RU2473526C2 - Plant for recycling of organic wastes of vegetable and animal origin - Google Patents
Plant for recycling of organic wastes of vegetable and animal origin Download PDFInfo
- Publication number
- RU2473526C2 RU2473526C2 RU2010153655/13A RU2010153655A RU2473526C2 RU 2473526 C2 RU2473526 C2 RU 2473526C2 RU 2010153655/13 A RU2010153655/13 A RU 2010153655/13A RU 2010153655 A RU2010153655 A RU 2010153655A RU 2473526 C2 RU2473526 C2 RU 2473526C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steam
- boiler
- digester
- supply line
- plant
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
- Y02A40/20—Fertilizers of biological origin, e.g. guano or fertilizers made from animal corpses
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
Abstract
Description
Установка для переработки органических отходов растительного и животного происхождения предназначена для использования в сельском хозяйстве. Более конкретно, она может быть использована в хозяйствах, имеющих в своем составе растениеводческий и животноводческий комплексы, для целей автономного снабжения электрической и тепловой энергией с полным или частичным замещением централизованных источников энергоснабжения.The plant for processing organic waste of plant and animal origin is intended for use in agriculture. More specifically, it can be used in farms that include crop and livestock complexes for the purpose of autonomous supply of electric and thermal energy with full or partial replacement of centralized energy sources.
Известны устройства такого назначения. Сельскохозяйственные отходы растительного происхождения, в первую очередь наиболее распространенные - солому, лузгу, костру, - подвергают сжиганию в непрерывном режиме в топках-газификаторах с системой непрерывной подачи отходов (бункеров-дозаторов). Топка представляет собой камеру газификации, вырабатывающую летучие органические соединения, которые подаются вместе с вторичным воздухом в типовой паровой или водогрейный котел соответствующей производительности. Такое техническое решение обеспечивает непрерывный процесс генерации энергии с использованием стандартного оборудования. Газификация в камере осуществляется при температуре 250-300°С; энергосодержание летучих газообразных продуктов достигает 70-80% от энергосодержания исходных отходов.Known devices for this purpose. Agricultural waste of plant origin, primarily the most common - straw, husk, fire, is incinerated in continuous operation in gasifier furnaces with a continuous waste supply system (metering hoppers). The furnace is a gasification chamber that produces volatile organic compounds that are supplied together with secondary air to a typical steam or hot water boiler of the corresponding capacity. This technical solution provides a continuous process of energy generation using standard equipment. Gasification in the chamber is carried out at a temperature of 250-300 ° C; the energy content of volatile gaseous products reaches 70-80% of the energy content of the original waste.
Основным недостатком такого устройства-аналога, представленного в кн. авт. Бартофи И., Рафаи П. «Энергосберегающие технологии и агрегаты на животноводческих фермах», рис.87, стр.171, является невозможность получения энергоносителя, например водяного пара, с высокими параметрами (давлением в насыщенном состоянии свыше 1,0 МПа, температурой нагрева не менее 300°С), обеспечивающими эффективное генерирование электрической энергии с использованием паротурбинных или паропоршневых установок. Низкие температуры плавления золы горения продуктов газификации (800-900°С) в сочетании с незначительным энергосодержанием (10-11 МДж/м3), наличие в генерируемом газе значительного содержания смол не позволяют достигать высоких параметров сжигания как в котлах, так и в двигателях внутреннего сгорания когенерационных установок, создают проблемы при их эксплуатации.The main disadvantage of such an analog device, presented in the book. author Bartofi I., Rafai P. “Energy-saving technologies and units on livestock farms”, Fig. 87, p. 171, is the impossibility of obtaining an energy carrier, such as water vapor, with high parameters (saturated pressure over 1.0 MPa, heating temperature not less than 300 ° C), ensuring the efficient generation of electric energy using steam turbine or steam piston plants. The low melting points of the combustion ash of gasification products (800-900 ° C) in combination with a low energy content (10-11 MJ / m 3 ), the presence of a significant resin content in the generated gas do not allow to achieve high combustion parameters in both boilers and engines internal combustion of cogeneration plants, create problems during their operation.
Известно устройство, предназначенное для получения высококалорийного газообразного энергоносителя из сельскохозяйственных отходов, преимущественно навоза, именуемое метантенком. Такое устройство состоит из герметичного корпуса с газовым и жидкостным пространством, снабженного патрубками загрузки и выгрузки отходов и продукта переработки - эффлюента и отвода газообразного энергоносителя, образующегося в процессе биоконверсии исходных отходов консорциумом анаэробных микроорганизмов. Эффлюент представляет собой аммонизированный обеззараженный продукт, содержание основных элементов питания растений в котором незначительно отличается от их исходного содержания.A device is known for producing high-calorie gaseous energy from agricultural waste, mainly manure, called a digester. Such a device consists of a sealed enclosure with gas and liquid space, equipped with nozzles for loading and unloading waste and a processing product - an effluent and removal of gaseous energy carrier, which is formed during the bioconversion of the initial waste by a consortium of anaerobic microorganisms. The effluent is an ammoniated disinfected product, the content of the basic elements of plant nutrition in which slightly differs from their initial content.
Энергосодержание газообразного энергоносителя - биогаза - достигает 22-24 МДж/кг, т.е. вдвое превышает аналогичный показатель для устройств газификации растительных отходов.The energy content of the gaseous energy carrier - biogas - reaches 22-24 MJ / kg, i.e. doubles that for plant waste gasification devices.
Анаэробный процесс в метантенке протекает в температурных диапазонах 33-35°С и 53-57°С в условиях перемешивания биомассы, вследствие чего конструкцией предусматриваются соответствующие технические средства - теплообменные аппараты, мешалки (циркуляционные насосы, барботажные устройства). Биогаз сжигается в паровом котле, который трубопроводом подключен к потребителям и теплообменным аппаратам метантенка.The anaerobic process in the digester takes place in the temperature ranges 33-35 ° С and 53-57 ° С under conditions of biomass mixing, as a result of which the design provides for the appropriate technical means - heat exchangers, mixers (circulation pumps, bubblers). Biogas is burned in a steam boiler, which is connected by piping to consumers and heat exchangers of the digester.
Биогаз может использоваться для генерирования электрической и тепловой энергии в когенерационных установках на основе двигателей внутреннего сгорания; при этом часть энергии (до 50%) должна использоваться для собственных нужд устройства.Biogas can be used to generate electric and thermal energy in cogeneration plants based on internal combustion engines; while part of the energy (up to 50%) should be used for the device’s own needs.
Принципиальная схема и техническое описание устройства прототипа представлено в кн. «Альтернативная энергетика» авт. Гибилиско С., ЭКСНО, 2010.Schematic diagram and technical description of the prototype device is presented in the book. "Alternative Energy" ed. Gibilisko S., EXNO, 2010.
Основными недостатками устройства являются значительные капитальные затраты, обусловленные низкой интенсивностью процесса биоконверсии отходов, и сравнительно незначительная степень газификации отходов (до 30-40%), достигаемая на практике в силу целевых (обеззараживание навоза в сочетании с сохранением гумусообразующего потенциала) и технологических (колебание состава навоза, температуры окружающей среды, несовершенство систем обогрева и перемешивания) ограничений. Так, при переработке в метантенке (с целью получения удобрений) свиного навоза средняя продолжительность его пребывания в реакционной зоне составляет 10 сут., а реально достижимый выход биогаза не превышает 0,3-0,4 м3 на 1 кг загруженного органического вещества при практическом пределе 0,538 м3/кг.The main disadvantages of the device are significant capital costs due to the low intensity of the bioconversion process of waste, and a relatively insignificant degree of gasification of waste (up to 30-40%), achieved in practice due to the target (disinfection of manure combined with the preservation of humus-forming potential) and technological (fluctuation in composition manure, ambient temperature, imperfection of heating and mixing systems) restrictions. So, when processing pig digester (in order to obtain fertilizers), the average duration of its stay in the reaction zone is 10 days, and the achievable biogas yield does not exceed 0.3-0.4 m 3 per 1 kg of loaded organic matter at practical limit of 0.538 m 3 / kg.
Другим недостатком является значительный расход энергии на обогрев метантенка. При этом расходуется соответствующее (до 50%) количество биогаза, которое могло бы использоваться для получения высокопотенциальной товарной энергии.Another disadvantage is the significant energy consumption for heating the digester. At the same time, an appropriate (up to 50%) amount of biogas is consumed, which could be used to produce high-potential commercial energy.
Известно устройство, частично лишенное указанных недостатков (см. кн. Гюнтер Л.И., Гольдфарб Л.Л. «Метантенки», М.: Стройиздат, 1991 г., рис.22, стр.61).A device is known that is partially devoid of these shortcomings (see Prince Gunter L.I., Goldfarb L.L. "Metantenki", Moscow: Stroyizdat, 1991, Fig. 22, p. 61).
Интенсивность процесса биоконверсии, обеспечивающая продолжительность пребывания отходов в метантенке менее 10 сут. и удельный выход биогаза не менее 2 м3 на м3 реакционного пространства, поддерживаются за счет термофильного режима биоконверсии (53-57°С). Горячая вода для обогрева метантенка заменяется острым паром, поступающим в эжектор системы перемешивания биомассы. В данном случае устраняются проблемы, связанные с наличием греющих поверхностей, необходимость обеспечения требуемых температурных напоров в условиях загрязненных внешних поверхностей. Кинетическая энергия пара, вырабатываемая паровым котлом на биогазе, используется для перемешивания биомассы.The intensity of the bioconversion process, ensuring the duration of waste in the digester is less than 10 days. and the specific biogas yield of not less than 2 m 3 per m 3 of the reaction space is maintained due to the thermophilic bioconversion mode (53-57 ° С). Hot water for heating the digester is replaced by hot steam entering the ejector of the biomass mixing system. In this case, the problems associated with the presence of heating surfaces, the need to ensure the required temperature head in conditions of contaminated external surfaces are eliminated. The kinetic energy of steam generated by a biogas steam boiler is used to mix biomass.
Основным недостатком данного устройства является ограниченная возможность получения в значительных количествах наиболее ценного вида энергии - электроэнергии, что связано, в первую очередь, с ограничениями по количеству исходных отходов (преимущественно навоза) и практическим пределом распада органического вещества (до 50-60%). Известно также, что достигаемая в реальном тепловом цикле доля полезной механической работы, направленная на генерирование электроэнергии, не превышает 30-35% от энергии, получаемой при сжигании биогаза.The main disadvantage of this device is the limited ability to obtain in significant quantities the most valuable type of energy - electricity, which is associated primarily with restrictions on the amount of source waste (mainly manure) and the practical limit of decomposition of organic matter (up to 50-60%). It is also known that the share of useful mechanical work achieved in a real thermal cycle, aimed at generating electricity, does not exceed 30-35% of the energy obtained by burning biogas.
В то же время, в условиях сельскохозяйственного производства наиболее широкое применение метантенки нашли в животноводстве для обеззараживания и стабилизации бесподстилочного навоза перед его применением в качестве удобрения непосредственно или в составе компоста. Учитывая, что на животноводческих фермах и комплексах тепловая энергия, составляющая 65-70% от производимой метантенком энергии, потребляется в основном зимой, а для аккумуляции энергии в виде биогаза существуют серьезные экономические ограничения (стоимость газгольдера на недельный запас биогаза превышает стоимость всего комплекса), наиболее результативным является техническое решение, обеспечивающее максимально возможный выход электрической энергии с возможностью ее продажи в местные электросети. Известно, что современный животноводческий комплекс должен быть обеспечен определенными земельными угодьями, обеспечивающими выращивание кормовых культур (трав зерновых, корнеплодов) при использовании подготовленного навоза. Так, для комплекса по откорму 12000 свиней площадь полей составляет 250 га (Органические удобрения. Справочник. М.: Агропромиздат).At the same time, in conditions of agricultural production, methane tanks were most widely used in animal husbandry for disinfection and stabilization of bedded manure before its use as fertilizer directly or as part of compost. Considering that on livestock farms and complexes, thermal energy, which is 65-70% of the energy produced by the digester, is consumed mainly in winter, and there are serious economic restrictions for the accumulation of energy in the form of biogas (the cost of a gas tank for a weekly supply of biogas exceeds the cost of the whole complex), the most effective is the technical solution that provides the maximum possible output of electric energy with the possibility of its sale to local power grids. It is known that a modern livestock complex must be provided with certain land, providing for the cultivation of fodder crops (grasses, root crops) using prepared manure. So, for a feeding complex of 12,000 pigs, the area of the fields is 250 hectares (Organic fertilizers. Handbook. M .: Agropromizdat).
Таким образом, замкнутый или частично замкнутый цикл сбалансированного сельскохозяйственного производства предусматривает значительное количество растительных отходов (соломы, лузги, ботвы и т.п.), которое в большинстве случаев не может быть использовано для биоконверсии в метантенке. Наиболее эффективным способом утилизации отходов растениеводства является их газификация в устройствах, рассмотренных ранее с целью получения пара как промежуточного энергоносителя для генерирования электрической и тепловой энергии, а также обогащенного калием удобрительного компонента - золы.Thus, a closed or partially closed cycle of balanced agricultural production involves a significant amount of plant waste (straw, husks, tops, etc.), which in most cases cannot be used for bioconversion in a digester. The most effective way to utilize plant growing waste is to gasify it in the devices discussed earlier with the aim of producing steam as an intermediate energy source for generating electric and thermal energy, as well as a fertilizer-rich fertilizer component - ash.
Задачами, решаемыми в рамках предлагаемого изобретения, являются:The tasks to be solved within the framework of the invention are:
- получение отвечающих современным требованиям органических удобрений;- obtaining organic fertilizers that meet modern requirements;
- обеспечение сельскохозяйственного производства электрической энергией из автономного источника;- providing agricultural production with electric energy from an autonomous source;
- устранение неравномерности в потреблении и генерировании энергии;- elimination of unevenness in the consumption and generation of energy;
- решение экологических проблем сельского хозяйства путем переработки трудно утилизируемых органических отходов животноводства и растениеводства.- The solution of environmental problems of agriculture by processing difficult-to-utilize organic waste from animal husbandry and crop production.
Техническим результатом, достигаемым при реализации предлагаемого изобретения, является получение сбалансированных по основным элементам питания удобрений, электрической и тепловой энергии с возможно более высокой долей электроэнергии и достаточно высоким экономическим коэффициентом полезного действия.The technical result achieved by the implementation of the present invention is to obtain fertilizers balanced by the main power elements, electric and thermal energy with a possibly higher proportion of electric power and a sufficiently high economic efficiency.
Технический результат достигается при сравнительно незначительных капитальных и эксплуатационных затратах, так как для обеспечения работы метантенка - источника высокопотенциального энергоносителя биогаза - используется сравнительно низкокачественная дешевая энергия растительных отходов в количествах, достаточных для поддержания в метантенке наиболее интенсивного из всех известных режимов анаэробной биоконверсии органических отходов - термофильного. Кроме того, данный вид энергии в виде водяного пара используется для нагрева и перемешивания биомассы. Основные элементы установки - паровой котел, пароперегреватель, теплофикационный блок, теплоутилизатор, электрогенераторы и двигатель внутреннего сгорания - являются доступными изделиями, которые серийно производятся в России и за рубежом. Паропоршневая машина может быть изготовлена путем минимальной переделки типового двигателя внутреннего сгорания.The technical result is achieved at relatively low capital and operating costs, since to ensure the operation of the digester, a source of high potential energy carrier of biogas, relatively low-quality cheap energy of plant waste is used in quantities sufficient to maintain the digester the most intense of all known modes of anaerobic bioconversion of organic waste - thermophilic . In addition, this type of energy in the form of water vapor is used to heat and mix biomass. The main elements of the installation - a steam boiler, a superheater, a heating unit, a heat exchanger, electric generators and an internal combustion engine - are affordable products that are mass-produced in Russia and abroad. A steam piston machine can be manufactured by minimizing the conversion of a typical internal combustion engine.
Принципиальная технологическая схема установки представлена на фигуре 1.Schematic diagram of the installation shown in figure 1.
Установка состоит из метантенка 1, с патрубками загрузки и выгрузки органических отходов 2 и 3 соответственно, патрубком отвода биогаза 4. Для нагрева и перемешивания отходов (биомассы) предусмотрен паровой эжектор 5, связанный посредством гидравлического циркуляционного контура 6 с метантенком 1 и посредством линии подачи насыщенного пара 7 - с паровым котлом 9. С целью снижения теплопотерь метантенк 1 снабжен теплоизоляцией 8. Накопление биогаза осуществляется в газгольдере 10. Дозированная подача исходных отходов в метантенк производится посредством питателя 11, накопление обеззараженных и стабилизированных отходов - эффлюента - осуществляется в накопителе 12, который дополнительно может выполнять функции сгустителя эффлюента. Паровой котел предназначен для сжигания газообразного топлива, подаваемого в газогорелочное устройство 13. Насыщенный водяной пар генерируется в парогенерирующем трубном регистре 14, продукты сгорания отводятся через газоход 15. Воздух, необходимый для сжигания газа, подводится по линии 16. Исходные растительные отходы через люк 17 загружаются через бункер-дозатор 18. Шиберное устройство 19 служит для регулирования их подачи. Бункер-дозатор 18 в совокупности с камерой газификации 20 и зольником 21 образуют устройство газификации 22, в котором осуществляется дозированное низкотемпературное сжигание растительных отходов (остатков) с получением низкокалорийного, газообразного топлива, подача которого в паровой котел 9 осуществляется через газоход 23. Подача первичного воздуха, необходимого для сжигания (газификации) растительных отходов, осуществляется посредством линии 24. Паропоршневая машина 25 предназначена для приведения в действие электрогенератора 26 и снабжена одним из известных типов парораспределительных устройств, на схеме не показанного. Перегретый пар для паропоршневой машины 25 вырабатывается в пароперегревателе 27 и подается к ней по паровой магистрали 28. Перегретый пар непосредственно генерируется в трубном регистре 29 при сжигании в газогорелочном устройстве 30 некоторой части биогаза, генерируемого в метантенке 1 и подводимого по линии подачи биогаза 31. Воздух, необходимый для сжигания биогаза, подводится по линии 32. Продукты сгорания биогаза отводятся по газоходу 15. Теплофикационный блок 33 предназначен для выработки товарного теплоносителя (горячей воды с температурой до 95°С) путем нагрева воды при конденсации «мятого» пара, поступающего из паропоршневой машины 25 в греющий регистр 34. Конденсат из греющего регистра 34 по конденсатопроводу 35 подается в конденсатный бак 36, снабженный охладителем конденсата 37 одного из известных типов. Охлажденный конденсат (вода) подается в рубашку двигателя внутреннего сгорания 38 посредством насоса 39. Двигатель внутреннего сгорания 38 предназначен для приведения в действие дополнительного электрогенератора 40. Работа двигателя внутреннего сгорания 38 обеспечивается за счет сжигания основной части биогаза, подаваемого из газгольдера 10. Продукты сгорания биогаза по газоходу 41 поступают в теплоутилизатор 42, представляющий собой типовой утилизационный котел для вырабатывания горячей воды и (или) водяного пара. Продукты сгорания из теплоутилизатора 42 по газоходу 43 отводятся в газоход 15.The installation consists of a digester 1, with nozzles for loading and unloading organic waste 2 and 3, respectively, a nozzle for biogas removal 4. For heating and mixing the waste (biomass), a steam ejector 5 is connected through a hydraulic circulation circuit 6 with digester 1 and through a saturated feed line steam 7 - with a steam boiler 9. In order to reduce heat loss, the digester 1 is equipped with thermal insulation 8. The biogas is accumulated in the gas tank 10. Dosed feed of waste material into the digester is performed by means of the feeder 11, the accumulation of disinfected and stabilized waste effluent is carried out in the accumulator 12, which can additionally serve as an effluent thickener. The steam boiler is designed to burn gaseous fuel supplied to the gas burner device 13. Saturated water vapor is generated in the steam generating pipe register 14, the combustion products are discharged through the gas duct 15. The air necessary for gas combustion is supplied through line 16. The initial plant waste is loaded through the hatch 17 through the hopper-dispenser 18. Sliding device 19 is used to control their flow. The metering hopper 18 together with the gasification chamber 20 and the ash pan 21 form a gasification device 22, in which metered low-temperature combustion of plant waste (residues) is carried out to obtain low-calorie, gaseous fuel, the supply of which to the steam boiler 9 is carried out through the gas duct 23. Primary air supply required for the combustion (gasification) of plant waste is carried out through line 24. The steam piston machine 25 is designed to drive an electric generator 26 and is equipped with One of the known types of steam distribution devices, not shown in the diagram. Superheated steam for a steam piston machine 25 is generated in a superheater 27 and supplied to it via a steam line 28. Superheated steam is directly generated in the pipe register 29 when a certain part of the biogas generated in the digester 1 and supplied through the biogas supply line 31 is burned in the gas burner 30. Air required for biogas combustion is supplied via line 32. Biogas combustion products are discharged through the gas duct 15. The heating unit 33 is designed to generate commercial heat carrier (hot water from temperatures up to 95 ° C) by heating the water during condensation of the “crushed” steam coming from the steam piston machine 25 to the heating register 34. Condensate from the heating register 34 is supplied through the condensate pipe 35 to the condensate tank 36 equipped with a condensate cooler 37 of one of the known types. Cooled condensate (water) is supplied to the jacket of the internal combustion engine 38 by means of a pump 39. The internal combustion engine 38 is designed to drive an additional electric generator 40. The operation of the internal combustion engine 38 is ensured by burning the main part of the biogas supplied from the gas tank 10. Biogas combustion products through the flue 41 enter the heat exchanger 42, which is a typical recovery boiler for generating hot water and (or) water vapor. The combustion products from the heat exchanger 42 through the duct 43 are discharged into the duct 15.
Смеситель 44, связанный с накопителем эффлюента 12 линией подачи эффлюента 45 и с зольником 21 устройства газификации растительных отходов 22 линией передачи золы 46, предназначен для получения сбалансированного по основным элементам питания органического удобрения. Для ввода корректирующих добавок предназначена линия 47.The mixer 44, associated with the effluent accumulator 12 with an effluent supply line 45 and with an ashpit 21 of a plant waste gasification device 22 with an ash transfer line 46, is designed to produce organic fertilizer balanced in terms of basic nutrients. To enter corrective additives line 47 is intended.
Установка работает следующим образом.Installation works as follows.
Исходные органические отходы, преимущественно животного происхождения (бесподстилочный навоз) через питатель 11 и патрубок загрузки 2 поступают в метантенк 1, в рабочем пространстве которого поддерживаются строгий анаэробиоз и термофильные условия (53-57°С). Одновременно с исходной порцией отходов эквивалентное количество эффлюента через патрубок выгрузки 3 поступает в накопитель 12. Процесс обработки производится при постоянном или периодическом перемешивании отходов (биомассы), осуществляемом по замкнутой схеме «метантенк 1 - паровой эжектор 5 - метантенк 1». В процессе циркуляции поддерживается необходимая температура отходов (биомассы). Образовавшийся биогаз с теплотворной способностью не менее 22 МДж/м3 через патрубок 4 отводится в газгольдер 10 и далее в двигатель внутреннего сгорания 38 с целью вырабатывания электроэнергии, осуществляемого посредством электрогенератора 40. Другая (меньшая) часть биогаза поступает в газогорелочное устройство 30 пароперегревателя 27 вместе с воздухом, подводимым через линию 32, и используется для перегрева насыщенного пара, вырабатываемого в паровом котле 9. Генерация насыщенного пара производится в трубном регистре 14 за счет сжигания газообразных горючих продуктов в газогорелочном устройстве 13 в смеси с воздухом, подводимым через линию 16. Газообразные горючие продукты образуются при низкотемпературной газификации растительных отходов в камере газификации 20 в условиях ограниченного подвода воздуха через линию 24. Исходные растительные отходы поступают на газификацию через бункер-дозатор 18 в количестве, регулируемом шиберным устройством 19. Образовавшаяся в процессе газификации зола скапливается в зольнике 21.Initial organic waste, mainly of animal origin (bedless manure), through a feeder 11 and a loading nozzle 2, enter the digester 1, in the working space of which strict anaerobiosis and thermophilic conditions are maintained (53-57 ° С). Simultaneously with the initial portion of the waste, an equivalent amount of effluent through the discharge pipe 3 enters the reservoir 12. The processing process is carried out with constant or periodic mixing of the waste (biomass), carried out according to the closed scheme "digester 1 - steam ejector 5 - digester 1". During the circulation, the required temperature of the waste (biomass) is maintained. The resulting biogas with a calorific value of at least 22 MJ / m 3 through the pipe 4 is discharged to the gas tank 10 and then to the internal combustion engine 38 in order to generate electricity by means of an electric generator 40. Another (smaller) part of the biogas enters the gas burner device 30 of the superheater 27 together with air supplied through line 32, and is used to overheat saturated steam generated in the steam boiler 9. The saturated steam is generated in the pipe register 14 by burning gas of combustible products in the gas burner 13 mixed with air supplied through line 16. Gaseous combustible products are formed during the low-temperature gasification of plant waste in the gasification chamber 20 under conditions of limited air supply through line 24. The initial plant waste is supplied to gasification through the metering hopper 18 in the amount regulated by the gate device 19. The ash formed during gasification accumulates in the ash pan 21.
Образовавшиеся в камере газификации 20 газы через газоход 23 поступают для последующего сжигания в газогорелочное устройство 13 парового котла 9. Насыщенный пар из трубного регистра 14 парового котла 9 поступает в трубный регистр 29 пароперегревателя 27. Перегретый пар по паровой магистрали подается в паропоршневую машину 25, «мятый» пар из которой затем конденсируется в греющем регистре 34 теплофикационного блока 33. Получаемый при этом товарный теплоноситель подается потребителям (на фермы, в жилые дома), а образовавшийся конденсат - в охладитель конденсата 37 с последующим накоплением в конденсатном баке 36. Необходимая степень охлаждения конденсата определяется тепловой нагрузкой и температурным режимом функционирования теплофикационного блока 33, и условиями охлаждения двигателя внутреннего сгорания 38. Охлаждающая двигатель внутреннего сгорания 38 вода (конденсат) подается насосом 39 в рубашку двигателя и далее в теплоутилизатор 42, который может функционировать в водогрейном и (или) парогенерирующем режиме. Таким образом, пароконденсатный цикл предлагаемого устройства реализуется по схеме: «конденсатный бак 36 -двигатель внутреннего сгорания 38 - теплоутилизатор 42 - паровой котел 9 -пароперегреватель 27 - паропоршневая машина 25 - теплофикационный блок 33 - охладитель конденсата 37 - конденсатный бак 36». Структура связи между элементами пароконденсатного контура может несколько отличаться от приведенной, например, может быть предусмотрено параллельное или комбинированное приготовление органических удобрений (удобрительных смесей), осуществляется в смесителе 14, в который по линиям 45 и 46 поступают эффлюент из накопителя 12 и зола из зольника 21, соответственно. С целью сбалансированного соотношения N, Р, К, в зависимости от требований к удобрениям, в смеситель 44 через линию 47 могут вводиться корректирующие характеристики удобрения добавки.The gases formed in the gasification chamber 20 through the gas duct 23 are supplied for subsequent combustion to the gas burner device 13 of the steam boiler 9. Saturated steam from the pipe register 14 of the steam boiler 9 enters the pipe register 29 of the superheater 27. The superheated steam is fed through the steam line to the piston engine 25, “ creased "steam from which is then condensed in the heating register 34 of the heating unit 33. The resulting heat-transfer fluid is supplied to consumers (on farms, in residential buildings), and the condensate formed is cooled down l condensate 37 with subsequent accumulation in the condensate tank 36. The required degree of cooling of the condensate is determined by the heat load and the temperature regime of the heating unit 33, and the cooling conditions of the internal combustion engine 38. Cooling the internal combustion engine 38 water (condensate) is supplied by the pump 39 to the engine jacket and further to the heat recovery unit 42, which can operate in a water-heating and (or) steam generating mode. Thus, the vapor-condensate cycle of the proposed device is implemented according to the scheme: “condensate tank 36 — internal combustion engine 38 — heat exchanger 42 — steam boiler 9 — superheater 27 —piston engine 25 — heat recovery unit 33 — condensate cooler 37 — condensate tank 36”. The structure of the connection between the elements of the vapor condensate circuit may slightly differ from that given, for example, parallel or combined preparation of organic fertilizers (fertilizer mixtures) can be provided, carried out in the mixer 14, into which effluent from the accumulator 12 and ash from the ash pan 21 are fed through lines 45 and 46 , respectively. For the purpose of a balanced ratio of N, P, K, depending on the requirements for fertilizers, the correcting characteristics of the fertilizer additives can be introduced into the mixer 44 through line 47.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010153655/13A RU2473526C2 (en) | 2010-12-28 | 2010-12-28 | Plant for recycling of organic wastes of vegetable and animal origin |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010153655/13A RU2473526C2 (en) | 2010-12-28 | 2010-12-28 | Plant for recycling of organic wastes of vegetable and animal origin |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010153655A RU2010153655A (en) | 2012-07-10 |
| RU2473526C2 true RU2473526C2 (en) | 2013-01-27 |
Family
ID=46848068
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010153655/13A RU2473526C2 (en) | 2010-12-28 | 2010-12-28 | Plant for recycling of organic wastes of vegetable and animal origin |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2473526C2 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2130002C1 (en) * | 1997-08-12 | 1999-05-10 | Тарханов Олег Владимирович | Plant for processing organic-origin wastes into organomineral fertilizers |
| EP1097913A1 (en) * | 1999-11-08 | 2001-05-09 | N.V. Regionale Afvalverwerkingsmaatschappij Zuid-Oost-Brabant | Method for processing organic residues into a fertilizer |
| RU2169450C1 (en) * | 2000-11-03 | 2001-06-27 | Пузанков Анатолий Григорьевич | Complex system for reprocessing of manure and other agricultural wastes |
| US20100071429A1 (en) * | 2007-01-05 | 2010-03-25 | Von Nordenskjoeld Reinhart | Method and device for the treatment of organic residual products of biogas systems |
| RU2407723C2 (en) * | 2009-03-19 | 2010-12-27 | Российская академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) | Process line of liquid manure recycling to produce biogas and fertilisers |
-
2010
- 2010-12-28 RU RU2010153655/13A patent/RU2473526C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2130002C1 (en) * | 1997-08-12 | 1999-05-10 | Тарханов Олег Владимирович | Plant for processing organic-origin wastes into organomineral fertilizers |
| EP1097913A1 (en) * | 1999-11-08 | 2001-05-09 | N.V. Regionale Afvalverwerkingsmaatschappij Zuid-Oost-Brabant | Method for processing organic residues into a fertilizer |
| RU2169450C1 (en) * | 2000-11-03 | 2001-06-27 | Пузанков Анатолий Григорьевич | Complex system for reprocessing of manure and other agricultural wastes |
| US20100071429A1 (en) * | 2007-01-05 | 2010-03-25 | Von Nordenskjoeld Reinhart | Method and device for the treatment of organic residual products of biogas systems |
| RU2407723C2 (en) * | 2009-03-19 | 2010-12-27 | Российская академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) | Process line of liquid manure recycling to produce biogas and fertilisers |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010153655A (en) | 2012-07-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101251045B (en) | Biomass energy circulation electrification technique as well as generating system thereof | |
| Topal et al. | Application of trigeneration with direct co-combustion of poultry waste and coal: A case study in the poultry industry from Turkey | |
| EP2421943A1 (en) | Process for converting biomass to solid fuel | |
| CN104033269A (en) | Biomass-burning power generation device | |
| Calise et al. | Technical and economic analysis of a cogeneration plant fueled by biogas produced from livestock biomass | |
| US10094247B2 (en) | Method and system for processing animal waste | |
| CN105368502A (en) | Process for cogenerating electricity, charcoal and heat through fluidized-bed gasified power generation of straws | |
| RU2473526C2 (en) | Plant for recycling of organic wastes of vegetable and animal origin | |
| CN203925776U (en) | Generating power with biomass combustion device | |
| Sinha et al. | Design, fabrication, and performance evaluation of a novel biomass-gasification-based hot water generation system | |
| CN106171060A (en) | A kind of based on straw burning self-driving type rotary tillage system | |
| CN201334480Y (en) | Countryside biomass resource recovery and comprehensive utilization production plant | |
| RU2505490C2 (en) | Device for utilisation of organic substrates with humidity 92-99% with obtaining organic manure and electric power | |
| JP2015063908A (en) | Device for generating power with microorganism, feces of animals and plant residue and so on, and carbonization device | |
| Lazaroiu et al. | Efficient poultry industry waste management approach in the bioeconomy framework | |
| Yimer et al. | Biogas as resources of energy | |
| Mukhtar | Manure to energy: understanding processes, principles and jargon | |
| WO2018151690A1 (en) | Co-generation of heat and power from animal waste using organic rankine cycle | |
| CN113638782B (en) | Comprehensive energy complementary utilization system for rural areas and working method | |
| CN103557516B (en) | For docking the biomass combustion device of boiler, heat exchanger, heating system | |
| Kamburova et al. | Biogas combined heat and power production | |
| Fantozzi et al. | Evaluation of available technologies for chicken manure energy conversion and techno-economic assessment of a case study in Italy | |
| CN209801436U (en) | Multiplex heat engine energy system | |
| RU2501207C1 (en) | Method of production of crop products in cultivation facilities and methane using bioenergy potential of liquid manure | |
| WO2007066988A1 (en) | Apparatus and method for producing energy and manufacturing organic fertilizer by using excretions, waste water and slurry |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121229 |