования, в том числе, в качестве удобрений и альтернативного газового энергоносителя, содержащего метан, используемые для ресурсного обеспечения тепличного комплекса.
Известна система переработки органических отходов, содержащая реакторный блок для выработки биогаза, газоразделительный блок, трубопроводную и запорную арматуру, средства контроля и управления (Панцхава Е.С., Биогазовые технологии - радикальное решение проблем экологии, энергетики и агрохимии. Теплоэнергетика, 1994, №4, с.36).
К недостаткам известной системы следует отнести несовершенство имеющихся средств управления термодинамическими параметрами процесса анаэробного разложения отходов различного происхождения и отсутствие методики использования биогаза, в частности товарных количеств целевых продуктов, в том числе, метана и диоксида углерода с отделением токсичных веществ, например, сероводорода.
Наиболее близким техническим решением к предложенному является система ресурсного обеспечения тепличного комплекса, содержащая реакторный блок для выработки биогаза, блоки осушки, очистки и газоразделения, средства подготовки отходов и вывода продуктов переработки, трубопроводную и запорную арматуру (патент РФ №99483, опубликован 2010.11.20, бюл. №32 - прототип).
Особенностью известной системы является то, что система содержит смешивающее устройство для формирования почвенного субстрата, используемого для выращивания культурных растений в тепличном комплексе, причем метан, получаемый после газоразделительного устройства через газопровод, используется для образования тепловой энергии для поддержания требуемого температурного режима в тепличном комплексе, причем вода, насыщенная углекислым газом, получаемая после газоразделительного устройства, подается в систему полива тепличного комплекса.
Известная система характеризуется отсутствием универсального устройства по преобразованию энергии биогаза для энергоресурсного обеспечения оборудования.
Технический результат заключается в создании экологически чистой системы глубокой биохимической переработки органических отходов различной природы с использованием более эффективной анаэробной технологии их разложения для получения коммерческих количеств целевых продуктов, используемых в качестве удобрений, подкормки и компонентов биогаза, содержащих ценные альтернативные энергоносители, в том числе метан, которые применяются для энергетического обеспечения биогазово-тепличных и фермерских комплексов.
Технический результат достигается тем, что система ресурсного обеспечения замкнутого цикла сельскохозяйственного производства, содержащая, биореакторный комплекс для выработки биогаза, газоразделительный комплекс, средства подготовки отходов, трубопроводную и запорную Арматуру, отличающаяся тем, что в системе содержится каталитический устройство преобразования энергии метана с выхода газоразделительного устройства в пары воды насыщенные углекислым газом с выделением теплоты для подачи его в воздушное пространство тепличного комплекса для поддержания в нем оптимального микроклимата, причем, в конструкции каталитического устройства содержится трубопроводная арматура при помощи которой производится отвод теплоты для поддержания требуемого температурного режима в тепличном, биореакторном, подготовительном комплексах, где в качестве теплоносителя используется вода, причем, переработанные в биореакторе отходы поступают в разделительный комплекс, где происходит разделение их на воду для подготовительного комплекса, удобрения для теплицы, подкормку для животных в виде В 12, причем теплота перерабатываемого субстрата при помощи теплового насоса подают в подготовительный комплекс для предварительного подогрева исходного субстрата.
На фиг.1 представлена блок-схема система ресурсного обеспечения замкнутого цикла сельскохозяйственного производства.
Система ресурсного обеспечения замкнутого цикла сельскохозяйственного производства содержит ферму 1, комплекс подготовки отходов 2, где происходит измельчение отходов и смешивание с водой, биореакторный комплекс 3, выполненный в виде двух вертикально установленных емкостей для выработки сырого биогаза, газоразделительный комплекс 4 необходимый для осушки и очистке биогаза.
Центральные патрубки в нижней части емкостей реакторного блока биореакторного комплекса 2 предназначены для вывода жидких отходов после переработки в разделительный комплекс 5, где происходит разделение на воду для подготовительного комплекса, удобрения для тепличного комплекса 6, подкормку для животных в ферме 1 виде В 12 и теплоты, которую с помощью теплового насоса 7 используют в подготовительном комплексе.
Метан из газоразделительного комплекса 4 с помощью трубопроводной арматуры поступает в емкости реакторного блока биогазового комплекса 3 для перемешивания субстрата, в каталитическое устройство 8, где производится отвод теплоты для поддержания требуемого температурного режима в тепличном, биореакторном, подготовительном комплексах и ферме, где в качестве теплоносителя используется вода и для преобразования энергии метана с выхода газоразделительного устройства в пары воды насыщенные углекислым газом с выделением теплоты для подачи его в воздушное пространство тепличного комплекса для поддержания в нем оптимального микроклимата.
Газообразные продукты из газоразделительного комплекса поступают в магистраль 9 для подачи в каталитическое устройство 8, откуда после сжигания метана тепловая энергия циркулирующего теплоносителя и продуктов сгорания используется для поддержания требуемых температурных режимов в тепличном комплексе. Вода насыщенная углекислым газом из блока газоразделения 4 подается в тепличный комплекс 6 на устройство полива.
Емкости биореакторного комплекса 3 снабжена теплообменными рубашками, полость которых соединена с помощью трубопроводной арматуры с каталитическим устройством 8. Агрегаты подготовки первичных отходов и вывода переработанных отходов из емкостей биореакторного комплекса 3 выполнены с возможностью перемещения между емкостями для их попеременного обслуживания по мере выработки биогаза.
Основные агрегаты системы, а так же агрегаты подготовки отходов и их вывода из реакторного блока размещены в отдельных помещениях, снабженных проточно-вытяжной вентиляцией, оборудованием по классу взрывоопасной зоны, а так же коммуникациями для предотвращения неконтролируемых накоплений и утечек биогаза (не показаны).
Система энергетического обеспечения биогазовых тепличных комплексов функционирует следующим образом.
Предварительно емкости биореакторного комплекса 3 промывают водой, продувают воздухом и заполняют блок осушки газоразделительного комплекса 4 силикагелем для снижения относительной влажности сырого биогаза, а блок очистки газоразделительного комплекса 4 циолитом типа NaX для удаления из осушенного биогаза основных примесей сероводорода. Навоз предварительно заполненный в подготовительный комплекс отходами животноводческой фермы 1 и тепличного комплекса 6 Подготовительный комплекс 2 предварительно заполненный отходами животноводческой фермы 1 и тепличного комплекса 6, производит измельчение, смешивание с водой в необходимом соотношении. Подготовленные отходы поочередно подаю в емкости биореакторного комплекса по мере выработке каждого из них. Одновременно запускают каталитическое устройство 8 с помощью газа из магистрали 9 и падают через соответствующие патрубки горячую воду в теплообменную рубашку биореакторного комплекса 3 и подготовительного комплекса, обеспечивая необходимый подогрев массы отходов для анаэробного разложения органического сырья. По мере выработке биогаза каталитическое устройство 8 отключают от газа из магистрали 9.
В предложенной системе возможно проведение технологической переработке различных органических субстанций с помощью термофильного и мезофильного анаэробного разложения отходов с получением биогаза.
По мере выпуска сырого биогаза поочередно из емкостей реакторного блока биореакторного комплекса 3 он, под естественным давлением, превышающем атмосферное, поступает в газоразделительного комплекса 4. От туда метан поступает в магистраль 9 для отправки к потребителю. Уходящая вода с высоким содержанием диоксида углерода из газоразделительного комплекса 4 используется в тепличном комплексе 6, для полива культурных растений. После выработки в одной из емкостей реакторного блока биогаза осуществляется его очистка от переработанных отходов, заправка новой порции свежих подготовленных отходов и подключение второй емкости реакторного блока на подачу биогаза в газоразделительный блок.
Предложенная система позволяет решить поставленную задачу энергетического обеспечения биогазово-тепличных фермерских комплексов путем использования всех продуктов анаэробной переработки органических отходов.
Метан из газоразделительного комплекса 4 поступает в каталитическое устройство 8, откуда после сжигания метана тепловая энергия циркулирующего теплоносителя и продуктов сгорания используется для поддержания требуемых температурного режима и микроклимата в тепличном комплексе 6. Вода насыщенная углекислым газом из газоразделительного комплекса 4 подается в тепличный комплекс 6 на устройство полива, обеспечивая при этом требуемую влажность растениям и обеспечивает прохождения процесса фотосинтеза.
Часть очищенного на выходе метана из газоразделительного комплекса поступает с помощью насоса трубопроводную систему в виде змеевика в перемешивающее устройство биореакторного комплекса 3 выполненной в виде трубы в форме плоской спирали для подачи части получаемого метана в рабочий объем реакторного блока через равнорасположенные по ее длине отверстия с целью барботажного перемешивания субстрата. Пузырьки метана при всплытии в субстрате встречают сопротивление. В результате возникает возмущение сбраживаемого субстрата и происходит перемешивание субстрата и отвод продуктов жизнедеятельности бактерий. Это необходимо для стабилизации температурного режима субстрата по всему объему емкостей реакторного блока, а так же обеспечения хорошего контакта микрофлоры с питательной средой, устранения токсических и ингибирующих продуктов метаболизма в емкостях.
Переработанные в биореакторном комплексе 3 отходы поступают в разделительный комплекс 5, где происходит разделение их на воду для подготовительного комплекса 2, удобрения для тепличного комплекса 6, подкормку для животных в виде В 12 фермы 1 и теплоты, которую с помощью теплового насоса 7 используют в подготовительном комплексе 2.
Предложение позволяет создать достаточно эффективную систему энергетического обеспечения биогазово-тепличных и фермерских комплексов за счет использования продуктов экологически чистой глубокой биохимической переработки органических отходов, в том числе, зеленой массы, отходов сельского хозяйства, животноводческих ферм и лесопереработки, водных растворов лактата, малата и другого органического сырья с получением товарных количеств биогаза и конечных целевых продуктов, в том числе, энергоносителей метана, ценных производных в виде удобрений, а также диоксида углерода в водном растворе и в воздушном пространстве, которые обеспечивают ресурсную потребность биогазово-тепличного и фермерского комплексов.

Claims (1)

  1. Система ресурсного обеспечения замкнутого цикла сельскохозяйственного производства, содержащая биореакторный комплекс для выработки биогаза, газоразделительный комплекс, средства подготовки отходов, трубопроводную и запорную арматуру, отличающаяся тем, что в системе содержится каталитическое устройство преобразования энергии метана с выхода газоразделительного устройства в пары воды, насыщенные углекислым газом с выделением теплоты для подачи его в воздушное пространство тепличного комплекса для поддержания в нем оптимального микроклимата, в конструкции каталитического устройства содержится трубопроводная арматура, при помощи которой производится отвод тепловой энергии для поддержания требуемого температурного режима в тепличном, биореакторном, подготовительном комплексах, где в качестве теплоносителя использована вода, а переработанные в биореакторе отходы поступают в разделительный комплекс, где происходит разделение их на воду для подготовительного комплекса, удобрения для теплицы, подкормку для животных в виде В12, при этом тепловая энергия, полученная за счет переработанного субстрата, при помощи теплового насоса подается в подготовительный комплекс для предварительного подогрева исходного субстрата.
    Figure 00000001
RU2012147377/05U 2012-11-07 2012-11-07 Система ресурсного обеспечения замкнутого цикла сельскохозяйственного производства RU129096U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012147377/05U RU129096U1 (ru) 2012-11-07 2012-11-07 Система ресурсного обеспечения замкнутого цикла сельскохозяйственного производства

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012147377/05U RU129096U1 (ru) 2012-11-07 2012-11-07 Система ресурсного обеспечения замкнутого цикла сельскохозяйственного производства

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU129096U1 true RU129096U1 (ru) 2013-06-20

Family

ID=48786929

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012147377/05U RU129096U1 (ru) 2012-11-07 2012-11-07 Система ресурсного обеспечения замкнутого цикла сельскохозяйственного производства

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU129096U1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104858216A (zh) * 2015-06-01 2015-08-26 临沂市盛源动物无害化处理有限公司 一种基于病害动物集中无害化处理的生态循环系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104858216A (zh) * 2015-06-01 2015-08-26 临沂市盛源动物无害化处理有限公司 一种基于病害动物集中无害化处理的生态循环系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101358209B (zh) 以畜禽粪便为原料高温厌氧发酵制备沼气的工艺方法
CN103430906B (zh) 农业废弃物资源化集成利用的方法
CN102864073B (zh) 一种厨余垃圾干湿联产氢气与甲烷的装置与使用方法
CN104250058B (zh) 禽粪发酵液生产水溶肥的废水综合处理方法
CN105859051B (zh) 一种沼液光处理养殖系统及其作业方法
CN104326775A (zh) 有机肥生产工艺、生产线及有机肥生产设备
KR101402124B1 (ko) 가정용 유효 미생물 발효장치
RU129096U1 (ru) Система ресурсного обеспечения замкнутого цикла сельскохозяйственного производства
CN102992564A (zh) 一种猪场沼气的综合利用方法
RU2542301C1 (ru) Биокомплекс
CN109122015A (zh) 一种高效循环生态农业系统
KR101533721B1 (ko) 청정에너지 농업시스템
CN104446722A (zh) 有机肥的发酵方法
CN205933570U (zh) 养殖场粪便梯级综合利用系统
KR20130066799A (ko) 피톤치드를 활용한 가축분뇨 액비화 장치 및 방법
CN103951148A (zh) 一种养殖场粪便综合利用系统及方法
KR101040282B1 (ko) 하이브리드 바이오가스-액비화 설비
RU2399184C1 (ru) Биогазовый комплекс
CN207918470U (zh) 一种沼液中废水真空浓缩循环利用的装置
RU92660U1 (ru) Система глубокой переработки органических отходов
RU99483U1 (ru) Система ресурсного обеспечения тепличного комплекса
KR101932571B1 (ko) 바이오가스와 부엽토의 복합 생산설비
CN201704324U (zh) 高浓度物料自动进出、高寒地区太阳能增温沼气装置
CN205115313U (zh) 一种厌氧沼渣快速熟化处理设备
CN210560455U (zh) 一种纵横式气电双动力小球藻光生物反应器

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20131108

NF1K Reinstatement of utility model

Effective date: 20150227

MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20161108