RU179162U1

RU179162U1 - ORGANIC WASTE PROCESSING PLANT

Info

Publication number: RU179162U1
Application number: RU2017125794U
Authority: RU
Inventors: Виктор Степанович Бык; Григорий Семенович Хулап; Виктор Николаевич Стародубцев; Александр Васильевич Цветков; Никита Олегович Аносов; Риф Закиевич Баширов
Original assignee: Виктор Степанович Бык; Григорий Семенович Хулап; Виктор Николаевич Стародубцев; Александр Васильевич Цветков; Никита Олегович Аносов; Риф Закиевич Баширов
Priority date: 2017-07-19
Filing date: 2017-07-19
Publication date: 2018-05-03

Abstract

Установка для переработки органических отходов включает в себя следующие конструктивно связанные между собой элементы: бункер реагента, бункер органических отходов, питатель шнековый извести, питатель шнековый с фильерой, смеситель, реактор, теплогенератор, узел подачи углекислого газа, узел системы циркуляции пара, рекуператор-холодильник, накопитель конденсата, блок системы автоматического контроля и управления установкой.Реактор выполнен в виде вращающейся трубы, которая расположена горизонтально и имеет внутри себя скошенные ребра и лопатки. Узел загрузки органических отходов и химического реагента содержит устройство автоматической стыковки двух шнековых питателей и фильер. Имеется холодильник-рекуператор, который выполнен в виде замкнутой герметичной системы, исключающей выход газов в атмосферу. Система автоматики обеспечивает контроль технологических параметров и управление работой установки.An installation for processing organic waste includes the following structurally interconnected elements: a reagent hopper, an organic waste hopper, a lime screw feeder, a screw feeder with a die, a mixer, a reactor, a heat generator, a carbon dioxide supply unit, a steam circulation system unit, and a heat recovery cooler condensate accumulator, unit for automatic control and installation control. The reactor is made in the form of a rotating pipe, which is located horizontally and has sloping Dr and vane. The loading unit of organic waste and a chemical reagent contains a device for automatically docking two screw feeders and dies. There is a refrigerator-recuperator, which is made in the form of a closed sealed system, eliminating the release of gases into the atmosphere. The automation system provides control of technological parameters and control of the installation.

Description

Предлагаемая в качестве полезной модели установка для переработки органических отходов относится к области сельского хозяйства и может быть использована для переработки любых органических отходов в комплексные органоминеральные удобрения контролируемого действия, то есть удобрения, в которых физический барьер контролирует высвобождение питательных веществ в зависимости от потребности растений.The plant for processing organic waste, proposed as a useful model, belongs to the field of agriculture and can be used for processing any organic waste into complex organic-mineral fertilizers of controlled action, that is, fertilizers in which the physical barrier controls the release of nutrients depending on the needs of plants.

Из уровня техники известны установки, реализующие различные способы переработки органических отходов в удобрения. Из них наибольший интерес представляют установки, обеспечивающие гарантированную стерилизацию органических отходов в результате взаимодействия предварительно уплотненного водосодержащего органического отхода с химическим реагентом. Такие установки функционируют в составе комплексов технических средств, оснащенных устройствами формирования гранул, устройствами для покрытия гранул оболочкой, дающей возможность синхронизировать высвобождение питательных элементов с потребностью растения.The prior art installations that implement various methods of processing organic waste into fertilizer. Of these, the most interesting are installations that ensure guaranteed sterilization of organic waste as a result of the interaction of pre-compacted aqueous organic waste with a chemical reagent. Such plants operate as part of complexes of technical equipment, equipped with granule forming devices, devices for coating the granules with a shell, which makes it possible to synchronize the release of nutrients with the need of the plant.

В процессе подготовки заявки на предлагаемую полезную модель был произведен патентный поиск, который показал наличие близко схожих по техническому решению изобретений и полезных моделей со следующими номерами: RU 1836603, RU 200216528, RU 2031095, RU 2458027, RU 121805.In the process of preparing the application for the proposed utility model, a patent search was carried out, which showed the presence of inventions and utility models closely related to the technical solution with the following numbers: RU 1836603, RU 200216528, RU 2031095, RU 2458027, RU 121805.

К недостаткам известных установок относится отсутствие автоматизации технического процесса. А также необходимость иметь в составе комплекса дополнительные функциональные устройства, удорожающие их стоимость.The disadvantages of the known installations include the lack of automation of the technical process. And also the need to have additional functional devices in the complex, which increase their cost.

Недостатком установки (патент RU 1836603) является невозможность получения удобрений стабильного высокого качества из-за неравномерного прогрева продукта, больших потерь из-за сгорания части готового продукта и повышенного расхода топлива.The disadvantage of the installation (patent RU 1836603) is the inability to obtain fertilizers of stable high quality due to uneven heating of the product, large losses due to the combustion of part of the finished product and increased fuel consumption.

К недостаткам установок по остальным указанным изобретениям относится либо низкое качество стерилизации и дегазации, либо необходимость включить в состав комплекса дополнительные функциональные устройства. А также отсутствие автоматических систем контроля и управления.The disadvantages of the plants according to the remaining indicated inventions include either a low quality of sterilization and degassing, or the need to include additional functional devices in the complex. And also the lack of automatic control and management systems.

Из известных технических решений наиболее близким к предлагаемой полезной модели является комплекс переработки органических отходов (патент 121805), содержащий подключенную к соответствующим блокам и узлам комплекса систему электропитания и управления, систему телеметрии и видеонаблюдения за технологическим процессом, соединенные трубопроводом загрузочное устройство и блок анализаторов свойств субстрата.Of the known technical solutions, the closest to the proposed utility model is the organic waste processing complex (patent 121805), which contains a power supply and control system connected to the corresponding blocks and nodes of the complex, a telemetry and video surveillance system for the technological process, a loading device and a substrate analyzer block connected to the pipeline .

Полезная модель содержит также следующие системы: предварительной подготовки субстрата, финишной подготовки субстрата, стерилизации субстрата, анаэробной метаногенной ферментации субстрата, удаления остатков биогаза из субстрата после ферментации и систему распределения жидкого органического удобрения, соединенную посредством газопроводов с соответствующими выходами агрегата анаэробной метаногенной ферментации субстрата и удаления остатков биогаза.The utility model also contains the following systems: preliminary preparation of the substrate, final preparation of the substrate, sterilization of the substrate, anaerobic methanogenic fermentation of the substrate, removal of biogas residues from the substrate after fermentation, and a liquid organic fertilizer distribution system connected via gas pipelines to the corresponding exits of the anaerobic methanogenic fermentation unit of the substrate and removal biogas residues.

Агрегат распределения биогаза и/или его компонентов соединен посредством газопровода с соответствующим входом узла анаэробной метаногенной ферментации субстрата. Дополнительный трубопровод соединяет выход узла финишной подготовки субстрата и соответствующий вход узла анаэробной метаногенной ферментации субстрата.The distribution unit of biogas and / or its components is connected via a gas pipeline to the corresponding input of the anaerobic methanogenic fermentation unit of the substrate. An additional pipeline connects the output of the site of the final preparation of the substrate and the corresponding input of the site of anaerobic methanogenic fermentation of the substrate.

Входы инокулятора соединены с соответствующим выходом узла финишной подготовки субстрата посредством дополнительного трубопровода, имеющего регулирующий клапан, с трубопроводом на участке соединения узла стерилизации субстрата и узла анаэробной ферментации. Выход инокулятора с помощью трубопровода соединен с соответствующим входом агрегата анаэробной метаногенной ферментации субстрата и соединен посредством дополнительного трубопровода с трубопроводом на участке соединения агрегатов стерилизации субстрата и анаэробной метаногенной ферментации субстрата после точки соединения трубопровода и трубопровода, имеющего регулирующий клапан.The inoculator inputs are connected to the corresponding output of the substrate preparation unit by means of an additional pipeline having a control valve with a pipeline at the connection site of the substrate sterilization unit and the anaerobic fermentation unit. The outlet of the inoculator using a pipeline is connected to the corresponding input of the anaerobic methanogenic fermentation unit of the substrate and connected via an additional pipeline to the pipeline at the junction of the substrate sterilization units and anaerobic methanogenic fermentation of the substrate after the connection point of the pipeline and the pipeline having a control valve.

Посредством дополнительного трубопровода инокулятор соединен с выходом агрегата финишной подготовки субстрата. При этом трубопроводы связи выхода инокулятора с дополнительным трубопроводом совмещены с однонаправленными клапанами, а агрегаты распределения жидкого органического удобрения и биогаза и его компонентов выполнены с возможностью сообщения с потребителем посредством трубопровода и дополнительного газопровода соответственно. Система электропитания и управления комплексом подключена к системе телеметрии и видеонаблюдения за технологическим процессом посредством электропроводной или беспроводной связи.By means of an additional pipeline, the inoculator is connected to the outlet of the substrate finishing preparation unit. In this case, the pipelines for connecting the inoculator exit with an additional pipeline are combined with unidirectional valves, and the distribution units of liquid organic fertilizer and biogas and its components are made with the possibility of communication with the consumer through the pipeline and the additional gas pipeline, respectively. The power supply and control system of the complex is connected to a telemetry and video surveillance system for the technological process through electrical or wireless communication.

Недостатком вышеописанного технического решения является то, что оноThe disadvantage of the above technical solution is that it

требует наличия специального устройства формовки, устройства промывки гранул щелочным раствором гумата кальция и устройства промывки водным раствором высокомолекулярной фракции фульвокислот с последующей аэрацией, что в результате усложняет его устройство и удорожает стоимость изготовления.requires a special molding device, a device for washing granules with an alkaline solution of calcium humate, and a device for washing an aqueous solution of a high molecular weight fraction of fulvic acids with subsequent aeration, which as a result complicates its construction and increases the cost of manufacturing.

Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в повышении эффективности производства удобрений, упрощении конструкции установки и удешевлении ее стоимости.The problem to which the claimed technical solution is directed is to increase the efficiency of fertilizer production, simplify the design of the plant and reduce its cost.

Решение поставленной задачи и технический результат достигаются за счет создания высокопроизводительной установки широкого профиля для производства гранулированных органоминеральных удобрений контролируемого действия, не имеющей вышеперечисленных недостатков и способной перерабатывать органические отходы путем экзотермического химического взаимодействия водной части органики с негашеной известью (СаО) и одновременно преобразующей удобрения в гранулы, покрытые карбонаткальцевой оболочкой.The solution of this problem and the technical result are achieved by creating a high-performance installation of a wide profile for the production of granular organic fertilizers of controlled action that does not have the above disadvantages and is able to process organic waste by exothermic chemical interaction of the aqueous part of the organic matter with quicklime (CaO) and at the same time converting fertilizer into granules coated with a carbonate shell.

Благодаря замкнутому циклу работы, установка обеспечивает экологически чистое производство.Due to the closed cycle of operation, the installation provides environmentally friendly production.

Предлагаемая установка не требует включения в технологическую цепочку дополнительных механизмов для формирования гранул, обволакивания их пленкой, а также применения дополнительных химических реагентов и устройств, необходимых для промывки и аэрации.The proposed installation does not require the inclusion in the technological chain of additional mechanisms for the formation of granules, wrapping them with a film, as well as the use of additional chemicals and devices necessary for washing and aeration.

Установка содержит следующие конструктивно связанные элементы:The installation contains the following structurally related elements:

- реактор, выполненный в виде вращающейся трубы, которая расположена горизонтально, имеет внутренние скошенные ребра и лопатки и обеспечивает совмещение следующих процедур: проведение химической реакции и перемещение гранул к соплу для выхода готовой продукции.- the reactor, made in the form of a rotating pipe, which is located horizontally, has internal beveled ribs and blades and provides a combination of the following procedures: conducting a chemical reaction and moving the granules to the nozzle to exit the finished product.

- агрегат загрузки сырья (органических отходов и химического реагента), содержащий устройство автоматической стыковки двух шнековых питателей с фильерами, формирующими гранулы.- a unit for loading raw materials (organic waste and a chemical reagent), comprising a device for automatically docking two screw feeders with dies forming granules.

- холодильник-рекуператор, обеспечивающий изготовление и сбор щелочного осадка, выполненный в виде замкнутой герметичной системы, исключающей выход газа в атмосферу.- refrigerator recuperator, providing the manufacture and collection of alkaline sediment, made in the form of a closed sealed system, eliminating the release of gas into the atmosphere.

- автоматизированную систему контроля параметров и управления технологическим процессом.- An automated control system for parameters and process control.

Техническое решение предлагаемой полезной модели установка для переработки органических отходов поясняется блок-схемой, изображенной на фиг.1.The technical solution of the proposed utility model installation for the processing of organic waste is illustrated by the block diagram depicted in figure 1.

Установка включает в себя следующие конструктивно связанные между собой элементы: бункер 1 реагента, бункер 2 органических отходов, питатель шнековый 3 извести, питатель шнековый 4 с фильерой, смеситель 5, реактор 6, теплогенератор 7, узел 8 подачи углекислого газа, узел 9 системы циркуляции пара, рекуператор-холодильник 10, накопитель 11 конденсата, блок 12 автоматического контроля параметров и управления установкой.The installation includes the following structurally interconnected elements: a reagent hopper 1, an organic waste bin 2, a screw feeder 3 lime, a screw feeder 4 with a die, a mixer 5, a reactor 6, a heat generator 7, a carbon dioxide supply unit 8, a circulation system unit 9 steam, recuperator-cooler 10, condensate storage 11, unit 12 for automatic parameter control and installation control.

Работа установки осуществляется следующим образом.The installation is as follows.

Из бункера 1 шнековым питателем 3 в смеситель 5 подается реагент (высоко реактивная негашеная известь), одновременно из бункера 2 с помощью шнекового питателя 4 через фильеру в виде гранул в смеситель 5 подается сырье - органические отходы, предварительно уплотненное до 10-15% сухого остатка. В смесителе 5 смесь с помощью щетки перемешивается, обволакивается реагентом и перемещается в реактор 6.Reagent (highly reactive quicklime) is fed from hopper 1 by screw feeder 3 to mixer 5; at the same time, raw material - organic waste, pre-compacted to 10-15% of dry residue, is fed through mixer in the form of granules from hopper 2 through screw feeder 4 . In the mixer 5, the mixture is mixed with a brush, enveloped with a reagent and transferred to the reactor 6.

В процессе обволакивания происходит химическая реакция с выделением тепла до 120-150°С и разложением воды до гидроокиси (ОН), в результате чего гранулы полностью стерилизуются и подсушиваются до необходимой влажности.In the process of enveloping, a chemical reaction occurs with the release of heat to 120-150 ° C and the decomposition of water to hydroxide (OH), as a result of which the granules are completely sterilized and dried to the required humidity.

В реакторе в результате вращения трубы, установленные в ней скошенные ребра определенной винтовой геометрии обеспечивают перемешивание и перемещение гранул к оборудованному заслонкой соплу вывода готовой продукции.As a result of the rotation of the pipe in the reactor, the beveled ribs of a certain helical geometry installed in it provide mixing and moving the granules to the outlet nozzle of the finished product equipped with a damper.

Для окончательного формирования карбонатной оболочки гранул, выполняющей в удобрении роль физического барьера, реактор 6 оснащен теплогенератором 7 и узлом 8 подачи углекислого газа. Карбонатная оболочка за время передвижения гранул в реакторе к выходному соплу полностью формируется.For the final formation of the carbonate shell of the granules, which plays the role of a physical barrier in the fertilizer, the reactor 6 is equipped with a heat generator 7 and a carbon dioxide supply unit 8. The carbonate shell during the movement of the granules in the reactor to the outlet nozzle is fully formed.

Рекуператор-холодильник 10 в сочетании с герметичным узлом 9 замкнутой системы циркуляции пара исключают выброс щелочного пара в атмосферу.Recuperator-cooler 10 in combination with a sealed unit 9 of a closed steam circulation system exclude the release of alkaline steam into the atmosphere.

В результате химической реакции органических отходов с реагентом выделяется щелочной пар. Для преобразования пара в щелочной конденсат в состав установки включен рекуператор-холодильник 10, обеспечивающий конденсацию пара, и накопитель конденсата 11. Рекуператор-холодильник 10 конструктивно является частью узла 9, образующего замкнутую систему циркуляции пара, исключающую выход щелочного пара в атмосферу.As a result of a chemical reaction of organic waste with a reagent, alkaline steam is released. To convert steam into alkaline condensate, the unit includes a recuperator-cooler 10, which provides steam condensation, and a condensate accumulator 11. The recuperator-cooler 10 is structurally part of the unit 9, which forms a closed system of steam circulation, eliminating the release of alkaline vapor into the atmosphere.

Блок 12 контроля параметров и управления установкой выполняет функцию синхронизации работы шнековых питателей, вращения реактора, подачи тепла и углекислого газа.Unit 12 control parameters and control the unit performs the function of synchronizing the work of screw feeders, the rotation of the reactor, the supply of heat and carbon dioxide.

На выходе из реактора сформированные в гранулы покрытые карбонатной оболочкой оргаминеральные удобрения содержат на единицу вещества влажностью 25% следующие элементы:At the outlet of the reactor, the organo-mineral fertilizers formed into granules coated with a carbonate shell contain per unit of substance with a moisture content of 25% the following elements:

органическое веществоorganic matter до 70%up to 70% общий азот доtotal nitrogen up 1,47%1.47% общий фосфор доtotal phosphorus up 1,56%1.56% общий калий доtotal potassium up 1,38%1.38% химически активное вещество СаО доchemically active substance Cao to 25%25% специальные добавкиspecial additives под заказunder the order

Установка имеет гермо- и термоизоляции, что исключает возможность выбросов в атмосферу запахов, дыма и вредных веществ.The installation has a hermetic and thermal insulation, which eliminates the possibility of emissions into the atmosphere of odors, smoke and harmful substances.

Установка полностью автоматизирована и высокопроизводительна, не требует дополнительных устройств формовки, подсушки и покрытия гранул оболочкой.The installation is fully automated and high-performance, does not require additional devices for forming, drying and coating the granules with a shell.

При решении данной технической задачи был исследован процесс переработки органических отходов в комплексные органоминеральные удобрения контролируемого действия с заданными параметрами, в котором физический барьер контролирует высвобождение питательных веществ в зависимости от потребности растений. Результаты испытаний опытного образца установки подтвердили результаты исследований.To solve this technical problem, the process of processing organic waste into complex organic-mineral fertilizers of controlled action with specified parameters was studied, in which the physical barrier controls the release of nutrients depending on the needs of plants. The test results of the prototype installation confirmed the research results.

В связи с вышеизложенным, можно сделать вывод о том, что предложенное техническое решение соответствует условиям патентоспособности «новизна» и, учитывая простоту конструкции и технологичность изготовления, «промышленная применимость».In connection with the foregoing, we can conclude that the proposed technical solution meets the conditions of patentability "novelty" and, given the simplicity of design and manufacturability, "industrial applicability".

Claims

An installation for processing organic waste, which includes the following structurally interconnected elements: a reagent hopper with the possibility of feeding lime from it into the mixer by a screw feeder, an organic waste hopper with the possibility of feeding raw materials from it with a screw feeder and a die to the mixer, an organic waste loading unit and chemical reagent containing a device for automatically docking two screw feeders and dies, equipped with a heat generator and a carbon dioxide supply unit, in which there is there is the possibility to move the contents of the mixer, a steam circulation unit with a recuperator-cooler, forming a closed airtight steam circulation system, and a condensate accumulator, the reactor being made in the form of a rotating pipe that is horizontal and has beveled ribs and vanes inside, and an automatic control unit and control of the installation performs the function of synchronizing the work of screw feeders, the rotation of the reactor, the supply of heat and carbon dioxide.