RU2254700C1 - Биогазовая установка анаэробного сбраживания органических отходов - Google Patents

Биогазовая установка анаэробного сбраживания органических отходов Download PDF

Info

Publication number
RU2254700C1
RU2254700C1 RU2003138035/12A RU2003138035A RU2254700C1 RU 2254700 C1 RU2254700 C1 RU 2254700C1 RU 2003138035/12 A RU2003138035/12 A RU 2003138035/12A RU 2003138035 A RU2003138035 A RU 2003138035A RU 2254700 C1 RU2254700 C1 RU 2254700C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reactor
biomass
perforated
loading
mass
Prior art date
Application number
RU2003138035/12A
Other languages
English (en)
Inventor
Р.Г. Сафин (RU)
Р.Г. Сафин
В.А. Лашков (RU)
В.А. Лашков
Л.Г. Голубев (RU)
Л.Г. Голубев
зева А.В. Кн (RU)
А.В. Князева
Е.К. Воронин (RU)
Е.К. Воронин
Original Assignee
Научно-технический центр по разработке технологий и оборудования (НТЦ РТО)
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 Научно-технический центр по разработке технологий и оборудования (НТЦ РТО) filed Critical Научно-технический центр по разработке технологий и оборудования (НТЦ РТО)
Priority to RU2003138035/12A priority Critical patent/RU2254700C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2254700C1 publication Critical patent/RU2254700C1/ru

Links

Abstract

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для утилизации биомассы при переработке отходов животноводческих производств. Биогазовая установка включает многосекционный реактор, дно которого имеет уклон от узла загрузки к узлу выгрузки, причем последние выполнены в виде конвейеров с приводами мешалки, длина лопастей которых превышает уровень биомассы, расположенные в каждой секции реактора и кинематически связанные с приводом узла загрузки, и газгольдер. Установка снабжена массонасосом и водонагревательным котлом с газовыми горелками, сообщенными с газгольдером. Узлы загрузки и выгрузки выполнены в виде винтовых конвейеров, состоящих из кожуха и вала со спиралью, причем вал конвейера узла загрузки выполнен полым и перфорированным. Кожух конвейера узла выгрузки снабжен герметичной цилиндрической емкостью, установленной выше уровня биомассы и образующей с ним кольцевую полость, сообщенную с полостью вала конвейера узла загрузки через водонагревательный котел и массонасос, при этом в месте расположения емкости кожух выполнен перфорированным. Изобретение позволяет повысить интенсивность процесса биометаногенеза за счет увеличения концентрации активной массы анаэробов и однородности поступающего в биореактор субстрата. 1 ил.

Description

Изобретение относится к технике утилизации биомассы и может найти применение для переработки отходов животноводческих производств.
Преимущественно данное изобретение предназначено для микробиологической анаэробной конверсии навоза в биогаз в условиях животноводческих комплексов, а также индивидуальных и фермерских хозяйств.
Известна непрерывно действующая анаэробная установка системы Шмидта-Эгерглюса, включающая цилиндрическую камеру брожения, по центру которой установлена телескопическая труба с гидронасадкой, насос для перекачивания навоза, смеситель, газгольдер низкого давления, навозохранилище и автоклав (см. книгу Калюжного С.В., Пузанкова А.Г., Варфоломеева С.Д. Биогаз: Проблемы и решение. Биотехнология. //Итоги науки и техники: ВИНИТИ АН СССР. - М.,1988, т.21, с.75-77).
К конструктивным недостаткам известной установки относится то, что выполнение устройства для перемешивания и нагревания биомассы может привести к нарушению герметичности газового колпачка и утечке метана, а в случае проскакивания искры - к взрыву самого устройства.
Отсутствие измельчающего устройства неизбежно приведет к частому забиванию гидронасадки, а разветвленная сеть трубопроводов с запорной арматурой усложняет эксплуатацию установки.
Известна также биогазовая установка системы "Дармштадт", содержащая расположенный под землей реактор с узлами загрузки и выгрузки, горизонтальную мешалку с приводом и сборник газа (см. книгу Калюжного С.В., Пузанкова А.Г., Варфоломеева С.Д. Биогаз: Проблемы и решение. Биотехнология. //Итоги науки и техники: ВИНИТИ АН СССР. - М, 1988, т.21, с.74-75).
При сбраживании необходимо поддерживать уровень биомассы в реакторе постоянным. В противном случае работа реактора будет малоэффективной: при повышении уровня свежий навоз, обладающий меньшим удельным весом, в процессе загрузки не поступит в реакционную зону, а при понижении уровня выделяющийся биогаз будет прорываться через узел загрузки в атмосферу.
Процесс сбраживания осуществляется во всем объеме реактора. В момент разгрузки за счет усреднения биомассы по длине бродильной емкости из реактора удаляется вместе со сброженной массой свежий и частично переработанный навоз. Потеря даже незначительного количества исходного сырья приводит к снижению скорости биометаногенеза.
Кроме того, конструкция мешалки не предотвращает образования застойных зон, приводящих к коркообразованию, увеличению затрат энергии на ее разрушение и снижению интенсивности образования газа.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является биогазовая установка, состоящая из многосекционной емкости, каждая секция которой снабжена мешалкой, сборника биогаза, узлов загрузки и выгрузки, в виде ленточных транспортеров с приводами, сообщенными с донной частью емкости, которая выполнена наклоненной в сторону узла выгрузки, при этом узел загрузки кинематически связан с мешалками (Патент РФ №2074600, МПК А 01 С 3/2, опубл. 10.03.97. Бюл. №7).
Недостатком известного технического решения является нестабильность процесса метаногенеза при изменяющихся условиях сбраживания. Указанный недостаток обусловлен разностью температур биомассы в реакторе и загружаемого сырья, что приводит к увеличению времени ферментации и снижению интенсивности образования газа.
Целью изобретения является интенсификация процесса биометаногенеза.
Указанная цель достигается тем, что в известной биогазовой установке анаэробного сбраживания органических отходов, включающей многосекционный реактор, дно которого имеет уклон от узла загрузки к узлу выгрузки, последние выполнены в виде конвейеров с приводами, мешалки, длина лопастей которых превышает уровень биомассы, расположенные в каждой секции реактора и кинематически связанные с приводом узла загрузки, а также газгольдер, согласно изобретению она снабжена массонасосом и водонагревательным котлом с газовыми горелками, сообщенными с газгольдером, узлы загрузки и выгрузки выполнены в виде винтовых конвейеров, состоящих из кожуха и вала со спиралью, вал конвейера узла загрузки выполнен полым и перфорированным, а кожух конвейера узла выгрузки снабжен герметичной цилиндрической емкостью, установленной выше уровня биомассы и образующей с ним кольцевую полость, сообщенную с полостью вала конвейера узла загрузки через водонагревательный котел и массонасос, при этом кожух в месте расположения емкости выполнен перфорированным.
Отличительными признаками данной установки является то, что она снабжена массонасосом и водонагревательным котлом с газовыми горелками, сообщенными с газгольдером, узлы загрузки и выгрузки выполнены в виде винтовых конвейеров, состоящих из кожуха и вала со спиралью, вал конвейера узла загрузки выполнен полым и перфорированным, а кожух конвейера узла выгрузки снабжен герметичной цилиндрической емкостью, установленной выше уровня биомассы и образующей с ним кольцевую полость, сообщенную с полостью вала конвейера узла загрузки через водонагревательный котел и массонасос, при этом кожух в месте расположения емкости выполнен перфорированным.
Благодаря этому обеспечивается одновременный подогрев и перемешивание свежего навоза до температуры биомассы в реакторе, что ведет к увеличению концентрации активной биомассы анаэробов и обеспечивает однородность поступающего субстрата в биореактор.
Изобретение иллюстрируется чертежом, на котором изображена принципиальная схема биореактора.
Установка состоит из расположенного под землей реактора 1, разделенного на секции 2, узлов загрузки и выгрузки с винтовыми конвейерами 3, 4 и приводами 5, 6.
Секции реактора снабжены колоколообразными сборниками газа 7, мешалками 8 и сообщаются между собой в нижней части бродильной емкости.
Вращение мешалок, связаных между собой кинематически, осуществляется от привода 5 винтового конвейера 3 узла загрузки через цепную передачу 9.
Винтовой конвейер 3 узла загрузки состоит из кожуха 10 и вала 11 со спиралью 12. Вал 11 выполнен полым, перфорированным и расположен горизонтально.
Винтовой конвейер 4 узла выгрузки состоит из кожуха 13, вала 14 со спиралью 15 и цилиндрической емкости 16, образующей с кожухом 13 кольцевую полость 17. В месте расположения цилиндрической емкости 16 кожух перфорирован. Верхний срез винтового конвейера сообщен с приемником шлама 18.
Газгольдер 19 сообщен с горелками 20 водонагревательного котла 21, а полость 17 через водонагревательный котел 21 и массонасос 22 - с перфорированным валом 11 винтового конвейера 3 узла загрузки.
Установка работает следующим образом. После заполнения бродильной емкости навозом начинается процесс биометаногенеза. В процессе сбраживания навоз периодически перемешивают и поддерживают заданный температурный режим (t=35°C).
Свежие органические отходы из животноводческих ферм подают в узел загрузки реактора 1. Включают привод 5 винтового конвейера 3 и навоз перемешивается с жидкостью, перекачиваемой массонасосом 20 и попадающей в полый перфорированный вал 11 винтового конвейера 3.
Из винтового конвейера 5 навоз самотеком перемещается в донную часть первой секции 2 реактора 1. Поскольку удельный вес сброженной массы больше удельного веса свежего навоза, последний всплывает со дна бродильной емкости в основную массу. Одновременно с загрузкой мешалки 8 в секциях реактора 1 усредняют биомассу и разрушают образующуюся корку на ее поверхности. По мере заполнения первой секции свежим навозом часть сброженной массы удаляется в следующую секцию реактора. Различие в удельных весах основной массы секции и поступающей приводит к вытеснению части прореагировавшего навоза. Усреднение массы в следующих секциях и устранение коркообразования осуществляется также с помощью мешалок 8, связанных цепной передачей 9 с приводом 5 винтового конвейера 3.
Степень активности биомассы снижается по мере удаления секции от узла загрузки. При этом за счет увеличения размеров секций объем выделяющегося газа в каждой секции остается постоянным. Накапливающаяся сброженная масса удаляется винтовым конвейером 4 узла выгрузки, работающим от привода 6, в сборник шлама 18. По мере подъема в винтовом конвейере 4 сброженная масса отжимается, при этом часть жидкости, которая через перфорации в кожухе поступает в герметичную емкость 16, подают в водонагревательный котел 21, где подогревают до требуемой температуры, и массонасосом 22 перекачивают в узел загрузки.
Газ, выделяющийся в секциях 2 реактора 1, собирают в колоколообразном сборнике 7 и отводят в газгольдер 19, из него часть газа идет потребителю, а часть попадает в горелки 20 водонагревательного котла 21 для подогрева циркулирующей жидкости. Сборник газа 7 выполнен плавающим, что предохраняет реактор 1 от повышения давления и проникновения атмосферного воздуха в биомассу.
В настоящее время разработаны рабочие чертежи биогазовой установки, внедрение которой планируется на фермерских хозяйствах Республики Татарстан.
Таким образом, перемешивание и подогрев навоза до температуры биомассы в реакторе позволит по сравнению с прототипом обеспечить однородность субстрата и увеличить концентрацию активной биомассы анаэробов.

Claims (1)

  1. Биогазовая установка анаэробного сбраживания органических отходов, включающая многосекционный реактор, дно которого имеет уклон от узла загрузки к узлу выгрузки, последние выполнены в виде конвейеров с приводами, мешалки, длина лопастей которых превышает уровень биомассы, расположенные в каждой секции реактора и кинематически связанные с приводом узла загрузки, газгольдер, отличающаяся тем, что она снабжена массонасосом и водонагревательным котлом с газовыми горелками, сообщенными с газгольдером, узлы загрузки и выгрузки выполнены в виде винтовых конвейеров, состоящих из кожуха и вала со спиралью, вал конвейера узла загрузки выполнен полым и перфорированным, а кожух конвейера узла выгрузки снабжен герметичной цилиндрической емкостью, установленной выше уровня биомассы и образующей с ним кольцевую полость, сообщенную с полостью вала конвейера узла загрузки через водонагревательный котел и массонасос, при этом в месте расположения емкости кожух выполнен перфорированным.
RU2003138035/12A 2003-12-29 2003-12-29 Биогазовая установка анаэробного сбраживания органических отходов RU2254700C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003138035/12A RU2254700C1 (ru) 2003-12-29 2003-12-29 Биогазовая установка анаэробного сбраживания органических отходов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003138035/12A RU2254700C1 (ru) 2003-12-29 2003-12-29 Биогазовая установка анаэробного сбраживания органических отходов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2254700C1 true RU2254700C1 (ru) 2005-06-27

Family

ID=35836423

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003138035/12A RU2254700C1 (ru) 2003-12-29 2003-12-29 Биогазовая установка анаэробного сбраживания органических отходов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2254700C1 (ru)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA013985B1 (ru) * 2007-05-29 2010-08-30 Бикон Энерджи Текнолоджиз Гмбх Унд Ко.Кг Биогазовая установка для производства биогаза из биомассы, а также способ эксплуатации биогазовой установки
US8440437B2 (en) 2008-03-20 2013-05-14 Bekon Energy Technologies Gmbh & Co., Kg Combined installation for the production of biogas and compost, and method of switching a fermenter in a like installation between biogas production and composting
RU2580221C1 (ru) * 2015-01-21 2016-04-10 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) Устройство утилизации отходов животноводства
RU2605312C1 (ru) * 2016-05-27 2016-12-20 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления"(ВСГУТУ) Биогазовая установка
RU171741U1 (ru) * 2017-01-10 2017-06-14 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" Многокамерный биогазовый реактор непрерывной загрузки сырья
RU188085U1 (ru) * 2018-05-16 2019-03-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) Биореактор для получения биогаза при переработке органических бытовых и сельскохозяйственных отходов

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA013985B1 (ru) * 2007-05-29 2010-08-30 Бикон Энерджи Текнолоджиз Гмбх Унд Ко.Кг Биогазовая установка для производства биогаза из биомассы, а также способ эксплуатации биогазовой установки
US8105823B2 (en) 2007-05-29 2012-01-31 Bekon Energy Technologies Gmbh & Co., Kg Biogas installation for production of biogas from biomass, and methods for operation of the biogas installation
US8187869B2 (en) 2007-05-29 2012-05-29 Bekon Energy Technologies Gmbh & Co., Kg Biogas installation for production of biogas from biomass, and methods for operation of the biogas installation
US8440437B2 (en) 2008-03-20 2013-05-14 Bekon Energy Technologies Gmbh & Co., Kg Combined installation for the production of biogas and compost, and method of switching a fermenter in a like installation between biogas production and composting
RU2580221C1 (ru) * 2015-01-21 2016-04-10 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) Устройство утилизации отходов животноводства
RU2605312C1 (ru) * 2016-05-27 2016-12-20 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления"(ВСГУТУ) Биогазовая установка
RU171741U1 (ru) * 2017-01-10 2017-06-14 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" Многокамерный биогазовый реактор непрерывной загрузки сырья
RU188085U1 (ru) * 2018-05-16 2019-03-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) Биореактор для получения биогаза при переработке органических бытовых и сельскохозяйственных отходов

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2254700C1 (ru) Биогазовая установка анаэробного сбраживания органических отходов
AU2009216568B2 (en) A gas actuated mixing system and method
US20210079429A1 (en) Multiple tank high solids anaerobic digester
MX2010010350A (es) Procedimiento para produccion de biogas.
CN202912955U (zh) 卧式厌氧反应器和厌氧反应系统
USH1149H (en) High solids fermentation reactor
CN201981191U (zh) 玻璃钢沼气池
RU2408546C2 (ru) Метантенк для анаэробной обработки органических отходов
KR101716744B1 (ko) 교반 및 스크린벽을 이용한 고상혐기소화장치
RU2580221C1 (ru) Устройство утилизации отходов животноводства
CN105602843A (zh) 一种连续卧式干法厌氧发酵系统
CN102399683B (zh) 一种升流式厌氧反应器
CN203200264U (zh) 一种高效混合厌氧发酵装置
RU110217U1 (ru) Биогазовая установка для производства биогаза из сельскохозяйственных отходов
RU2365080C2 (ru) Биогазовая установка для переработки навоза
RU2540019C1 (ru) Биореактор
RU2074600C1 (ru) Биогазовая установка анаэробного сбраживания органических отходов
RU2463761C1 (ru) Способ производства биогаза из сельскохозяйственных отходов и биогазовая установка для его осуществления
CN203269937U (zh) 畜禽废弃物干发酵厌氧反应器
RU2605312C1 (ru) Биогазовая установка
CN206069860U (zh) 连续式湿干两级动态厌氧发酵设备
RU97124U1 (ru) Метантенк
RU86589U1 (ru) Установка для анаэробной переработки органических отходов животного и растительного происхождения, производства биогаза и жидкого органического удобрения
RU195674U1 (ru) Биогазовый реактор непрерывной загрузки сырья
KR101001131B1 (ko) 축산폐수의 혼합연속 발효장치

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20051230