RU174038U1 - Лабораторная установка для замера объема биогаза, образовавшегося при разложении органических материалов в анаэробных условиях - Google Patents
Лабораторная установка для замера объема биогаза, образовавшегося при разложении органических материалов в анаэробных условиях Download PDFInfo
- Publication number
- RU174038U1 RU174038U1 RU2017114738U RU2017114738U RU174038U1 RU 174038 U1 RU174038 U1 RU 174038U1 RU 2017114738 U RU2017114738 U RU 2017114738U RU 2017114738 U RU2017114738 U RU 2017114738U RU 174038 U1 RU174038 U1 RU 174038U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- biogas
- pressure
- vessel
- incubation chamber
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/02—Devices for withdrawing samples
- G01N1/22—Devices for withdrawing samples in the gaseous state
Landscapes
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к лабораторному оборудованию, а именно к установкам исследования в анаэробных условиях способности к биоразложению, биогазового потенциала органических материалов путем замера объема образовавшегося биогаза. Технический результат - повышение точности замеров и достоверности полученных результатов при исследовании сильно гетерогенных органических материалов с высокой газогенерирующей способностью за счет достаточно высокой массы исследуемого материала и исключения необходимости увеличения свободного пространства в инкубационной камере установки, а также избежание риска нарушения герметичности установки. Сущность полезной модели заключается в том, что в лабораторной установке для замера объема биогаза, образовавшегося при разложении органических материалов в анаэробных условиях, включающей инкубационную камеру 1 с герметичной крышкой 2, газоизмерительную систему, согласно п. 1 формулы, газооизмерительная система содержит напорный сосуд 10 с напорной жидкостью 9, в котором размещена газоприемная градуированная емкость 5 днищем кверху, газоотводящую трубку 3 с одноходовым краном 4, установленную в крышке 2 инкубационной камеры 1, газозаборную трубку 6 с одноходовым краном 12, а также трубку 7 и емкость 8 сброса вытесняемой напорной жидкости 9, при этом газоотводящая трубка 3 размещена внутри напорного сосуда 10 с возможностью подвода биогаза 15 во внутреннюю полость газоприемной емкости 5, а газозаборная трубка 6 - в верхней части газоприемной емкости 5 с возможностью забора биогаза 15 выше уровня напорной жидкости 9, при этом трубка сброса 7 расположена в верхней части напорного сосуда 10, а герметичная крышка 2 выполнена с технической трубкой 11. Кроме того, согласно п. 2 формулы напорная жидкость 9 представляет собой подкисленный солевой раствор, 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Полезная модель относится к лабораторному оборудованию, а именно к установкам исследования в анаэробных условиях способности к биоразложению, биогазового потенциала органических материалов путем замера объема образовавшегося биогаза.
Известна лабораторная установка для исследования метанового сбраживания органических отходов с получением биогаза (RU 105449, опубл. 10.06.2011), состоящая из биореактора, ресивера соединенного с гидрозатвором, биореактор снабжен мешалкой, ручка которого герметично закреплена в крышке и герметичной гильзой, в полости которой установлен нагреватель, соединенный с автоматическим регулятором температуры, имеющим датчик, расположенный в биореакторе.
Недостатками данной лабораторной установки являются громоздкость и сложность конструкции, дороговизна оборудования, что делает невозможным одновременное использование нескольких установок для серии тестов с необходимым числом повторности. Конструкцией не предусмотрена возможность отбора биогаза исходного состава, а отбор газовой пробы осуществляется только после прохождения гидрозатвора, который для ряда газовых компонентов выступает в качестве абсорбента, что ведет к изменению состава биогаза, хранящегося в ресивере.
Наиболее близкой к заявляемой является установка для измерения объема образовавшегося биогаза по его давлению (ГОСТ 32475-2013), в которой осуществляют инкубацию исследуемого органического материала в стеклянный сосуд с герметичной газонепроницаемой мембранной, промежуточное измерение объема биогаза с использованием мембранного манометра с регистрацией давления газовой фазы и времени, затраченного на его образование.
Недостатком оборудования является малая представительность пробы при исследовании сильно гетерогенных материалов с высокой газогенерирующей способностью, поскольку при осуществлении исследований возникает необходимость в увеличении объема свободного пространства внутри инкубационной камеры за счет уменьшения объема исследуемой пробы, что снижает достоверность исследований из-за низкой точности замеров.
Кроме того, существует риск нарушения герметичности газонепроницаемой мембраны при проколе ее иглой с целью отбора газовой пробы на анализ или с целью понижения избыточного давления внутри инкубационной камеры посредством выпуска газа.
Техническая задача заключается в создании удобной в эксплуатации лабораторной установки для замера объема биогаза, образовавшегося при разложении сильно гетерогенных органических материалов с высокой газогенерирующей способностью в анаэробных условиях, обеспечивающей высокую точность замеров и достоверность полученных результатов при исследовании.
Технический результат - повышение точности замеров и достоверности полученных результатов при исследовании сильно гетерогенных органических материалов с высокой газогенерирующей способностью за счет достаточно высокой массы исследуемого материала и исключения необходимости увеличения свободного пространства в инкубационной камере установки, а также избежание риска нарушения герметичности установки.
Сущность полезной модели заключается в том, что в лабораторной установке для замера объема биогаза, образовавшегося при разложении органических материалов в анаэробных условиях, включающей инкубационную камеру с герметичной крышкой, газоизмерительную систему, согласно п. 1 формулы, газооизмерительная система содержит напорный сосуд с напорной жидкостью, в котором размещена газоприемная градуированная емкость днищем кверху, газоотводящую трубку с одноходовым краном, установленную в крышке инкубационной камеры, газозаборную трубку с одноходовым краном, а также трубку и емкость сброса вытесняемой напорной жидкости, при этом газоотводящая трубка размещена внутри напорного сосуда с возможностью подвода биогаза во внутреннюю полость газоприемной емкости, а газозаборная трубка - в верхней части газоприемной емкости с возможностью забора биогаза выше уровня напорной жидкости, при этом трубка сброса расположена в верхней части напорного сосуда, а герметичная крышка выполнена с технической трубкой.
Кроме того, согласно п. 2 формулы напорная жидкость представляет собой подкисленный солевой раствор.
Заявляемая конструкция лабораторной установки обеспечивает в непрерывном режиме отвод биогаза, который образуется при биологическом разложении органического материала в анаэробных условиях, из емкости инкубационной камеры в газоприемную градуированную емкость, что дает возможность практически весь объем инкубационной камеры использовать для заполнения исследуемым органическим материалом, тем самым увеличить массу и объем исследуемого материала и, как следствие, повысить представительность пробы при гетерогенном составе исследуемого материала. Внутри инкубационной камеры не возникает значительного избыточного давления, что обеспечивает нормальные условия протекания процесса газообразования без риска нарушения герметичности установки.
Техническая трубка, встроенная в герметичную крышку инкубационной камеры, обеспечивает возможность продувки системы инертным газом и добавления при необходимости реагентов для промывки исследуемого органического материала.
Газоприемная емкость обеспечивает сохранность газа при неизменном его составе. Она выполнена с градуировкой, что дает возможность оценивать скорость образования биогаза за отдельные промежутки времени, повышая точность и достоверность исследований.
Трубка сброса расположена в верхней части напорного сосуда, что обеспечивает отвод избыточного количества напорной жидкости из напорного сосуда в емкость сбора вытесняемой запорной жидкости, обеспечивая постоянную высоту уровня напорной жидкости, что ведет к уменьшению числа фиксируемых показателей в ходе эксперимента и облегчает дальнейший расчет объема образовавшегося биогаза.
Газоотводящая трубка входным концом размещена в инкубационной камере, далее проходит внутри напорного сосуда вдоль ее стенок, выходной конец ее расположен в нижней части внутренней полости напорного сосуда, заполненного напорной жидкостью. Такое расположение газоотводящей трубки обеспечивает непрерывный отвод биогаза из инкубационной камеры в газоприемную емкость с сохранением герметичных условий протекания процесса газообразования.
Газозаборная трубка размещена в верхней части газоприемной емкости, т.е. над поверхностью напорной жидкости в свободном газовом пространстве, что исключает попадание жидкости в газозаборную трубку, т.к. напорная емкость и запорная жидкость образуют гидрозатвор. В противном случае выпуск биогаза будет затруднен, а точность замеров не будет обеспечена.
Напорная жидкость представляет собой, например, насыщенный солевой раствор (например, 25% NaCl), подкисленный серной или соляной кислотой и подкрашенный в розовый цвет индикатором метилоранжем. Использование в качестве напорной жидкости подкисленного солевого раствора предотвращает абсорбцию газовых компонентов биогаза, что позволяет собирать и хранить биогаз без изменения его состава. Розовый цвет напорной жидкости обеспечивает четкое прочтение границ раздела фаз, что облегчает снятие показаний накопленного объема биогаза в газоприемной емкости.
Полезная модель проиллюстрирована следующими фигурами.
На фиг. 1 схематично представлена заявляемая лабораторная установка; на фиг. 2 показан напорный сосуд установки на момент начала лабораторного испытания; на фиг. 2 - на момент времени T1.
Лабораторная установка содержит инкубационную камеру 1, герметичную крышку 2, газоотводящую трубку 3, одноходовой кран 4, газоприемную градуированную емкость 5, газозаборную трубку 6, трубку сброса вытесняемой напорной жидкости 7, емкость 8 сбора вытесняемой напорной жидкости 9, напорный сосуд 10, техническую трубку 11 с одноходовым краном 12. В инкубационной камере 1 помещен образец исследуемого органического материала 13. Газозаборная трубка 6 снабжена одноходовым краном 14. Биогаз обозначен позицией 15.
Работа лабораторной установки заявляемой конструкции осуществляется следующим образом.
Образец 13 исследуемого органического материала помещают в стеклянную инкубационную камеру 1, которую закрывают герметичной крышкой 2, имеющей два отверстия, в одно из которых герметично вставлена газоотводящая трубка 3 с одноходовым краном 4, в другое - техническая трубка 11 с одноходовым краном 12.
Далее инкубационную камеру 1 помещают в климатостат или водяную баню (не показаны) с заданной температурой проведения эксперимента, например 35-40°С. После часового нагрева инкубационную камеру 1 продувают инертным газом, например, азотом, при открытых одноходовых кранах 4 и 12. Через техническую трубку 11 инертный газ поступает в инкубационную камеру 1, через газоотводящую трубку 3 осуществляется его отвод. Инертный газ вытесняет кислород из реакционного пространства инкубационной камеры 1, что создает анаэробные условия на момент начала проведения эксперимента. После продувки оба крана 4 и 12 переводят в закрытое положение.
Газоприемную емкость 5 помещают в напорный сосуд 10 днищем кверху, фиксируют внутри нее газоотводящую 3 и газозаборную 6 трубки. Далее заливают напорную жидкость 9 в сосуд 10 при открытом одноходовом кране 14 газозаборной трубки 6. При этом уровни напорной жидкости в газоприемной емкости 5 и в напорном сосуде 10 выравниваются по принципу сообщающихся сосудов. Высота уровня напорной жидкости 9 определяется высотой расположения трубки сброса вытесняемой напорной жидкости 7 в напорном сосуде 10. Одноходовой кран 14 газозаборной трубки 6 переводят в закрытое положение, а кран 4 газоотводящей трубки 3 - в открытое положение.
В результате анаэробного разложения образца 13 органического материала образуется биогаз 15, который из инкубационной камеры 1 по газоотводящей трубке 3 поступает в газоприемную емкость 5, где он накапливается и хранится. Напорная жидкость 9 из емкости 5 вытесняется биогазом 15 в напорный сосуд 10 и далее через трубку сброса 7 поступает в емкость 8 сбора вытесняемой напорной жидкости.
При отборе пробы биогаза 15 на анализ или его выпуске из газоприемной емкости 5 перекрывают одноходовой кран 4 газоотводящей трубки 3, подсоединяют пробоотборник (не показан) к газозаборной трубке 6 и открывают одноходовой кран 14. Напорная жидкость 9 из напорного сосуда 10 поступает в газоприемную емкость 5, тем самым вытесняя биогаз 15 по газозаборной трубке 6 в пробоотборник, при этом подливают запорную жидкость 9 в напорный сосуд 10 из емкости сбора 8. После выравнивания уровней напорной жидкости 9 в емкости 5 и в напорном сосуде 10 одноходовой кран 14 газозаборной трубки 6 перекрывают и открывают одноходовой кран 4 газоотводящей трубки 3, после чего анализ продолжают.
После проведенных замеров осуществляют расчет объема образования биогаза 15 в пересчете на нормальные условия по известной формуле:
где Vн.y. - объем при нормальных условиях, куб.м;
Тн.у. - стандартная температура, K;
Татм - температура атмосферного воздуха расположения газоизмерительной системы, K;
Рн.у. - стандартное давление, Па;
Ратм - атмосферное давление, Па;
РH2O - давление водяного пара при Т атм , Па;
V1 - объем газового пространства в газоприемной емкости в момент времени t1, куб.м;
V2- объем газового пространства в газоприемной емкости в момент времени t2, куб.м;
ρ - плотность напорной жидкости, кг/куб.м;
g - ускорение свободного падения, кв.м/с;
h0 - высота свободного пространства над напорной жидкостью в газоприемной емкости на момент начала анализа, м;
h1 - высота свободного пространства над напорной жидкостью в газоприемной емкости на момент времени t1, м;
h2 - высота свободного пространства над напорной жидкостью в газоприемной емкости на момент времени t2, м.
Claims (2)
1. Лабораторная установка для замера объема биогаза, образовавшегося при разложении органических материалов в анаэробных условиях, включающая инкубационную камеру с герметичной крышкой, газоизмерительную систему, отличающаяся тем, что газооизмерительная система содержит напорный сосуд с напорной жидкостью, в котором размещена газоприемная градуированная емкость днищем кверху, газоотводящую трубку с одноходовым краном, установленную в крышке инкубационной камеры, газозаборную трубку с одноходовым краном, а также трубку и емкость сброса вытесняемой напорной жидкости, при этом газоотводящая трубка размещена внутри напорного сосуда с возможностью подвода биогаза во внутреннюю полость газоприемной емкости, а газозаборная трубка - в верхней части газоприемного сосуда с возможностью забора биогаза выше уровня напорной жидкости, при этом трубка сброса расположена в верхней части напорного сосуда, а герметичная крышка выполнена с технической трубкой.
2. Лабораторная установка по п. 1, отличающаяся тем, что напорная жидкость представляет собой подкисленный солевой раствор.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017114738U RU174038U1 (ru) | 2017-04-26 | 2017-04-26 | Лабораторная установка для замера объема биогаза, образовавшегося при разложении органических материалов в анаэробных условиях |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017114738U RU174038U1 (ru) | 2017-04-26 | 2017-04-26 | Лабораторная установка для замера объема биогаза, образовавшегося при разложении органических материалов в анаэробных условиях |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU174038U1 true RU174038U1 (ru) | 2017-09-26 |
Family
ID=59931419
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017114738U RU174038U1 (ru) | 2017-04-26 | 2017-04-26 | Лабораторная установка для замера объема биогаза, образовавшегося при разложении органических материалов в анаэробных условиях |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU174038U1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108913540A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-11-30 | 西安建筑科技大学 | 一种试验用微型厌氧发酵集气装置及方法 |
CN109207354A (zh) * | 2018-11-19 | 2019-01-15 | 农业部规划设计研究院 | 一种微生物发酵产气潜力测试装置 |
CN110274790A (zh) * | 2019-07-02 | 2019-09-24 | 南京信息工程大学 | 一种沉积物厌氧培养及气液采样装置及其使用方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU131968A1 (ru) * | 1959-01-29 | 1959-11-30 | И.И. Жариков | Газоанализатор |
RU2368884C1 (ru) * | 2008-01-28 | 2009-09-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Лабораторная установка по получению биогаза |
RU105449U1 (ru) * | 2011-01-24 | 2011-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (КГЭУ) | Лабораторная установка для исследования метанового сбраживания органических отходов с получением биогаза |
US20160250584A1 (en) * | 2015-02-27 | 2016-09-01 | Fcc Aqualia, S.A. | Device and method for simultaneous hydrogen sulphide removal and biogas upgrading |
-
2017
- 2017-04-26 RU RU2017114738U patent/RU174038U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU131968A1 (ru) * | 1959-01-29 | 1959-11-30 | И.И. Жариков | Газоанализатор |
RU2368884C1 (ru) * | 2008-01-28 | 2009-09-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Лабораторная установка по получению биогаза |
RU105449U1 (ru) * | 2011-01-24 | 2011-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (КГЭУ) | Лабораторная установка для исследования метанового сбраживания органических отходов с получением биогаза |
US20160250584A1 (en) * | 2015-02-27 | 2016-09-01 | Fcc Aqualia, S.A. | Device and method for simultaneous hydrogen sulphide removal and biogas upgrading |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ГОСТ 32475-2013, МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ ХИМИЧЕСКОЙ ПРОДУКЦИИ, ПРЕДСТАВЛЯЮЩЕЙ ОПАСНОСТЬ ДЛЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ, 3.1 ОБОРУДОВАНИЕ, 2014. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108913540A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-11-30 | 西安建筑科技大学 | 一种试验用微型厌氧发酵集气装置及方法 |
CN109207354A (zh) * | 2018-11-19 | 2019-01-15 | 农业部规划设计研究院 | 一种微生物发酵产气潜力测试装置 |
CN109207354B (zh) * | 2018-11-19 | 2023-09-05 | 农业部规划设计研究院 | 一种微生物发酵产气潜力测试装置 |
CN110274790A (zh) * | 2019-07-02 | 2019-09-24 | 南京信息工程大学 | 一种沉积物厌氧培养及气液采样装置及其使用方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU174038U1 (ru) | Лабораторная установка для замера объема биогаза, образовавшегося при разложении органических материалов в анаэробных условиях | |
CN104236954B (zh) | 污水处理厂处理单元水面n2o的收集装置和采样方法 | |
CN101806695B (zh) | 吸附气含量测量仪及其实验方法 | |
US11561158B2 (en) | Measuring device and method for gas solubility in natural gas hydrate solution system | |
CN109000751B (zh) | 天然气水合物的体积测量设备及方法 | |
CN204855299U (zh) | 一种密度检测仪 | |
CN110455675A (zh) | 厌氧发酵产沼气量自动测量系统和方法 | |
CN104155425B (zh) | 一种高精度pct测试仪及测试储氢合金材料pct的方法 | |
CN206920275U (zh) | 一种测定土样碳酸钙含量的装置 | |
CN103175753A (zh) | 能测定水泥-水体系体积变化值的密度测定仪及测试方法 | |
CN111650352A (zh) | 一种多功能水合物合成及分解模拟的实验系统及实验方法 | |
CN108318100B (zh) | 测量液氮冷冻水合物样品分解释放气体体积的系统及方法 | |
CN212301544U (zh) | 一种多功能水合物合成及分解模拟的实验系统 | |
Harden et al. | Apparatus for Collecting and Measuring the Gases evolved during Fermentation | |
CN115526463A (zh) | 水库淤沙净碳排放量核算方法、系统、存储介质和设备 | |
RU196401U1 (ru) | Лабораторная установка для определения массовой доли основного вещества в гидридах и карбидах щелочных металлов | |
RU171554U1 (ru) | Кальциметр | |
CN107346632A (zh) | 一种钠与水反应定量实验装置 | |
RU118621U1 (ru) | Лабораторная установка для определения массы потерь нефтепродукта от испарения при заполнении вертикальных резервуаров | |
CN201780221U (zh) | 一种医用镁合金生物降解性能拆卸式集气测量装置 | |
CN207396433U (zh) | 一种海洋沉积物中甲烷含量的测试装置 | |
CN201653846U (zh) | 吸附气含量测量仪 | |
CN219104842U (zh) | 一种液化气体水分测试装置 | |
CN216646197U (zh) | 一种土工用渗透试验设备 | |
CN219302386U (zh) | 一种枯竭油藏co2埋存气-水-岩石反应装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190427 |