RU132439U1 - DEVICE FOR METHANE PRODUCTION DURING BIOMASS PROCESSING - Google Patents
DEVICE FOR METHANE PRODUCTION DURING BIOMASS PROCESSING Download PDFInfo
- Publication number
- RU132439U1 RU132439U1 RU2013102809/13U RU2013102809U RU132439U1 RU 132439 U1 RU132439 U1 RU 132439U1 RU 2013102809/13 U RU2013102809/13 U RU 2013102809/13U RU 2013102809 U RU2013102809 U RU 2013102809U RU 132439 U1 RU132439 U1 RU 132439U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- biomass
- processing
- producing methane
- gas
- bioreactor
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
Abstract
1. Устройство для получения метана при переработке биомассы, содержащее биореактор с последовательно сообщающимися емкостями с переливными перегородками, снабженное трубопроводами для подачи биомассы и отвода сброженной массы, подогревателями, перемешивающими устройствами и устройством для сбора и отвода биогаза, а над биореактором установлен газгольдер, отличающееся тем, что содержит лагуну-накопитель, кавитационный деструктор-диспергатор с трубопроводом подачи биомассы в биореактор с многоступенчатым с термофильным и мезофильным полем, состоящим из 1-й основной емкости реактора и четырех квадратных емкостей с закругленными углами, при этом в центре 1-й основной емкости установлена колонна с двумя площадками для крепления с помощью тросовой системы купола газгольдера, выполненного из упругого материала, и установки деревянного настила, разделяющего основные емкости и газгольдер, в четырех емкостях, кроме 1-й основной, установлены мешалки, на стенках емкостей установлены трубчатые подогреватели для термостатирования в термофильном и мезофильном режиме, в нижней части стенок 2-й и 4-й емкости вьполнены переливные отверстия, под деревянным настилом расположена система биодесульфатации, выполненная в виде перфорированного трубопровода, также содержит систему удаления механических примесей, систему фильтрации и удаления воды из биогаза и трубопровод отвода отфильтрованного газа, систему подачи биогаза в факельную систему и сжигания излишков газа, подземный конденсатоотводчик, трубопровод отвода очищенного газа, трубопровод отвода конденсата, автоматизированную систему управления.2. Устройство д�1. A device for producing methane in the processing of biomass, containing a bioreactor with sequentially communicating containers with overflow baffles, equipped with pipelines for supplying biomass and removing the fermented mass, heaters, stirring devices and a device for collecting and removing biogas, and a gas holder is installed above the bioreactor. that contains a storage lagoon, a cavitation destructor-disperser with a biomass supply pipeline to the bioreactor with a multistage thermophilic and mesophilic field, consisting of the 1st main vessel of the reactor and four square tanks with rounded corners, while in the center of the 1st main tank a column with two platforms was installed for fastening the dome of the gas tank made of elastic material using a cable system and installing a wooden deck separating the main tanks and the gas tank; heaters for thermostating in thermophilic and mesophilic modes, overflow holes are made in the lower part of the walls of the 2nd and 4th tanks, a biodesulfation system is located under the wooden deck, made in the form of a perforated pipeline, also contains a system for removing mechanical impurities, a filtration and water removal system from biogas and a filtered gas discharge pipeline, a biogas supply system to the flare system and excess gas combustion, an underground condensate drain, a purified gas discharge pipeline, a condensate discharge pipeline, an automated control system. 2. Device for
Description
Полезная модель относится к анаэробной конверсии биомассы, а именно навозного субстрата, в биогаз в раздельных процессах гидролиза и метанового брожения биомассы под действием метановых мезофильных, термофильных бактерий, содержащихся в возвратной флегме.The utility model relates to anaerobic conversion of biomass, namely, manure substrate, into biogas in separate processes of hydrolysis and methane fermentation of biomass under the influence of methane mesophilic, thermophilic bacteria contained in reflux.
Из части метана и биогаза получают стандартное газовое топливо, используемое в двигателе генератора электрического тока и в терморегенеративной ячейке, генерирующей электроэнергию и тепло.From the part of methane and biogas, a standard gas fuel is obtained, which is used in the engine of an electric current generator and in a thermoregenerative cell that generates electricity and heat.
Полезная модель может использоваться в сельском хозяйстве, в частности для переработки навоза.The utility model can be used in agriculture, in particular for the processing of manure.
Известна установка для метанового сбраживания навоза (а.с.1549496, A01C 3/00, 1990 г., бюл. 40), содержащая емкость, сообщенную с цилиндрическим реактором, имеющим газовый колпак, средство отбора биогаза, устройство гидродинамического перемешивания сбраживаемого субстрата. Выгрузная емкость установки выполнена в виде гидравлического затвора, сообщенного с приемной емкостью и реактором. Установка сложная, поэтому недолговечна в эксплуатации.Known installation for methane fermentation of manure (AS 1549496,
Известна установка для сбраживания навоза (а.с.№1484312, А01С 3/02, 07.06.1989 г., бюл. №41), содержащий реактор, разделенный вертикальными перегородками на камеры, гидролизатор с рециркуляционным каналом, соединяющий зоны начального сбраживания субстрата и его дображивания. На дне реактора закреплен бункер песколовки со шнеком. Мешалка выполнена из трубы со шнеком, на навивках которого закреплены плоские подогреватели и в них подается теплоноситель. При загрузке в предыдущую камеру исходной массы через имеющиеся на перегородках питающие каналы, входные отверстия которых расположены в придонной части предыдущих камер, в последующие камеры вытесняется осветленная жидкость. При этом за счет размещения выходных отверстий питающих каналов в верхней части каждой последующей камеры из последней обеспечивается вытеснение осветленной жидкости без смешивания с поступающей жидкостью. Опорожнение реактора осуществляется при помощи шлюзов, имеющих заслонки.Known installation for the fermentation of manure (A.S. No. 1484312, АСС 3/02, 06/07/1989, bull. No. 41), containing a reactor divided by vertical partitions into chambers, a hydrolyzer with a recirculation channel connecting the zone of initial fermentation of the substrate and its fermentation. At the bottom of the reactor, a sand trap bin with a screw is fixed. The mixer is made of a pipe with a screw, on the coils of which are fixed flat heaters and coolant is supplied to them. When loading the initial mass into the previous chamber through the supply channels available on the partitions, the inlet openings of which are located in the bottom part of the previous chambers, the clarified liquid is displaced into the subsequent chambers. Moreover, due to the placement of the outlet openings of the supply channels in the upper part of each subsequent chamber from the latter, the clarified liquid is displaced without mixing with the incoming liquid. The reactor is emptied by means of locks having shutters.
К конструктивным недостаткам известной установки относится то, что площади нагревательных элементов недостаточно для поддержания термофильного режима на больших реакторах. Применение переливных каналов и сальников усложняет конструкцию реактора. Реактор, изготовленный из черной стали, недолговечен из-за нахождения в нем агрессивной среды и дорог.The design disadvantages of the known installation include the fact that the area of the heating elements is insufficient to maintain the thermophilic regime in large reactors. The use of overflow channels and gaskets complicates the design of the reactor. The reactor, made of black steel, is short-lived due to the presence of aggressive environments and roads.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является биогазовая установка (патент РФ №2365080 от 18.04.2007, опубл. 27.10.2008), содержащая биореактор с последовательно сообщающимися емкостями с переливными перегородками. Биореактор снабжен трубопроводами для подачи навозного субстрата и отвода сброженной массы, подогревателями, перемешивающими устройствами и устройством для сбора и отвода биогаза.Closest to the proposed utility model is a biogas plant (RF patent No. 2365080 of 04/18/2007, publ. 10/27/2008), containing a bioreactor with tanks in series with overflow partitions. The bioreactor is equipped with pipelines for feeding the dung substrate and discharging the fermented mass, heaters, mixing devices and a device for collecting and discharging biogas.
Биореактор состоит из основной емкости реактора и пяти кольцевых емкостей дозревателей. На дне каждой емкости установлены трубчатые подогреватели. Перегородки кольцевых емкостей дозревателей снабжены переливными окнами, расположенными диаметрально противоположно и на разной глубине. Над биореактором установлен газгольдер, нижний край кольца которого погружен в гидрозатвор. На наружной стороне кольца приварен опорный диск газгольдера, вращающийся на четырех ручейковых роликах, два из которых жестко закреплены в фундаменте, а два являются компенсаторами. Внутри кольца газгольдера установлены крестообразные распорки, к которым закреплены жесткая мешалка для основной емкости реактора и цепочные для кольцевых емкостей дозревателей.The bioreactor consists of the main capacity of the reactor and five ring capacities of the detectors. At the bottom of each tank installed tubular heaters. The partitions of the annular capacities of the sprinklers are equipped with overflow windows located diametrically opposite and at different depths. A gas holder is installed above the bioreactor, the lower edge of the ring of which is immersed in a water seal. On the outer side of the ring, a gas holder support disk is welded, rotating on four brook rollers, two of which are rigidly fixed to the foundation, and two are compensators. Cross-shaped struts are installed inside the ring of the gas holder, to which a rigid stirrer is fixed for the main reactor vessel and chain stirrers for ring capacitors of the pre-heaters.
Недостатками известной установки является невозможность проведения в ней одновременного термофильного и мезофильного брожения и длительность процесса получения метана из биомассы.The disadvantages of the known installation is the inability to conduct in it simultaneous thermophilic and mesophilic fermentation and the length of the process for producing methane from biomass.
Задачей полезной модели является создание установки, способной более эффективно вести процесс переработки биосырья, одновременно в мезофильном и термофильном режиме, т.е. получать метан и производить удобрения в короткие сроки, и увеличение срока эксплуатации реактора.The objective of the utility model is to create a plant capable of more efficiently conducting the process of processing bio-raw materials, simultaneously in the mesophilic and thermophilic modes, i.e. receive methane and produce fertilizers in a short time, and increase the life of the reactor.
Технический результат достигается тем, что устройство для получения метана при переработке биомассы, содержит биореактор с последовательно сообщающимися емкостями с переливными перегородками, снабженное трубопроводами для подачи биомассы и отвода сброженной массы, подогревателями, перемешивающими устройствами и устройством для сбора и отвода биогаза, а над биореактором установлен газгольдер, при этом содержит лагуну-накопитель, кавитационный деструктор-диспергатор с трубопроводом подачи биомассы в биореактор с многоступенчатым с термофильным и мезофильным полем, состоящим из 1-й основной емкости реактора и четырех квадратных емкостей с закругленными углами. В центре 1-й основной емкости установлена колонна с двумя площадками для крепления с помощью тросовой системы купола газгольдера, выполненного из упругого материала, и установки деревянного настила, разделяющего основные емкости и газгольдер. В четырех емкостях, кроме 1-й основной установлены мешалки, на стенках емкостей установлены трубчатые подогреватели для термостатирования в термофильном и мезофильном режиме. В нижней части стенок 2-й и 4-й емкости выполнены переливные отверстия. Под деревянным настилом содержит систему биодесульфатации, выполненную в виде перфорированного трубопровода, а так же содержит систему удаления из биогаза механических примесей, систему фильтрации и удаления воды из биогаза и трубу отвода отфильтрованного газа, систему подачи биогаза в факельную систему и сжигание излишков газа, подземный конденсатоотводчик, трубу отвода очищенного газа, трубу отвода конденсата, автоматизированную систему управления.The technical result is achieved by the fact that the device for producing methane in the processing of biomass contains a bioreactor with successively connected tanks with overflow partitions, equipped with pipelines for supplying biomass and removal of the fermented mass, heaters, mixing devices and a device for collecting and removing biogas, and is installed above the bioreactor the gas holder, in this case, contains a storage lagoon, a cavitation destructor-dispersant with a pipeline for supplying biomass to a multistage bioreactor with thermophilic and mesophilic field, consisting of the 1st main reactor vessel and four square containers with rounded corners. In the center of the 1st main tank there is a column with two platforms for fastening with the help of a cable system the dome of the gas holder made of elastic material and the installation of a wooden floor separating the main tanks and the gas holder. In four tanks, in addition to the 1st main one, stirrers are installed, tubular heaters are installed on the walls of the tanks for thermostating in the thermophilic and mesophilic mode. In the lower part of the walls of the 2nd and 4th capacities, overflow openings are made. Under a wooden deck contains a biodesulphation system, made in the form of a perforated pipeline, and also contains a system for removing mechanical impurities from biogas, a system for filtering and removing water from biogas and a pipe for removing filtered gas, a system for supplying biogas to the flare system and burning excess gas, an underground steam trap , a pipe for removing purified gas, a pipe for condensate drainage, an automated control system.
Сущность изобретения поясняется чертежами, гдеThe invention is illustrated by drawings, where
фиг.1 - общий вид установки сверху;figure 1 is a General view of the installation from above;
фиг.2 - общий вид, сечение А-А;figure 2 is a General view, section aa;
фиг.3 - схема расположения труб распределения воздуха под деревянным настилом;figure 3 - arrangement of pipes for the distribution of air under a wooden flooring;
фиг.4 - схема фильтрации и удаления воды из газа.4 is a diagram of the filtration and removal of water from gas.
Устройство для получения метана при переработке биомассы содержит лагуну-накопитель 1 с мешалкой 3 и системой подогрева исходного сырья 2, помещение многоступенчатого биореактора с термофильным и мезофильным полем 4 (МБТМП), включающего пять квадратных радиальных емкостей с закругленными углами, обозначенных последовательно: 1-й основная, 2-я, 3-я, 4-я, 5-я емкости, помещение кавитационного деструктора-диспергатора (КДД) 5, агрегат-деструкции-диспергатора (АКДЦ) 6, насосы агрегата-деструкции-диспергатора: насос 7, насос 8, шкаф коллектора 9, трубопровод подачи сырья 10 из лагуны - накопителя биомассы в помещение КДД 5, трубопровод 11 подачи биомассы в 1-ю основную емкость МБТМП из помещения КДД 5, трубопровод отвода газа 12 из помещения КДД, помещение блока управления и контроля (БУК) 13, отсек 14 для установки оси 15 мешалок 16 в 4-х емкостях МБТМП, кроме 1-й основной, приводимых во вращение мотором-редуктором мешалки 17, купол газгольдера 18, закрепленный на площадке крепления купола 19 центральной колонны 20 с помощью тросовой системы 21 и системы крепления купола к тросу 22, трубопровод подачи субстрата 23 из 5-й емкости с помощью насоса 24 в сепаратор-отделитель 25, трубопровод 44 для отвода излишков сырья из лагуны-накопителя 1 в сепаратор-отделитель 25, систему биодесульфатации под деревянным настилом 26, и так же содержит систему удаления из биогаза механических примесей, систему фильтрации и удаления воды из биогаза и трубу отвода 58 отфильтрованного газа, систему подачи биогаза в факельную систему и сжигание излишков газа, подземный конденсатоотводчик 59, трубу отвода очищенного газа 60, трубу отвода конденсата 61.A device for producing methane in biomass processing contains a
Конструктивно МБТМП выполнен следующим образом: на грунте залита площадка из армированного бетона, утепленного слоем из экструдированного пенополиуретана, верхняя часть площадки покрыта полимерным покрытием.Structurally, MBTM is made as follows: a ground of reinforced concrete insulated with a layer of extruded polyurethane foam is poured on the ground, the upper part of the ground is coated with a polymer coating.
В центре площадки с помощью анкерных болтов установлена колонна 20, представляющая собой трубу из нержавеющей стали, содержащая две площадки-опоры из нержавеющей стали, из которых нижняя площадка 27 служит для крепления деревянного настила 26, а верхняя площадка 19 - для крепления тросовой системы 21 поддержания купола-газгольдера 18 (фиг.2).In the center of the platform, with the help of anchor bolts, a
Тросовая система поддержки купола-газгольдера устроена следующим образом: каждый из 72 тросов натянут от закладных элементов наружной емкости к площадке крепления тросов центральной колонны. Тросы выполнены из синтетических волокон, их крепление и натяжение обеспечиваются карабинами и вертлюгами из нержавеющей стали.The cable system for supporting the dome-gas holder is arranged as follows: each of the 72 cables is stretched from the embedded elements of the outer tank to the mounting platform of the cables of the central column. The cables are made of synthetic fibers, their fastening and tension are provided by carbines and swivels made of stainless steel.
Купол-газгольдер сварен из скроенных листов синтетической многослойной ткани "метантенк" и прикреплен каждым фрагментом с помощью приваренных к внутренней стороны ткани элементов к тросовой системе.The gas holder dome is welded from tailored sheets of synthetic multilayer fabric "digester" and attached to each fragment using elements welded to the inner side of the fabric to the cable system.
В центре биоректора установлена 1-я основная емкость, вокруг которой выполнены четыре радиальных последовательно сообщающихся емкости с переливными перегородками. Емкости выполнены квадратной формы с закругленными углами и изготовлены из железобетона с полимерным покрытием с обеих сторон. Скругления выполнены для того, чтобы избежать застойных зон циркуляции биомассы.The first main tank is installed in the center of the biorector, around which four radially connected tanks with overflow partitions are made. The containers are square in shape with rounded corners and made of reinforced concrete with a polymer coating on both sides. Rounding is done in order to avoid stagnant biomass circulation zones.
На стенках 1-й основной емкости смонтированы трубы обогрева 33 из сшитого полиэтилена Они служат для нагрева содержимого емкости и поддержания его в термофильном режиме.On the walls of the 1st main tank mounted
На стенках 2-й емкости, стенках 3-й емкости и стенках 5-й емкости смонтированы трубы термостатирования 28 из сшитого полиэтилена. Они служат для термостатирования биомассы в мезофильном режиме.On the walls of the 2nd tank, the walls of the 3rd tank and the walls of the 5th tank
В нижней части 2-й и 4-й емкостей сделаны отверстия, армированные стальным листом.In the lower part of the 2nd and 4th tanks, holes reinforced with a steel sheet are made.
Снаружи стенки 5-й емкости утеплены листами из экструдированного пенополиуретана и закрыты от внешних воздействий профнастилом оцинкованным.Outside, the walls of the 5th tank are insulated with sheets of extruded polyurethane foam and are closed from external influences by galvanized profiled sheeting.
На стенках 5-й емкости смонтированы два датчика уровня - датчик верхнего уровня и датчик нижнего уровня.Two level sensors are mounted on the walls of the 5th tank - a high level sensor and a low level sensor.
На верхней кромке 5-й емкости смонтированы закладные элементы для удержания тросовой системы, а с внутренней стороны емкости отлита полка 29 заодно с конструкцией емкости для опоры на нее настила 26 (фиг.2) из деревянных балок.On the upper edge of the 5th tank mounted mortgage elements to hold the cable system, and on the inner side of the tank is molded
Деревянный настил 26 (фиг.2) устроен следующим образом: деревянные балки уложены между полкой, отлитой в стенке 5-й емкости и площадки центральной колонны 27 и закреплены болтами из нержавеющей стали.Wooden flooring 26 (figure 2) is arranged as follows: wooden beams are laid between a shelf cast in the wall of the 5th tank and the platform of the
На балках смонтированы доски настила, к которым с нижней стороны подведены трубопроводы 30 системы подачи воздуха для оборудования удаления серы из метана, выполненные перфорированными.Flooring boards are mounted on the beams, to which pipelines 30 of the air supply system for the equipment for removing sulfur from methane, perforated, are connected from the lower side.
Помещение КДД 5 содержит агрегат деструкции-диспергации АКДД 6, насосы агрегата-деструкции-диспергатора: насос 7, насос 8, шкаф коллектора 9, трубы системы обогрева КДД 32, подведенные к полу и внутренним стенкам.The KDD 5 room contains AKDD 6 destruction-dispersion unit, dispersion-destruction-destruction unit pumps: pump 7,
Нагрев жидкости в системе трубопроводов осуществляется за счет источника тепла 34, соединенного с узлом смешения жидкости для обогрева МБТМП. Из узла смешения теплоноситель заданной температуры поступает с помощью насоса 36 в трубы системы обогрева 1-й основной емкости МБТМП и в теплообменник догрева 40.The heating of the liquid in the piping system is carried out due to the
Теплообменник охлаждения 37 и теплообменник догрева 40 соединены с узлом смешения жидкости 39, из которого с помощью насоса теплоноситель поступает в систему обогрева лагуны-накопителя, состоящую из трубопроводов 2, через узел смешения 43, в систему обогрева КДД, состоящую из трубопроводов 32, через узлы смешения 41 и 42 и в систему охлаждения 3-й емкости МБТМП, состоящей из трубопроводов 28.The
Заданная температура контролируется с помощью датчиков температуры, установленных в системе трубопроводов.The set temperature is controlled by temperature sensors installed in the piping system.
Теплообменник догрева 40 предназначен для стабилизации температурного режима линии обогрева и охлаждения.The
Узел смешения 41, узел смешения 42, узел смешения 43 предназначены для получения теплоносителя заданной температуры.The mixing unit 41, the mixing unit 42, the mixing unit 43 are designed to produce a coolant of a given temperature.
Устройство для получения метана при переработке биомассы содержит датчики уровня в лагуне-накопителе, в КДД и в емкостях МБТМП.A device for producing methane in the processing of biomass contains level sensors in the storage lagoon, in KDD and in MBTMP tanks.
На фиг.3 приведена схема расположения трубопроводов 30 распределения воздуха под деревянным настилом 26: магистраль подачи воздуха 45, распределительные ветки для подачи воздуха 46, клапаны для распределения подачи воздуха 47, датчик свободного кислорода 48, труба отвода газа из газгольдера 49. Также на настиле установлены датчики контроля серы, влажности, метана.Figure 3 shows the layout of the air distribution pipelines 30 under the wooden floor 26:
На фиг.4 показана схема фильтрации и удаления воды из газа: система автоматического розжига 50, электромагнитный клапан 51, система предотвращения обратного пламени 52, система управления электромагнитным клапаном 53, присоединенная к АСУ, емкость заполненная керамзитом 54, конденсатоотводчик 55, емкость заполненная активированным углем 56, емкость заполненная целлюлозой 57, труба отвода отфильтрованного газа 58, подземный конденсатоотводчик 59, труба отвода очищенного газа 60, труба отвода конденсата 61.Figure 4 shows a diagram of the filtration and removal of water from gas:
Устройство для получения метана при переработке биомассы работает следующим образом:A device for producing methane in the processing of biomass works as follows:
Биомасса поступает из коровников посредством системы навозоудаления (в настоящем документе не рассматривается) и/или с помощью трактора, оснащенного погрузчиком, смешивается с водой и подается в лагуну-накопитель 1. По трубопроводу 31 в лагуну-накопитель поступает осветленная жижа, остающаяся после сепарации субстрата в сепараторе-отделителе 25. Она служит для разжижения густого навоза. По команде системы АСУ периодически включается мешалка-измельчитель 3, чтобы не допустить расслоения биомассы по фракциям. Они также включаются при работе любого из насосов лагуны-накопителя 1. Система обогрева 2, смонтированная в полу и стенках лагуны-накопителя, поддерживает температуру биомассы не менее 20°С. Это необходимо для того, чтобы в зимний период биомасса не замерзла и ее текучесть была достаточной для транспортировки с помощью насосов.The biomass comes from the barn through a manure removal system (not discussed in this document) and / or is mixed with water and fed to a storage lagoon using a tractor equipped with a
При нормальной эксплуатации работает только насос, подающий биомассу из лагуны-накопителя 1 по трубопроводу 10 в помещение КДД 5.During normal operation, only the pump operates, supplying biomass from
При аварийной ситуации, если АСУ запрещает прием биомассы в емкость КДД 5, а верхний датчик уровня сигнализирует об опасности переполнения лагуны-накопителя 1, включается насос подачи биомассы сразу на сепаратор-отделитель жидкости 25 по трубопроводу 44, минуя МБТМП 4.In an emergency, if the ACS prohibits the intake of biomass into the
Из лагуны-накопителя 1 навоз в смеси фрагментами соломенной подстилки и другими биоразлагаемыми материалами крупной фракции по трубопроводу 10 поступает в верхнюю часть помещения КДД 5 и наполняет его до определенного уровня.From the
По команде АСУ периодически включается насос 7 агрегата деструкции-диспергации (АКДД) 6, который засасывает биомассу из нижней части КДД, пропускает ее через агрегат деструкции-диспергации 6 и сбрасывает уже измельченную и имеющую гомогенную структуру смесь через трубу, расположенную в верхней части АКДД, обратно в КДД. При прохождении через кавитационный деструктор-диспергатор смесь измельчается и нагревается.At the command of the ACS, the pump 7 of the destruction-dispersion unit (AKDD) 6 is periodically turned on, which sucks the biomass from the lower part of the KDD, passes it through the destruction-
Агрегат кавитационной деструкции-диспергации предназначен для того, чтобы подготавливать биомассу к анаэробному сбраживанию с большей эффективностью. Скорость сбраживания зависит от нескольких факторов: температуры среды, оптимальной для жизнедеятельности бактерий и размеров твердых включений биомассы. Чем меньше размеры твердых включений, тем более интенсивно происходит сбраживание, и меньше времени требуется на весь цикл.The cavitation destruction-dispersion unit is designed to prepare biomass for anaerobic digestion with greater efficiency. The speed of fermentation depends on several factors: the temperature of the environment, optimal for the life of bacteria and the size of solid inclusions of biomass. The smaller the size of the solid inclusions, the more intensively the fermentation occurs, and less time is required for the entire cycle.
Приготовление диспергированной смеси биомассы с водой значительно уменьшает вероятность появления на поверхности жидкости в биореакторе твердой корки, которая препятствует выделению метана из биомассы.The preparation of a dispersed mixture of biomass with water significantly reduces the likelihood that a solid crust will appear on the surface of the liquid in the bioreactor, which prevents the release of methane from the biomass.
Агрегат кавитационной деструкции-диспергации (АКДД) работает следующим образом:The cavitation destruction-dispersion aggregate (AKDD) works as follows:
По команде АСУ насос 7 агрегата кавитационной деструкции-диспергации 6 засасывает биомассу по трубопроводу, расположенному в нижней части КДД и подает ее непосредственно в агрегат кавитационной деструкции-диспергации.At the command of the ACS, the pump 7 of the cavitation destruction-
В агрегате кавитационной деструкции-диспергации биомасса проходит плавно сужающуюся часть и попадает в резко расширяющуюся часть, где вынужденное уменьшение давления приводит к кавитации, поскольку жидкость стремится в сторону большего объема. Кавитация разрушает твердые включения в биомассе на более мелкие фрагменты из-за имплозии.In the cavitation destruction-dispersion aggregate, the biomass passes through the gradually narrowing part and enters the sharply expanding part, where the forced decrease in pressure leads to cavitation, as the liquid tends towards a larger volume. Cavitation destroys solid inclusions in the biomass into smaller fragments due to implosion.
Так как биомасса не всегда имеет одинаковую плотность и другие параметры, необходимо управлять процессом кавитации. Для этого на корпусе АКДД в зоне кавитации расположен датчик вибрации.Since biomass does not always have the same density and other parameters, it is necessary to control the cavitation process. For this, a vibration sensor is located on the AKDD housing in the cavitation zone.
АСУ в реальном времени измеряет уровень вибрации и исходя из полученных данных, регулирует производительность насоса АКДД при помощи векторного преобразователя частоты для поддержания уровня кавитации в заданном диапазоне.The automatic control system real-time measures the level of vibration and, based on the data obtained, adjusts the performance of the AKDD pump using a vector frequency converter to maintain the cavitation level in a given range.
По команде АСУ гомогенизированная и нагретая до температуры 34-37°С смесь насосом 8 по изолированному трубопроводу 11 подается в 1-ю основную емкость МБТМП 4 и заполняет ее, заполнение остальных емкостей происходит путем последовательного прохождения биомассы через верхнюю часть емкостей (переливом) и через отверстия в нижней части 2-й и 4-й емкостей.At the command of the automated control system, the mixture homogenized and heated to a temperature of 34-37 ° C is pumped through an
В многоступенчатом биореакторе с термофильным и мезофильным полем (МБТМП) 4 происходит анаэробное сбраживание биомассы с последующей выработкой метана.In a multistage bioreactor with a thermophilic and mesophilic field (MBTMF) 4, anaerobic digestion of biomass occurs, followed by methane production.
Создание термофильного режима в 1-й основной и 2-й емкостях и мезофильного режима в 3-й, 4-й и 5-й емкостях осуществляется за счет труб смонтированных на стенках емкостей.The creation of a thermophilic regime in the 1st main and 2nd capacities and a mesophilic regime in the 3rd, 4th and 5th capacities is carried out due to pipes mounted on the walls of the capacities.
Для осуществления термофильного и мезофильного режимов необходимо обеспечить температуры биомассы 55 и 34-37°С соответственно.For the implementation of thermophilic and mesophilic modes, it is necessary to ensure biomass temperatures of 55 and 34-37 ° C, respectively.
Для ускорения процесса, а также для исключения застойных зон в биореакторе за исключением 1-й основной емкости, встроены мешалки 16, расположенные на оси 15, которые постоянно перемешивают поступающую массу.To speed up the process, as well as to eliminate stagnant zones in the bioreactor, with the exception of the 1st main tank,
После прохождения полного процесса брожения и выделения биогаза, отработанная биомасса поступает с помощью насоса 24 по трубопроводу 23 в сепаратор-отделитель 25, где происходит разделение отработанной биомассы на жидкую и твердую фазы. Твердая фаза поступает в бетонный открытый приямок и в последующем служит для изготовления удобрений. Отделенная жидкая фаза возвращается в цикл производства биогаза путем подачи по трубопроводу 44 в лагуну-накопитель 1.After passing through the complete fermentation process and biogas separation, the spent biomass enters with the help of a
Для оптимальной работы газопотребляющего оборудования (ГПУ, ГТУ, котлов, ДВС) необходим метан, содержащий минимальное количество серы, примесей и водяного пара. В биогазе же содержится значительное количество примесей, которые необходимо удалить из него перед тем, как поставить потребителю. Также в период снижения потребления газа потребителем предусмотрен сброс газа из купола-газгольдера и сжигание его в факельной системе.For optimal operation of gas-consuming equipment (gas turbines, gas turbines, boilers, internal combustion engines), methane containing a minimum amount of sulfur, impurities and water vapor is required. Biogas also contains a significant amount of impurities that must be removed from it before being delivered to the consumer. Also, in the period of decreasing gas consumption by the consumer, gas is discharged from the dome-gas tank and burned in a flare system.
Биогаз, образующийся в процессе брожения в МБТМП и поступающий из помещения КДД по трубопроводу 12 скапливается под деревянным настилом 26, где просходит его биодесульфатация с применением аэробных бактерий, которые выделяют кристаллическую серу из сероводорода и других соединений серы, содержащихся в биогазе.Biogas generated during fermentation at MBMP and coming from the KDD premises through a pipe 12 is accumulated under a
Создание аэробного режима осуществляется за счет системы распределения сжатого воздуха, изготовленной из силиконовых труб с перфорированными стенками 30, которая смонтирована на деревянном настиле с нижней стороны.The aerobic regimen is created by means of a compressed air distribution system made of silicone pipes with perforated walls 30, which is mounted on a wooden floor from the bottom.
Таким образом, колонии микроорганизмов вырастают недалеко от труб подачи воздуха.Thus, colonies of microorganisms grow near the air supply pipes.
Биогаз, прошедший стадию биодесульфатации, поступает через щели в деревянном настиле 26 и щели, имеющиеся между деревянным настилом и полкой 29 для деревянного настила под купол газгольдера 18.Biogas, which has passed the stage of biodesulphation, enters through the gaps in the
Накопленный в газгольдере биогаз поступает по трубопроводу 49 на стадию удаления механических примесей. Биогаз последовательно проходит через 3 полиэтиленовых емкости, заполненных керамзитом 54, активированным углем 56, целлюлозой 57, причем подается в нижнюю часть емкостей, а выходит из верхней. При прохождении через емкости происходит частичный сброс конденсата через конденсатоотводчики 55, расположенные в нижней части емкостей. От системы фильтрации газ подается по трубопроводу 58 в систему удаления водяного пара, состоящую из уложенных под землей труб и конденсатоотводчиков 59, причем трубы уложены с перепадом высот, а конденсатоотводчики расположены в самых нижних точках. Очищенный газ выводится через трубопровод 60 в систему подачи газа потребителю, а конденсат отводится через трубопровод 61.The biogas accumulated in the gas tank enters through the
Однако при существенном сокращении потребления газа потребителем давление в куполе-газгольдере может подняться до уровня, превышающего заданный параметр.However, with a significant reduction in gas consumption by the consumer, the pressure in the dome-gas tank can rise to a level that exceeds the specified parameter.
Для этого в систему транспорта газа потребителю до фильтрационной установки в трубопровод газа встроены датчик абсолютного давления газа, передающий сведения о давлении газа АСУ, и электромагнитный клапан 51, управляемый системой АСУ, отводящий биогаз через полиэтиленовую емкость, заполненную керамзитом, на систему сжигания (факел), которая оснащена системой автоматического розжига 50, активизирующегося одновременно с открытием этого электромагнитного клапана 51 и системой предотвращения обратного пламени 52.To this end, a gas absolute pressure sensor is integrated into the gas transport system to the consumer before the filtration unit, transmitting information about the gas pressure of the ACS, and an
Заявляемая полезная модель соответствует критерию «новизна», так как из известных и общедоступных источников информации не выявлено аналогичное техническое решение.The inventive utility model meets the criterion of "novelty", as from the well-known and publicly available sources of information have not identified a similar technical solution.
Заявляемая полезная модель соответствует критерию «промышленная применимость», так как может быть изготовлена из известных материалов и известными способами.The inventive utility model meets the criterion of "industrial applicability", as it can be made from known materials and by known methods.
Claims (18)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013102809/13U RU132439U1 (en) | 2013-01-22 | 2013-01-22 | DEVICE FOR METHANE PRODUCTION DURING BIOMASS PROCESSING |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013102809/13U RU132439U1 (en) | 2013-01-22 | 2013-01-22 | DEVICE FOR METHANE PRODUCTION DURING BIOMASS PROCESSING |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU132439U1 true RU132439U1 (en) | 2013-09-20 |
Family
ID=49183721
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013102809/13U RU132439U1 (en) | 2013-01-22 | 2013-01-22 | DEVICE FOR METHANE PRODUCTION DURING BIOMASS PROCESSING |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU132439U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU186729U1 (en) * | 2018-05-24 | 2019-01-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Южно-Уральский ГАУ) | PLANT FOR PRODUCING BIOGAS AND EFFLUENT DISINFECTION |
-
2013
- 2013-01-22 RU RU2013102809/13U patent/RU132439U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU186729U1 (en) * | 2018-05-24 | 2019-01-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Южно-Уральский ГАУ) | PLANT FOR PRODUCING BIOGAS AND EFFLUENT DISINFECTION |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4750454A (en) | Manure digester and power generating system | |
US20210079429A1 (en) | Multiple tank high solids anaerobic digester | |
CN112625873A (en) | Two-phase dry anaerobic digestion fermentation system | |
PL194933B1 (en) | Biogas generating facility | |
RU132439U1 (en) | DEVICE FOR METHANE PRODUCTION DURING BIOMASS PROCESSING | |
WO2009073902A2 (en) | Biomass digester system & process | |
RU110217U1 (en) | BIOGAS PLANT FOR PRODUCING BIOGAS FROM AGRICULTURAL WASTE | |
KR101025537B1 (en) | Integrated anaerobic fermentation equipment without welding for organic waste bio-energy | |
RU2463761C1 (en) | Method of production of biogas from agricultural waste and biogas plant for its implementation | |
CN202594857U (en) | Anaerobic reaction device for treating wastewater with high solid content | |
RU102617U1 (en) | BIOREACTOR MODULAR | |
CN105950446A (en) | Device for treating dewatered algae ooze and straw mixture by utilizing high-temperature dry-type anaerobic digestion treatment | |
RU2365080C2 (en) | Biogas unit for processing of animal dung | |
CN205874393U (en) | Large -scale methane system based on solar energy collection carries out anaerobic digestion | |
RU2399184C1 (en) | Biogas complex | |
RU2540019C1 (en) | Bioreactor | |
RU2605312C1 (en) | Biogas plant | |
RU110588U1 (en) | UNIVERSAL BIOGAS COMPLEX | |
RU97124U1 (en) | METHEN | |
RU2688356C1 (en) | Biogas plant for processing of organic wastes into biogas and biofertilizers | |
RU2244203C1 (en) | Variable-capacity wet gas-holder | |
KR101525179B1 (en) | A Anaerobic Digestor | |
RU2427998C1 (en) | Biogas complex | |
RU97026U1 (en) | BIOGAS COMPLEX | |
Deng et al. | Biogas Plant |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200123 |