RU2399184C1 - Biogas complex - Google Patents

Biogas complex Download PDF

Info

Publication number
RU2399184C1
RU2399184C1 RU2009112755/12A RU2009112755A RU2399184C1 RU 2399184 C1 RU2399184 C1 RU 2399184C1 RU 2009112755/12 A RU2009112755/12 A RU 2009112755/12A RU 2009112755 A RU2009112755 A RU 2009112755A RU 2399184 C1 RU2399184 C1 RU 2399184C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tank
complex
biogas
additional
biogas complex
Prior art date
Application number
RU2009112755/12A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Михайлович Полянский (RU)
Сергей Михайлович Полянский
Дмитрий Анатольевич Астахов (RU)
Дмитрий Анатольевич Астахов
Цогт Нацагдоржевич Будаев (RU)
Цогт Нацагдоржевич Будаев
Original Assignee
Сергей Михайлович Полянский
Дмитрий Анатольевич Астахов
Цогт Нацагдоржевич Будаев
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 Сергей Михайлович Полянский, Дмитрий Анатольевич Астахов, Цогт Нацагдоржевич Будаев filed Critical Сергей Михайлович Полянский
Priority to RU2009112755/12A priority Critical patent/RU2399184C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2399184C1 publication Critical patent/RU2399184C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: agriculture.
SUBSTANCE: invention relates to agriculture and concerns biogas complex. It contains separator communicating with a desiccant and a flow tank with water plants, power control and power supply connected to the elements of the complex, a punch, consistently interconnected with routes, receiving container with a pump, an additional separator, shredder, an ejector, a collector bunk, additional pump, a digester tank, a gas holder, a filter, and a cogeneration unit, while primary and secondary separators through additional routes are communicated with the desiccant and the punch, respectively, digester tank is with the main separator, the filter is with flow tank with water plants. Output of cogeneration unit is connected to the consumer of heat and electricity, and elements of regulation and maintaining the temperature set in the storage, flow tank and the desiccant.
EFFECT: invention enables to increase more efficiently the use of energy received and reduce investment in active bioreactors.
18 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области переработки органических отходов сельскохозяйственных животных и растениеводства в высокоэффективные органические удобрения, биогаз, тепловую и электрическую энергию в условиях животноводческих комплексов, а также индивидуальных и фермерских хозяйств.The invention relates to the field of processing organic waste of farm animals and crop production into highly effective organic fertilizers, biogas, thermal and electric energy in the conditions of livestock complexes, as well as individual and farms.
Известна установка для метанового сбраживания навоза (А.С. SU №1549496, А01С 3/00, 15.03.1990), содержащая приемную емкость, сообщенную с цилиндрическим реактором, имеющим газовый колпак, средство отбора биогаза, устройство гидродинамического перемешивания сбраживаемой массы. Выгрузная емкость установки выполнена в виде гидравлического затвора, сообщенного с приемной емкостью и реактором.Known installation for methane digestion of manure (AS SU No. 1549496, A01C 3/00, 03/15/1990), containing a receiving tank in communication with a cylindrical reactor having a gas cap, a biogas selection means, a device for hydrodynamic mixing of the fermented mass. The discharge tank of the installation is made in the form of a hydraulic shutter, in communication with the receiving tank and the reactor.
Недостатком известного технического решения является его сложность и малая степень надежности в процессе эксплуатации.A disadvantage of the known technical solution is its complexity and a small degree of reliability during operation.
Также известна установка для переработки отходов животноводства в удобрения (RU 2048722, А01С 3/02, 1993.02.02), содержащая усреднитель, соединенный посредством насоса с метантенком, узел разделения сброженной массы на фракции, устройство для обезвоживания твердой фракции и средство обеззараживания жидкой фракции, приспособление для нагрева отходов, газгольдер, насос, трубопроводы и необходимые входные и выходные патрубки. Установка снабжена фильтром очистки биогаза, кислотогенным реактором, который своим входным патрубком соединен с выходным патрубком отходов основного теплообменника, а выходным с упомянутым узлом разделения сброженной массы на фракции, а также дополнительным теплообменником и средством обеззараживания твердой фракции, при этом дополнительный теплообменник соединен с патрубком отвода жидкой фракции указанного узла разделения посредством насоса, а средство обеззараживания твердой фракции установлено на входе устройства для ее обезвоживания и выполнено в виде смесителя, сообщенного с бункером для негашеной извести.Also known is a plant for processing livestock waste into fertilizers (RU 2048722, АСС 3/02, 1993.02.02), comprising a homogenizer connected by a pump to a digester, a unit for separating the fermented mass into fractions, a device for dehydrating the solid fraction and a means for disinfecting the liquid fraction, a device for heating waste, a gas holder, a pump, pipelines and the necessary inlet and outlet pipes. The installation is equipped with a biogas purification filter, an acidogenic reactor, which is connected with the inlet to the outlet of the waste of the main heat exchanger, and to the outlet with the aforementioned unit for separating the fermented mass into fractions, as well as an additional heat exchanger and means for disinfecting the solid fraction, while an additional heat exchanger is connected to the outlet the liquid fraction of the specified separation unit by means of a pump, and the means for disinfecting the solid fraction is installed at the inlet of the device for its decontamination ozhivaniya and is designed as a mixer communicated with a tank for the quicklime.
Недостатком известной установки является недостаточный уровень ее эффективности вследствие невысокой степени использования получаемой собственной тепловой и электрической энергии, а также невозможности снижения уровня эмиссии парниковых газов и создания дополнительных источников кормовой базы животноводческого комплекса.A disadvantage of the known installation is the insufficient level of its efficiency due to the low degree of use of its own heat and electric energy, as well as the impossibility of reducing the level of greenhouse gas emissions and creating additional sources of feed for the livestock complex.
Известна биогазовая установка для переработки навоза, включающая приемную емкость, гидрогерметизатор, газовый колпак, манометр, устройство подогрева и отбора газа. Приемная емкость выстлана чехлом из водонепроницаемого материала с армированным дном и жестко закрепленным верхним краем. Чехол является подвижным, так как армированное дно чехла связано с подъемным механизмом, при этом дно чехла опирается на решетку, под которой расположено устройство подогрева в водяной рубашке. Гидрогерметизатор снабжен выгрузным трубопроводом, конец которого находится выше уровня выгрузной площадки (патент RU №2286038, A01C 3/02, опубл. 27.10.2005, Бюл. №30).Known biogas plant for the processing of manure, including a receiving tank, a water sealer, a gas cap, pressure gauge, a heating device and gas selection. The receiving tank is lined with a cover made of waterproof material with a reinforced bottom and a rigidly fixed upper edge. The cover is movable, since the reinforced bottom of the cover is connected with a lifting mechanism, while the bottom of the cover rests on a grate, under which there is a heating device in a water jacket. The sealant is equipped with an unloading pipe, the end of which is above the level of the unloading platform (patent RU No. 2286038, A01C 3/02, publ. 10/27/2005, Bull. No. 30).
Недостатками этой установки являются высокие энергозатраты, невозможность получения собственной электрической и тепловой энергии, высококачественных сухих и эффективных быстродействующих жидких биоорганических удобрений, а также низкая производительность, что ограничивает возможности ее использования (только мелкие хозяйства).The disadvantages of this installation are the high energy consumption, the inability to obtain its own electrical and thermal energy, high-quality dry and effective high-speed liquid bioorganic fertilizers, as well as low productivity, which limits the possibility of its use (only small farms).
Также известна установка для переработки отходов животноводства и производства удобрений (RU №2056393 C1, C05F 3/06, 1993.03.19), содержащая блоки нейтрализации и очистки, компремирования и хранения газа, первый из которых выполнен в виде последовательно установленных накопителя навоза с жидкостным разбавителем и насосом подачи, теплообменника, метантенка, и сепаратор с магистралями вывода твердой и жидкой фракций, подключенными соответственно через насосы-активаторы к потребителю и отстойнику, при этом перед матантенком на линии подачи подогретого навоза установлен газожидкостный эжектор, а в метантенке установлен эрлифтный барботер, соединенный по входу с выходом газожидкостного эжектора, вход которого по газу соединен с выходом блока компремирования и хранения газа.Also known installation for the processing of animal waste and fertilizer production (RU No. 2056393 C1, C05F 3/06, 1993.03.19), containing blocks of neutralization and purification, compression and storage of gas, the first of which is made in the form of sequentially installed slurry drive with liquid diluent and a feed pump, a heat exchanger, a digester, and a separator with solid and liquid fraction outlet pipes connected respectively through activator pumps to a consumer and a settling tank, while in front of the heating mat a gas-liquid ejector is installed in the manure, and an airlift bubbler is installed in the digester, connected at the input to the output of the gas-liquid ejector, the gas input of which is connected to the output of the gas compression and storage unit.
Недостатком известного технического решения является невозможность получения собственной электрической и тепловой энергии, достаточной для обеспечения функционирования биогазового комплекса и потребителя, а также невозможность получения дополнительных кормовых средств для животноводческого комплекса.A disadvantage of the known technical solution is the impossibility of obtaining its own electric and thermal energy, sufficient to ensure the functioning of the biogas complex and the consumer, as well as the impossibility of obtaining additional feed for the livestock complex.
Также известна установка для анаэробного сбраживания органических отходов с получением биогаза (RU №2073360 C1, C02F 11/04, 1994.12.19), содержащая не менее двух камер брожения, например, биореактор кислотогенной стадии брожения и метантенк, соединенных по линии отбора биогаза с газгольдером, подводящие и отводящие трубопроводы, элементы регулирования и поддержания температуры в камерах брожения, резервуары предварительной подготовки отходов и готовых удобрений, подводящие и отводящие трубопроводы. Установка снабжена энергетическим блоком для получения тепловой и электрической энергии, к входу по биогазу которого подключен выход газгольдера, элементы регулирования и поддержания температуры первой камеры брожения подключены с одной стороны к отводящему трубопроводу с метановой бражкой второй камеры брожения, а с другой -к резервуару готовых условно жидких удобрений, а указанные элементы второй камеры брожения подключены с одной стороны к входу по воде энергетического блока, а с другой - через потребитель тепла к его выходу по воде.Also known is an apparatus for anaerobic digestion of organic waste to produce biogas (RU No. 2073360 C1, C02F 11/04, 1994.12.19), containing at least two fermentation chambers, for example, an acidogenic fermentation bioreactor and a digester connected via a biogas extraction line to a gas tank , inlet and outlet pipelines, elements for regulating and maintaining the temperature in the fermentation chambers, tanks for the preliminary preparation of waste and finished fertilizers, inlet and outlet pipelines. The installation is equipped with an energy unit for generating thermal and electric energy, the gas tank output is connected to the biogas input of the gas tank, the elements for controlling and maintaining the temperature of the first fermentation chamber are connected, on the one hand, to the discharge pipe with the methane mash of the second fermentation chamber, and, on the other, to the reservoir liquid fertilizers, and the indicated elements of the second fermentation chamber are connected on the one hand to the water inlet of the energy block, and on the other, through the heat consumer to its water outlet .
Недостатками известного технического решения является невозможность получения высококачественных сухих (компост) и эффективных быстродействующих жидких биоорганических удобрений, также невозможность получения дополнительного источника кормовой базы животноводческого комплекса.The disadvantages of the known technical solutions are the impossibility of obtaining high-quality dry (compost) and effective high-speed liquid bioorganic fertilizers, as well as the inability to obtain an additional source of feed base of the livestock complex.
Также известна биогазовая установка анаэробного сбраживания органических отходов, преимущественно навоза (RU №2074600 C1, A01C 3/02, 1993.01.26), включающая реактор, выполненный в виде емкости с лопастной мешалкой, установленной на горизонтальной оси вращения, узлы загрузки и выгрузки отходов и сборник биогаза, при этом емкость установки снабжена дополнительными лопастными мешалками и выполнена многосекционной, дно емкости расположено с наклоном в сторону узла выгрузки, узлы загрузки и выгрузки снабжены ленточными транспортерами с приводами, а мешалки установлены в каждой секции емкости и имеют общий привод, выполненный в виде цепной передачи, кинематически связанной с приводом ленточного транспортера узла загрузки.Also known is a biogas plant for anaerobic digestion of organic waste, mainly manure (RU No. 2074600 C1, A01C 3/02, 1993.01.26), including a reactor made in the form of a tank with a paddle mixer mounted on a horizontal axis of rotation, waste loading and unloading units, and a biogas collector, while the installation capacity is equipped with additional paddle mixers and is multi-sectional, the bottom of the tank is inclined towards the discharge unit, the loading and unloading units are equipped with belt conveyors with drives, and the mesh ki installed in each section of the vessel and have a common drive, designed as a chain drive which is kinematically coupled with the drive of the conveyor belt assembly load.
Также известна биогазовая установка (RU №75908, A01C 3/02, 2008.04.09), которая содержит приемную емкость, образованную земляным валом и облицованную неподвижным чехлом из теплоизоляционного материала, края которого уложены в углубление кольцевого гидрогерметизатора. Емкость снабжена вертикальной и наклонной мешалками, загрузочным и выгрузным трубопроводами. Непосредственно над биомассой расположен теплоизоляционный редко перфорированный экран, края которого уложены в углубление кольцевого гидрогерметизатора. Газовый колпак (газгольдер) установки выполнен из полимерного материала, края которого закручены в виде кольцевого накопителя балластной воды и уложены в углубление кольцевого гидрогерметизатора. Кольцевой накопитель оснащен заливным и сливным патрубками и системой подогрева балластной воды. Кольцевой гидрогерметизатор заполнен водой, а в днище емкости установлена дренажная труба.Also known is a biogas plant (RU No. 75908, A01C 3/02, 2008.04.09), which contains a receiving tank formed by an earthen shaft and lined with a fixed cover of heat-insulating material, the edges of which are laid in the recess of the annular sealant. The tank is equipped with vertical and inclined mixers, loading and unloading pipelines. Directly above the biomass is a heat-insulating, rarely perforated screen, the edges of which are laid in the recess of the annular hydro-sealant. The gas cap (gas holder) of the installation is made of a polymeric material, the edges of which are twisted in the form of an annular ballast water reservoir and laid in a recess of the annular hydraulic sealant. The ring drive is equipped with filler and drain pipes and a ballast water heating system. The annular sealant is filled with water, and a drainage pipe is installed in the bottom of the tank.
Недостатками двух последних технических решений являются невозможности получения собственной электрической и тепловой энергии, высококачественных сухих и эффективных быстродействующих жидких биоорганических удобрений, а также отсутствие дополнительных источников кормовой базы животноводческого комплекса.The disadvantages of the last two technical solutions are the impossibility of obtaining their own electric and thermal energy, high-quality dry and effective high-speed liquid bioorganic fertilizers, as well as the lack of additional sources of food supply for the livestock complex.
Также известны автономные биоэнергетические установки, содержащие биореактор с механической мешалкой и системой автоматического управления, водогрейный котел, загрузочную емкость, фекальный насос, газгольдер, емкость для хранения удобрений, биогазэлектрогенератор, а также бойлер для горячей воды (ж. АгроРынок, №1, 2007 г.).Autonomous bioenergy plants containing a bioreactor with a mechanical stirrer and an automatic control system, a water boiler, a loading tank, a fecal pump, a gas tank, a fertilizer storage tank, a biogas-electric generator, and a hot water boiler are also known (AgroRynok, No. 1, 2007). .).
Недостатком известных установок является невозможность получения высококачественных сухих (компост) и эффективных быстродействующих жидких биоорганических удобрений и отсутствие источника создания собственной кормовой базы животноводческого комплекса.A disadvantage of the known installations is the impossibility of obtaining high-quality dry (compost) and effective high-speed liquid bioorganic fertilizers and the lack of a source for creating their own feed base for the livestock complex.
Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности биогазового комплекса по переработке органических отходов животноводческого комплекса.The objective of the present invention is to increase the efficiency of the biogas complex for the processing of organic waste of the livestock complex.
Техническим результатом от использования изобретения является возможность получения:The technical result from the use of the invention is the ability to obtain:
- собственной электрической и тепловой энергии, достаточной для обеспечения деятельности биогазового комплекса и потребителя,- own electric and heat energy sufficient to ensure the operation of the biogas complex and the consumer,
- высококачественных сухих (компост) и эффективных быстродействующих жидких биоорганических удобрений,- high-quality dry (compost) and effective high-speed liquid bioorganic fertilizers,
а также возможность повышения:as well as the possibility of increasing:
- уровня экологии территорий вследствие очищения их от биоорганического загрязнения отходами жизнедеятельности крупного рогатого скота;- the level of ecology of the territories due to their purification from bioorganic pollution by livestock waste from cattle;
- качества продуктов животноводства и растениеводства и рентабельности сельхозпроизводства,- the quality of livestock and crop production products and the profitability of agricultural production,
а также:as well as:
- снижение эмиссии парниковых газов;- reduction of greenhouse gas emissions;
- укрепление кормовой базы животноводческого комплекса за счет формирования дополнительного источника кормов.- Strengthening the feed base of the livestock complex due to the formation of an additional source of feed.
Решение задачи и достижение технического результата обеспечивается биогазовым комплексом, содержащим сепаратор, сообщающийся с осушителем и проточным резервуаром с водными растениями, блок управления и питания, подключенный к элементам комплекса, компостер, последовательно соединенные между собой магистралями приемную емкость с насосом, дополнительный сепаратор, измельчитель, эжектор, накопитель, дополнительный насос, метантенк, газгольдер, фильтр и когенерационную установку, при этом основной и дополнительный сепараторы посредством дополнительных магистралей сообщены с осушителем и компостером соответственно, метантенк - с основным сепаратором, фильтр - с проточным резервуаром с водными растениями, а выход когенерационной установки подключен к потребителю тепловой и электрической энергии и элементам регулирования и поддержания температуры, установленным в накопителе, проточном резервуаре и осушителе.The solution to the problem and the achievement of the technical result is provided by a biogas complex containing a separator in communication with a desiccant and a flow tank with aquatic plants, a control and power unit connected to the elements of the complex, a composter, a receiving tank with a pump connected in series with each other, an additional separator, a grinder, ejector, accumulator, additional pump, digester, gas holder, filter and cogeneration unit, while the main and additional separators are ohms of additional lines are communicated with a desiccant and a composter, respectively, a digester with a main separator, a filter with a flow tank with water plants, and the output of the cogeneration unit is connected to a consumer of thermal and electric energy and temperature control and maintenance elements installed in the drive, flow tank and dehumidifier.
Решению поставленной задачи и достижению указанного технического результата способствуют также частные существенные признаки изобретения.The solution of the problem and the achievement of the specified technical result is also promoted by private essential features of the invention.
Сепараторы выполнены в виде центрифуг.Separators are made in the form of centrifuges.
Приемная емкость выполнена в виде открытого резервуара.The receiving tank is made in the form of an open tank.
Измельчитель выполнен электроискровым.The chopper is made of electrospark.
Эжектор выполнен газожидкостным.The ejector is made gas-liquid.
Метантенк выполнен в виде двухсекционного реактора, секции которого представляют собой сообщающиеся наклонный трубопровод и вертикальную башню.The digester is made in the form of a two-section reactor, sections of which are connected by an inclined pipeline and a vertical tower.
Секции заполнены картриджами, выполненными из пористого материала.The sections are filled with cartridges made of porous material.
Проточный резервуар выполнен крытым.The flow tank is made indoor.
Проточный резервуар выполнен многосекционным.The flow tank is multi-sectional.
Проточный резервуар выполнен в виде проточного бассейна и/или проточного сосуда.The flow tank is made in the form of a flow pool and / or flow vessel.
Секции проточного резервуара выполнены сообщающимися или изолированными друг от друга.The sections of the flow tank are made communicating or isolated from each other.
В секциях проточного резервуара размещены водные растения одного или различных видов.In the sections of the flow tank water plants of one or various species are placed.
Водные растения представляют собой водный гиацинт и/или макро- и микрорастения.Aquatic plants are aqueous hyacinth and / or macro and micro plants.
Приемная емкость установлена над или под землей.The receiving tank is installed above or below the ground.
Приемная емкость снабжена чехлом, выполненным из теплоизоляционного материала.The receiving tank is equipped with a cover made of heat-insulating material.
Стенки проточного резервуара выполнены с теплоизоляционным покрытием.The walls of the flow tank are made with a heat-insulating coating.
Элементы регулирования и поддержания температуры выполнены в виде теплообменников и/или электронагревателей.Elements of regulation and temperature maintenance are made in the form of heat exchangers and / or electric heaters.
Выход метантенка сообщен с его входом посредством дополнительной магистрали, второго дополнительного насоса и вентиля.The output of the digester is communicated with its input through an additional line, a second additional pump and valve.
На фиг.1 представлена структурная схема биокомплекса.Figure 1 presents the structural diagram of the biocomplex.
На фиг.2 - схема метантенка.Figure 2 - diagram of the digester.
Биогазовый комплекс содержит сепаратор 1, сообщающийся с осушителем 2 и проточным резервуаром 3 с водными растениями, блок 4 управления и питания, подключенный к элементам комплекса, компостер 5, последовательно соединенные между собой магистралями 6 приемную емкость 7 с насосом 8, дополнительный сепаратор 9, измельчитель 10, эжектор 11, накопитель 12, дополнительный насос 13, метантенк 14, газгольдер 15, фильтр 16 и когенерационную установку 17, при этом основной 1 и дополнительный 9 сепараторы посредством дополнительных магистралей 18, 19, 20 и 21 сообщены с осушителем 2 и компостером 5 соответственно, метантенк 14 - с основным сепаратором 1, фильтр 16 - с проточным резервуаром 3, а выход когенерационной установки 17 подключен к потребителю 22 тепловой и электрической энергии и элементам 23, 24, 25 регулирования и поддержания температуры, установленным соответственно в накопителе 12, проточном резервуаре 3 и осушителе 2. Элементы 23, 24 и 25 регулирования и поддержания температуры могут быть выполнены в виде теплообменников и/или электронагревателей. В состав эжектора 11 входит насос (на схеме не показан), предназначенный для подачи суспензии.The biogas complex contains a separator 1, which communicates with a desiccant 2 and a flow tank 3 with aquatic plants, a control and power unit 4 connected to the elements of the complex, a composter 5, a receiving tank 7 with a pump 8, an additional separator 9, a chopper, connected in series with each other via highways 6 10, an ejector 11, a reservoir 12, an additional pump 13, a digester 14, a gas holder 15, a filter 16 and a cogeneration unit 17, while the main 1 and additional 9 separators are communicated via additional lines 18, 19, 20 and 21 with a desiccant 2 and a composter 5, respectively, a digester 14 with a main separator 1, a filter 16 with a flow tank 3, and the output of a cogeneration unit 17 is connected to a consumer 22 of heat and electric energy and temperature control and regulation elements 23, 24, 25 installed respectively, in the accumulator 12, the flow tank 3 and the dryer 2. Elements 23, 24 and 25 of the regulation and maintenance of temperature can be made in the form of heat exchangers and / or electric heaters. The composition of the ejector 11 includes a pump (not shown in the diagram), designed to supply a suspension.
Сепараторы 1 и 9 могут быть выполнены в виде центрифуг. Приемная емкость 7 выполнена в виде открытого резервуара и может быть установлена над или под землей. Измельчитель 10 выполнен электроискровым, эжектор 11 - в виде газожидкостного эжектора, реализующего режим сверхзвукового движения смеси, метантенк 14 - в виде двухсекционного реактора, секции которого представляют собой сообщающиеся наклонный трубопровод 26 и вертикальную башню 27. Секции заполнены картриджами 28, выполненными из пористого материала. Приемная емкость 7 может быть снабжена чехлом 29, выполненным из теплоизоляционного материала. Проточный резервуар 3 может быть выполнен крытым, многосекционным, а его стенки - с теплоизоляционным покрытием 30. Секции проточного резервуара 3 могут быть выполнены сообщающимися или изолированными друг от друга, и в них могут быть размещены водные растения одного или различных видов. Водные растения представляют собой водный гиацинт и/или макро- и микрорастения. Для обеспечения регулирования потока пульпоподобной массы в магистрали 20 предусмотрен вентиль 31. Выход метантенка может быть сообщен с его входом посредством дополнительной магистрали 32, второго дополнительного насоса 33 и вентиля 34.Separators 1 and 9 can be made in the form of centrifuges. The receiving tank 7 is made in the form of an open tank and can be installed above or below the ground. The grinder 10 is made of electrospark, the ejector 11 is in the form of a gas-liquid ejector, which implements the supersonic mixture flow mode, the digester 14 is in the form of a two-section reactor, the sections of which are connected by an inclined pipe 26 and a vertical tower 27. The sections are filled with cartridges 28 made of porous material. The receiving tank 7 may be provided with a cover 29 made of heat-insulating material. The flow tank 3 can be made indoor, multi-section, and its walls with a heat-insulating coating 30. The sections of the flow tank 3 can be made communicating or isolated from each other, and aquatic plants of one or different species can be placed in them. Aquatic plants are aqueous hyacinth and / or macro and micro plants. To ensure the regulation of the flow of pulp-like mass in the line 20, a valve 31 is provided. The output of the digester can be communicated with its input through an additional line 32, a second additional pump 33 and a valve 34.
Биогазовый комплекс функционирует следующим образом.Biogas complex operates as follows.
Начальный продукт (навоз КРС, свиней и птичий помет) поступает в приемную емкость 7, представляющую собой подземный открытый резервуар, расположенный в помещении коровника (например, он же потребитель 22) или в отдельном помещении. Для поддержания температуры емкость 7 может быть снабжена чехлом 29, выполненным из теплоизоляционного материала. Из приемной емкости начальный продукт насосом 8 направляется в дополнительный сепаратор 9. На дополнительном сепараторе 9 происходит отделение (полное или частичное) твердой фракции начального продукта. Отделенная часть твердой фракции по дополнительной магистрали 18 направляется в компостер 5 (ферментер), где происходит компостирование и получение конечного продукта (аналогичного, например, продукту Пикса). Далее компост вывозится на поле для последующего внесения в почву.The initial product (cattle manure, pigs and bird droppings) enters the receiving tank 7, which is an underground open tank located in the barn (for example, it is also the consumer 22) or in a separate room. To maintain the temperature, the container 7 may be provided with a cover 29 made of heat-insulating material. From the receiving tank, the initial product is sent by the pump 8 to the additional separator 9. On the additional separator 9, the solid fraction of the initial product is separated (full or partial). The separated part of the solid fraction through an additional line 18 is sent to the composter 5 (fermenter), where composting and obtaining the final product (similar, for example, to the Peaks product) take place. Next, compost is transported to the field for subsequent application to the soil.
Оставшаяся часть исходного продукта (с влажностью 91,5%) обрабатывается измельчителем 10 с целью измельчения исходного сырья до размеров частиц не более 1 мм, а затем перерабатывается в газожидкостном эжекторе 11 для удаления растворенного в воде кислорода до заданного уровня от исходного количества и стерилизации исходной массы. Данные технологические операции во многом обеспечивают эффективность биодеградации на последующем этапе технологической цепочки. В накопителе 12 рабочей смеси происходит аккумулирование подготовленной мелкодисперсной массы и ее подогрев до необходимой температуры (40-42°С). Для нагревания используется низкоэнтальпийная энергия когенерационной установки 17 и энергия продукта после метанирования. Процесс нагревания реализуется элементом 23 регулирования и поддержания температуры, который представляет собой теплообменник и/или электронагреватель, установленный в накопителе 12. Далее подготовленный и разогретый до необходимой температуры продукт по магистрали 6 непрерывно или по заданному временному закону подается насосом 13 в метантенк 14. В метантенке 14 происходит биодеградация продукта с выделением биогаза и эффлюента (биоудобрения). Непосредственно в метантенке 14 сырье дополнительно не подогревается для исключения скачков температуры на каждом слое метантенка. Метантенк 14 является двухсекционным реактором, в котором первая стадия гидролиза осуществляется в наклонном трубопроводе 26, который связывает накопитель 12 подготовленного сырья с основным реактором, выполненным в виде вертикальной башни 27 и заполненным картриджами 28, выполненными из пористого материала с величиной ячеек с максимальным размером 4 мм для закрепления бактериальной среды. Для удаления лишнего количества бактерий и предотвращения зарастания пористого наполнителя в картриджах реактор снабжен системой периодического впрыска конечного продукта по магистрали 32 через насос 33 на вход наклонной части метантенка.The remaining part of the initial product (with a humidity of 91.5%) is processed with a grinder 10 in order to grind the feedstock to a particle size of not more than 1 mm, and then processed in a gas-liquid ejector 11 to remove oxygen dissolved in water to a predetermined level from the initial amount and sterilize the original masses. These technological operations largely ensure the effectiveness of biodegradation at the next stage of the technological chain. In the drive 12 of the working mixture is the accumulation of the prepared finely divided mass and its heating to the required temperature (40-42 ° C). For heating, the low-enthalpy energy of the cogeneration unit 17 and the energy of the product after methanation are used. The heating process is implemented by the temperature control and maintenance element 23, which is a heat exchanger and / or electric heater installed in the accumulator 12. Then, the product prepared and warmed up to the required temperature is fed continuously through the line 6 by the pump 13 to the digester 14. In the digester 14, biodegradation of the product occurs with the release of biogas and effluent (bio-fertilizer). Directly in the digester 14, the feed is not additionally heated to eliminate temperature jumps on each layer of the digester. The digester 14 is a two-section reactor in which the first stage of hydrolysis is carried out in an inclined pipe 26, which connects the prepared raw material storage 12 to the main reactor, made in the form of a vertical tower 27 and filled with cartridges 28 made of porous material with a cell size with a maximum size of 4 mm for fixing the bacterial environment. To remove excess bacteria and prevent overgrowth of the porous filler in the cartridges, the reactor is equipped with a system of periodic injection of the final product through line 32 through the pump 33 to the inlet of the inclined part of the digester.
Выделенный биогаз (смесь CH4 и CO2) аккумулируется в газгольдере 15. Из газгольдера 15 биогаз направляется на фильтр 16, где происходит разделение СН4 и CO2 в пропорции, необходимой для эффективной работы когенерационной установки 17, а также отделение сернистой компоненты и обезвоживание (пеногашение). Выделенный после фильтрации углекислый газ по дополнительной магистрали 21 поступает в проточный резервуар 3 с водными растениями для утилизации, где поглощается растениями и стимулирует их рост, а обогащенный метан направляется на когенерационную установку 17, в которой реализуется получение тепловой и электрической энергий. Полученная тепловая и электроэнергия поступает к потребителю 22 (например, в коровник), а также направляются на собственные нужды биогазового комплекса посредством использования элементов 23, 24 и 25 регулирования и поддержания температуры, выполненных в виде теплообменников и/или электронагревателей. Прошедшая биодеградацию в метантенке 14 пульпоподобная масса по дополнительной магистрали 20 подается на сепаратор 1, где происходит ее разделение на жидкую и густую фракции. Густая фракция по дополнительной магистрали 19 направляется в осушитель 2, в котором для поддержания требуемой температуры используется тепло когенерационной установки 17, подключенной своим выходом к элементу 25 регулирования и поддержания температуры, выполненному в виде теплообменника и/или электронагревателя. Жидкая фракция направляется в проточный резервуар 3 с водными растениями или сезонно используется в качестве активных биоудобрений. Проточный резервуар 3 представляет собой активную биосреду и может быть выполнен крытым, многосекционным, а его стенки могут иметь теплоизоляционное покрытие 30. Также проточный резервуар 3 может быть выполнен в виде проточного бассейна и/или проточного сосуда. Секции проточного резервуара 3 могут быть выполнены сообщающимися или изолированными друг от друга, и в них могут быть размещены водные растения одного или различных видов. Регулирование температуры в проточном резервуаре обеспечивается элементом 24 регулирования и поддержания температуры, выполненным в виде теплообменника. Корневая система водных растений отбирает минеральную и органическую составляющую жидкой фракции остаточного продукта, очищая его до норм сброса на рельеф, или направляется на нужды самого комплекса. При этом образуется зеленая масса, которая может быть использована в пищевой цепочке. Таким образом, проточный резервуар 3, представляющий собой активную биосреду, является утилизатором остаточного тепла и углекислого газа, отобранного в процессе обогащения биогаза, а также и источником получения зеленой массы. В осушителе 2 реализуется получение сухого продукта (биоудобрений), который в зимнее время может быть накоплен для последующей реализации. Пульпоподобная масса с выхода метантенка 14 может поступать на его вход по дополнительной магистрали 32 при включении второго дополнительного насоса 33. При этом вентиль 31 закрывается, а вентиль 34 открывается. В том случае, если не используется дополнительная магистраль 32 со вторым дополнительным насосом 33 и вентилем 34, вентиль 31 в дополнительной магистрали 20 ставят в открытое положение. Управление и питание элементов комплекса осуществляется посредством блока 4 управления и питания. Таким образом, комплекс представляет собой замкнутую систему, в которой отсутствуют вредные выбросы в окружающую среду.The separated biogas (a mixture of CH 4 and CO 2 ) is accumulated in the gas tank 15. From the gas tank 15, the biogas is directed to the filter 16, where the separation of CH 4 and CO 2 occurs in the proportion necessary for the efficient operation of the cogeneration unit 17, as well as the separation of the sulfur component and dehydration (defoaming). Carbon dioxide released after filtration via an additional line 21 enters a flow tank 3 with aquatic plants for utilization, where it is absorbed by plants and stimulates their growth, and enriched methane is sent to a cogeneration plant 17, in which heat and electric energy are generated. The resulting heat and electricity is supplied to the consumer 22 (for example, to the barn), and also sent to the biogas complex’s own needs through the use of temperature control and maintenance elements 23, 24 and 25, made in the form of heat exchangers and / or electric heaters. The biodegradation in the digester 14 pulp-like mass through an additional line 20 is fed to the separator 1, where it is divided into liquid and thick fractions. The thick fraction through an additional line 19 is sent to a dehumidifier 2, in which heat of a cogeneration unit 17 is used to maintain the required temperature, which is connected by its output to the temperature control and maintenance element 25, made in the form of a heat exchanger and / or electric heater. The liquid fraction is sent to the flow tank 3 with aquatic plants or seasonally used as active biofertilizer. The flow tank 3 is an active biological medium and can be made indoor, multi-sectional, and its walls can have a heat-insulating coating 30. Also, the flow tank 3 can be made in the form of a flow pool and / or flow vessel. The sections of the flow tank 3 can be made communicating or isolated from each other, and aquatic plants of one or different species can be placed in them. Temperature control in the flow tank is provided by the element 24 of the regulation and maintenance of temperature, made in the form of a heat exchanger. The root system of aquatic plants selects the mineral and organic components of the liquid fraction of the residual product, purifying it to the norms of discharge to the relief, or is directed to the needs of the complex itself. This forms a green mass, which can be used in the food chain. Thus, the flow tank 3, which is an active biological medium, is a utilizer of residual heat and carbon dioxide, selected in the process of biogas enrichment, as well as a source of green mass. In desiccant 2, a dry product (biofertilizer) is obtained, which in winter can be accumulated for subsequent sale. Pulp-like mass from the output of the digester 14 can enter its input via an additional line 32 when the second additional pump 33 is turned on. In this case, the valve 31 closes and the valve 34 opens. In the event that an additional line 32 with a second additional pump 33 and a valve 34 is not used, the valve 31 in the additional line 20 is set to the open position. Management and power supply of the elements of the complex is carried out through the unit 4 of the control and power. Thus, the complex is a closed system in which there are no harmful emissions into the environment.
При использовании инновационных технологий в биогазовом комплексе существенно снижаются капиталовложения в активные биореакторы и максимально используется энергия, извлекаемая из перерабатываемой биомассы. Объемы переработанных отходов могут достигать 55,0 тонн в сутки, а полученной биомассы водного гиацинта - 220 тонн в год. Повышение эффективности комплекса обеспечивается синтезом использования прикрепленной биосреды в качестве конечного каскада очистки, получения дополнительной зеленой массы и подготовки стоков до экологически безопасного уровня, а также непрерывностью протекающих процессов в биореакторе и подготовке исходного продукта путем электроискрового измельчения, стерилизации и принудительного извлечения кислорода, что в конечном итоге позволяет существенно снизить рабочий объем метантенков.When using innovative technologies in the biogas complex, investments in active bioreactors are significantly reduced and the energy extracted from the processed biomass is used to the maximum. The volumes of recycled waste can reach 55.0 tons per day, and the resulting biomass of water hyacinth - 220 tons per year. Improving the efficiency of the complex is ensured by the synthesis of using the attached biomedia as the final cascade of purification, obtaining additional green mass and preparing effluents to an ecologically safe level, as well as the continuity of the processes in the bioreactor and preparation of the initial product by electrospark grinding, sterilization and forced oxygen extraction, which ultimately As a result, it allows to significantly reduce the working volume of digesters.

Claims (18)

1. Биогазовый комплекс, содержащий сепаратор, сообщающийся с осушителем и проточным резервуаром с водными растениями, блок управления и питания, подключенный к элементам комплекса, компостер, последовательно соединенные между собой магистралями приемную емкость с насосом, дополнительный сепаратор, измельчитель, эжектор, накопитель, дополнительный насос, метантенк, газгольдер, фильтр и когенерационную установку, при этом основной и дополнительный сепараторы посредством дополнительных магистралей сообщены с осушителем и компостером соответственно, метантенк - с основным сепаратором, фильтр - с проточным резервуаром с водными растениями, а выход когенерационной установки подключен к потребителю тепловой и электрической энергии и элементам регулирования и поддержания температуры, установленным в накопителе, проточном резервуаре и осушителе.1. Biogas complex containing a separator in communication with a desiccant and a flow tank with aquatic plants, a control and power unit connected to the elements of the complex, a composter, a receiving tank with a pump connected in series with each other, an additional separator, a chopper, an ejector, a storage tank, an additional a pump, a digester, a gas holder, a filter and a cogeneration unit, while the main and additional separators are connected to the dryer and composter via additional lines with Responsibly, the digester is with the main separator, the filter is with the flow tank with aquatic plants, and the output of the cogeneration unit is connected to the consumer of thermal and electric energy and the temperature control and regulation elements installed in the storage tank, flow tank, and dehumidifier.
2. Биогазовый комплекс по п.1, в котором сепараторы выполнены в виде центрифуг.2. The biogas complex according to claim 1, in which the separators are made in the form of centrifuges.
3. Биогазовый комплекс по п.1, в котором приемная емкость выполнена в виде открытого резервуара.3. The biogas complex according to claim 1, in which the receiving tank is made in the form of an open tank.
4. Биогазовый комплекс по п.1, в котором измельчитель выполнен электроискровым.4. The biogas complex according to claim 1, in which the grinder is made of electrospark.
5. Биогазовый комплекс по п.1, в котором эжектор выполнен газожидкостным.5. The biogas complex according to claim 1, in which the ejector is made gas-liquid.
6. Биогазовый комплекс по п.1, в котором метантенк выполнен в виде двухсекционного реактора, секции которого представляют собой сообщающиеся наклонный трубопровод и вертикальную башню.6. The biogas complex according to claim 1, in which the digester is made in the form of a two-section reactor, sections of which are connected by an inclined pipeline and a vertical tower.
7. Биогазовый комплекс по п.6, в котором секции заполнены картриджами,
выполненными из пористого материала.
7. The biogas complex according to claim 6, in which the sections are filled with cartridges,
made of porous material.
8. Биогазовый комплекс по п.1, в котором проточный резервуар выполнен крытым.8. The biogas complex according to claim 1, in which the flow tank is made indoor.
9. Биогазовый комплекс по п.1, в котором проточный резервуар выполнен многосекционным.9. The biogas complex according to claim 1, in which the flow tank is multi-sectional.
10. Биогазовый комплекс по п.1, в котором проточный резервуар выполнен в виде проточного бассейна и/или проточного сосуда.10. The biogas complex according to claim 1, in which the flow tank is made in the form of a flow pool and / or flow vessel.
11. Биогазовый комплекс по п.9, в котором секции проточного резервуара выполнены сообщающимися или изолированными друг от друга.11. The biogas complex according to claim 9, in which the sections of the flow tank are made communicating or isolated from each other.
12. Биогазовый комплекс по п.9, в котором в секциях проточного резервуара размещены водные растения одного или различных видов.12. The biogas complex according to claim 9, in which in the sections of the flow tank placed aquatic plants of one or various species.
13. Биогазовый комплекс по п.12, в котором водные растения представляют собой водный гиацинт и/или макро- и микрорастения.13. The biogas complex of claim 12, wherein the aquatic plants are aqueous hyacinth and / or macro and micro plants.
14. Биогазовый комплекс по п.1, в котором приемная емкость установлена над или под землей.14. The biogas complex according to claim 1, in which the receiving tank is installed above or below the ground.
15. Биогазовый комплекс по п.1, в котором приемная емкость снабжена чехлом, выполненным из теплоизоляционного материала.15. The biogas complex according to claim 1, in which the receiving tank is equipped with a cover made of heat-insulating material.
16. Биогазовый комплекс по п.1, в котором стенки проточного резервуара выполнены с теплоизоляционным покрытием.16. The biogas complex according to claim 1, in which the walls of the flow tank are made with a heat-insulating coating.
17. Биогазовый комплекс по п.1, в котором элементы регулирования и поддержания температуры выполнены в виде теплообменников и/или электронагревателей.17. The biogas complex according to claim 1, in which the elements of regulation and maintenance of temperature are made in the form of heat exchangers and / or electric heaters.
18. Биогазовый комплекс по п.1, в котором выход метантенка сообщен с его входом посредством дополнительной магистрали, второго дополнительного насоса и вентиля. 18. The biogas complex according to claim 1, in which the output of the digester is communicated with its entrance through an additional line, a second additional pump and valve.
RU2009112755/12A 2009-04-07 2009-04-07 Biogas complex RU2399184C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009112755/12A RU2399184C1 (en) 2009-04-07 2009-04-07 Biogas complex

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009112755/12A RU2399184C1 (en) 2009-04-07 2009-04-07 Biogas complex

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2399184C1 true RU2399184C1 (en) 2010-09-20

Family

ID=42938870

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009112755/12A RU2399184C1 (en) 2009-04-07 2009-04-07 Biogas complex

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2399184C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013006086A1 (en) * 2011-07-06 2013-01-10 МАНДЕЛЬШТАМ, Александр Семенович Multi-functional biogas complex
WO2015030624A1 (en) 2013-09-02 2015-03-05 Общество С Ограниченной Ответственностью "Биоэнергия" Method of preparing raw material for anaerobic digestion of organic waste and installation for implementing same
RU2678673C1 (en) * 2017-09-18 2019-01-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный аграрный университет имени А.А. Ежевского" Anaerobic fermentation installation

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013006086A1 (en) * 2011-07-06 2013-01-10 МАНДЕЛЬШТАМ, Александр Семенович Multi-functional biogas complex
WO2015030624A1 (en) 2013-09-02 2015-03-05 Общество С Ограниченной Ответственностью "Биоэнергия" Method of preparing raw material for anaerobic digestion of organic waste and installation for implementing same
US10597629B2 (en) 2013-09-02 2020-03-24 “Bioenergy” Limited Liability Company Method and system for preparation of substrate for use in anaerobic digestion of organic waste
RU2678673C1 (en) * 2017-09-18 2019-01-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный аграрный университет имени А.А. Ежевского" Anaerobic fermentation installation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2009532193A (en) Devices, processes and systems for anaerobic digestion of sludge
KR20090053020A (en) System for manufacturing organic fertilizer with cattle excrement
US20110318778A1 (en) Organic Substrate Treatment System
CN205258262U (en) Pasture excrement and urine processing apparatus
CN102517200A (en) Organic waste dry anaerobic high-temperature fermentation system and fermentation process
EA016682B1 (en) Fermenter for generating biogas from pumpable organic material
CN102260019A (en) Separated two-phase anaerobic fermentation device
CN107628736A (en) A kind of livestock and poultry farm integration treatment for cow manure method
KR101803089B1 (en) Eco-friendly livestock excretion treatment and method for operating the same
CN101886036A (en) Full-ecological, intelligent and multifunctional environmental protection methane generator
RU2399184C1 (en) Biogas complex
KR101342982B1 (en) A bio gas manufacturing system using livestock excretions and food waste
RU110217U1 (en) Biogas plant for producing biogas from agricultural waste
CN101629139B (en) Large-scale solar energy medium-temperature solid-liquid anaerobic fermentation and gas storage device
RU2463761C1 (en) Method of production of biogas from agricultural waste and biogas plant for its implementation
CN202107700U (en) Separate two-phase anaerobic fermentation device
RU2540019C1 (en) Bioreactor
CN208712498U (en) A kind of waste harmless treatment device
RU2427998C1 (en) Biogas complex
RU97026U1 (en) Biogas complex
RU49524U1 (en) Industrial plant for processing organic waste for biogumus and biogas
RU85293U1 (en) Biogas complex
CN105087366A (en) Biomass waste continuous solid anaerobic digestion device
CN202322661U (en) Dry type anaerobic high-temperature fermentation system for organic waste
RU2605312C1 (en) Biogas plant

Legal Events

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

Effective date: 20110408