RU2540326C1 - Biogas plant - Google Patents

Biogas plant Download PDF

Info

Publication number
RU2540326C1
RU2540326C1 RU2013159076/04A RU2013159076A RU2540326C1 RU 2540326 C1 RU2540326 C1 RU 2540326C1 RU 2013159076/04 A RU2013159076/04 A RU 2013159076/04A RU 2013159076 A RU2013159076 A RU 2013159076A RU 2540326 C1 RU2540326 C1 RU 2540326C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tank
shaft
blades
biogas
dome
Prior art date
Application number
RU2013159076/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сэнгэ Самбуевич Ямпилов
Варвара Петровна Друзьянова
Елена Николаевна Кобякова
Анастасия Валериевна Спиридонова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления"
Priority to RU2013159076/04A priority Critical patent/RU2540326C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2540326C1 publication Critical patent/RU2540326C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

FIELD: power industry.
SUBSTANCE: biogas plant includes vertical sealed cylindrical tank (1) equipped with dome (3) and bottom (4), which have a shape of a flattened cone. Bottom (4) is installed with its smaller base downwards, and with dome (3), vice versa, upwards. The external part of the tank and bottom (4) is wound with heating strip (5) connected to temperature control (6). Inside tank (1) there is a mixing device representing two-bladed agitators (8) installed perpendicular on horizontal shaft (7). Shaft (7) is offset downwards from the centre of tank (1). Blades (9) of agitator (8) have a meshed structure of a trapezoid shape, which converges towards the axis of shaft (7). Span of blades (9) located in the centre of the shaft is larger than that of the adjacent blades.
EFFECT: enlarging the range of plants for processing of organic wastes of agricultural production; obtaining a disinfected biological fertiliser without any smell, which can be used as a fertiliser without any additional operations.
2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к сельскому хозяйству, предназначено для анаэробного сбраживания органических отходов сельскохозяйственного производства и может быть использовано для производства биогаза, органических удобрений и кормовой биологической добавки.The present invention relates to agriculture, is intended for anaerobic digestion of organic agricultural waste and can be used for the production of biogas, organic fertilizers and feed additives.

Известен бытовой метантенк (RU 2491233, C02F 11/04, 27.08.2013 г.), состоящий из цилиндрического корпуса с теплоизоляцией, который разделен перфорированными перегородками на 4 секции - камеры брожения. Устройство имеет загрузочный и выгрузочный патрубки, гидравлический затвор для отвода биогаза и заключен в жесткий кожух.Known household digester (RU 2491233, C02F 11/04, 08/27/2013), consisting of a cylindrical body with thermal insulation, which is divided by perforated partitions into 4 sections - fermentation chambers. The device has loading and unloading nozzles, a hydraulic shutter for biogas removal and is enclosed in a hard casing.

Недостатком данного устройства является сложность конструкции из-за делений на секции, что для малых метантенков необязательно, ввиду того, что это не влияет на процесс производства биогаза. Устройство не имеет перемешивающего механизма, что могло бы повысить производство биогаза и сократить длительность брожения.The disadvantage of this device is the design complexity due to divisions into sections, which is not necessary for small digesters, due to the fact that this does not affect the biogas production process. The device does not have a mixing mechanism, which could increase the production of biogas and reduce the duration of fermentation.

Известен биореактор (RU 2427123, C02F 3/28, C02F 11/04, А01С 3/02, опубл. 27.08.2011), состоящий из корпуса, представляющего собой стальную металлическую трубчатую емкость, разделенную перегородками-сегментами на несколько секций. Внутри рабочей части корпуса, подключенной к газгольдеру, горизонтально установлена мешалка с лопастями, смещенная от центра емкости.Known bioreactor (RU 2427123, C02F 3/28, C02F 11/04, AC 3/02, publ. 08/27/2011), consisting of a housing, which is a steel metal tubular tank, divided by partition walls into several sections. Inside the working part of the housing connected to the gas tank, a mixer with blades is horizontally mounted, offset from the center of the tank.

Недостатком данного биореактора является сложность конструкции, недостаточно высокая степень эффективности перемешивания сбраживаемой массы, что не влияет на повышение выхода биогаза.The disadvantage of this bioreactor is the design complexity, insufficiently high degree of mixing efficiency of the fermented mass, which does not affect the increase in biogas yield.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является биореактор (см. RU 124261 U1, C05F 3/00, опубл. 20.01.2013 г.), состоящий из вертикального цилиндрического герметичного резервуара с конусным днищем и сферическим куполом, установленного на опорах. Днище резервуара обтянуто нагревательной лентой. Резервуар снабжен загрузочным и выгрузочным патрубками, патрубком для отвода биогаза.The closest in technical essence to the claimed invention is a bioreactor (see RU 124261 U1, C05F 3/00, publ. 01.20.2013), consisting of a vertical cylindrical sealed tank with a conical bottom and a spherical dome mounted on supports. The bottom of the tank is covered with heating tape. The tank is equipped with loading and unloading nozzles, a nozzle for biogas removal.

Недостатком данного биореактора является отсутствие перемешивающего устройства, что не обеспечивает полноту сбраживания субстрата и замедляет скорость выхода биогаза в связи с образованием корки в верхней части резервуара.The disadvantage of this bioreactor is the lack of a mixing device, which does not ensure the completeness of fermentation of the substrate and slows down the rate of biogas output due to the formation of a crust in the upper part of the tank.

Техническим результатом изобретения является повышение производительности и увеличение выхода биогаза.The technical result of the invention is to increase productivity and increase biogas yield.

Указанный выше технический результат достигается тем, что в биогазовой установке, включающей герметичный вертикальный цилиндрический резервуар, установленный на опорах, загрузочный и выгрузочный патрубки, патрубок для отвода биогаза, резервуар снабжен днищем в форме усеченного конуса, обтянутого нагревательной лентой, согласно изобретению резервуар обмотан нагревательной лентой и снабжен куполом, имеющим форму усеченного конуса, обращенного меньшим основанием вверх, внутри резервуара установлено перемешивающее устройство, представляющее собой установленное перпендикулярно на горизонтальном валу, смещенного от центра резервуара вниз, двухлопастные мешалки, лопасти которых имеют сетчатую конструкцию трапецеидальной формы, сужающейся к оси вала, при этом размах лопастей, расположенных в центре вала, больше размаха соседних лопастей.The above technical result is achieved by the fact that in a biogas plant comprising a sealed vertical cylindrical tank mounted on supports, loading and unloading pipes, a pipe for biogas removal, the tank is equipped with a bottom in the form of a truncated cone covered with a heating tape, according to the invention, the tank is wrapped with a heating tape and equipped with a dome having the shape of a truncated cone, facing upward with a smaller base; a mixing device is installed inside the tank; two-bladed mixers, the blades of which have a trapezoidal mesh design, tapering to the axis of the shaft, while the span of the blades located in the center of the shaft is larger than the span of the adjacent blades.

Отличительными признаками заявляемого устройства являются наличие нового конструктивного элемента, а именно лопастных мешалок сетчатой конструкции, также обмотка резервуара нагревательной лентой.Distinctive features of the claimed device are the presence of a new structural element, namely, paddle mixers of a mesh design, as well as the winding of the tank with heating tape.

Дополнительная обмотка резервуара нагревательной лентой позволяет ускорить процессы брожения в резервуаре, тем самым повысить производительность установки.Additional winding of the tank with heating tape allows you to accelerate the fermentation processes in the tank, thereby increasing the productivity of the installation.

Наличие перемешивающего устройства в установке с сетчатой формой лопастей позволяет достигнуть равномерного распределения групп анаэробных бактерий в резервуаре, что ускоряет их доступ к несброженному субстрату. Выполнение лопастей центральной мешалки с размахом большим, чем у боковых соседних лопастей, а также выполнение их трапецеидальной формы, расширяющейся наружу (или сужающейся к оси вала), как бы повторяет форму конического днища и при вращении мешалок создают необходимые турбулентные вихри вокруг лопастей, предотвращают выпадение осадков на днище и стенках резервуара, тем самым обеспечивают равномерное распределение температуры по всему объему резервуара, что ускоряет процессы брожения и увеличивает выход биогаза. Сетчатая форма конструкции позволяет сохранить оптимальное количество собранных в группы бактерий, необходимое для интенсивного брожения, не разбивая бактерии на единичные атомы, для брожения субстрата которым нужно собраться в малые группы для начала интенсивной переработки субстрата. Это обеспечивает высокую скорость и степень разложения субстрата, что увеличивает выход биогаза и тем самым повышает производительность установки.The presence of a mixing device in the installation with a mesh form of the blades allows to achieve a uniform distribution of groups of anaerobic bacteria in the tank, which accelerates their access to the unfermented substrate. The execution of the blades of the central mixer with a larger scale than that of adjacent adjacent blades, as well as the implementation of their trapezoidal shape, expanding outward (or tapering to the axis of the shaft), as if repeating the shape of the conical bottom and when the mixers rotate create the necessary turbulent vortices around the blades, prevent loss precipitation on the bottom and walls of the tank, thereby ensuring a uniform temperature distribution throughout the volume of the tank, which accelerates the fermentation processes and increases the biogas yield. The mesh form of the design allows you to save the optimal amount of bacteria collected in groups, necessary for intensive fermentation, without breaking the bacteria into single atoms, for which the substrate needs to be fermented into small groups to begin intensive processing of the substrate. This provides a high speed and degree of decomposition of the substrate, which increases the biogas yield and thereby increases the productivity of the installation.

На фиг.1 изображен внешний вид биогазовой установки, на фиг 2 - разрез А-А на фиг.1.Figure 1 shows the appearance of the biogas plant, figure 2 - section aa in figure 1.

Биогазовая установка содержит вертикальный герметичный цилиндрический резервуар 1, установленный на опорах 2 и снабженный куполом 3 и днищем 4, имеющими форму усеченного конуса. Днище 4 установлено меньшим основанием вниз, а купол 3, наоборот, - вверх. Внешняя часть резервуара 1 и днища 4 обмотана нагревательной лентой 5, соединенной с терморегулятором 6. Внутри резервуара 1 находится перемешивающее устройство, представляющее собой установленные перпендикулярно на горизонтальном валу 7 двухлопастные мешалки 8. Вал 7 смещен вниз от центра резервуара 1. Лопасти 9 мешалки 8 имеют сетчатую конструкцию трапецеидальной формы, сужающейся к оси вала 7. Размах лопастей 9, расположенных в центре вала 7, больше размаха соседних лопастей.The biogas plant contains a vertical sealed cylindrical tank 1 mounted on supports 2 and equipped with a dome 3 and a bottom 4 having the shape of a truncated cone. The bottom 4 is set smaller base down, and the dome 3, on the contrary, up. The outer part of the tank 1 and the bottom 4 is wrapped with heating tape 5 connected to the temperature controller 6. Inside the tank 1 there is a mixing device, which is a two-blade mixer 8. mounted perpendicular to the horizontal shaft 7. The shaft 7 is shifted down from the center of the tank 1. The blades 9 of the mixer 8 have mesh structure of a trapezoidal shape, tapering to the axis of the shaft 7. The span of the blades 9 located in the center of the shaft 7 is larger than the span of the adjacent blades.

На куполе 3 резервуара 1 установлены загрузочный патрубок 10, датчик давления 11, патрубок 12 для отвода биогаза. В нижней части конического днища 4 расположен выгрузочный патрубок 13.On the dome 3 of the tank 1, a loading pipe 10, a pressure sensor 11, a pipe 12 for biogas removal are installed. In the lower part of the conical bottom 4 is located the discharge pipe 13.

Биогазовая установка работает следующим образом.Biogas plant works as follows.

Для создания анаэробной среды в резервуар через загрузочный патрубок 10 заливают воду до полного заполнения. Далее исходный материал в виде органических отходов животноводства (разжиженный свежий навоз (помет) с влажностью 92-93%) вливают в резервуар 1 и заполняют его до уровня 2/3 от высоты резервуара 1. При этом навоз самотеком стекает в емкость резервуара 1, а вода сливается через выгрузочный патрубок 13. После заполнения резервуара 1 все вентили установки плотно закрывают, включают нагревательную ленту 5, регулируемую терморегулятором 6, который поддерживает температуру в пределах 33-36°C. Субстрат сбраживается в установке 6 суток до образования биогаза. Образующийся биогаз скапливается в вакуумном пространстве, образованном под куполом 3 и частью резервуара 1, и выходит через патрубок 12. В процессе переработки навоза и образования биогаза в анаэробной среде необходимо периодическое перемешивание субстрата для равномерного обеспечения питательными веществами метанобразующих бактерий, предотвращения осадочного материала и корки в верхнем слое установки, которая препятствует выходу биогаза. Лопасти 9 перемешивающего устройства обеспечивают наиболее полное перемешивание субстрата, их сетчатая конструкция разрушает большие группы бактерий и образующуюся корку в верхней части субстрата. Центральная мешалка с большим размахом лопастей предотвращает выпадение осадков на днище 4 и вместе с боковыми мешалками обеспечивают интенсивное перемешивание субстрата, ускоряя процессы брожения в резервуаре 1. После 6-го дня осуществляют выгрузку переработанных отходов в объеме 18-20 литров через выгрузочный патрубок 13 и одновременно загружают резервуар новым сырьем. Затем выгрузку переработанных отходов осуществляют периодически каждые 2 дня во время загрузки резервуара 1 новым сырьем.To create an anaerobic environment, water is poured into the tank through the loading pipe 10 until it is completely filled. Next, the source material in the form of organic animal waste (liquefied fresh manure (litter) with a moisture content of 92-93%) is poured into the tank 1 and filled to a level 2/3 of the height of the tank 1. At the same time, manure flows by gravity into the tank 1, and water is drained through the discharge pipe 13. After filling the tank 1, all valves of the installation are tightly closed, include a heating tape 5, regulated by thermostat 6, which maintains the temperature within 33-36 ° C. The substrate is fermented in the installation 6 days before the formation of biogas. The resulting biogas accumulates in the vacuum space formed under the dome 3 and part of the tank 1, and exits through the pipe 12. During the processing of manure and the formation of biogas in an anaerobic medium, periodic mixing of the substrate is necessary to ensure uniform supply of methane-forming bacteria with nutrients, to prevent sedimentary material and crust in the top layer of the installation, which prevents the exit of biogas. The blades 9 of the mixing device provide the most complete mixing of the substrate, their mesh design destroys large groups of bacteria and the resulting crust in the upper part of the substrate. The central mixer with a large sweep of the blades prevents precipitation on the bottom 4 and together with the side mixers provide intensive mixing of the substrate, accelerating the fermentation processes in the tank 1. After the 6th day, the processed waste is discharged in the amount of 18-20 liters through the discharge pipe 13 and at the same time load the tank with new raw materials. Then the unloading of the processed waste is carried out periodically every 2 days during the loading of the tank 1 with new raw materials.

Давление в куполе резервуара 1 отслеживается при помощи датчика 11.The pressure in the dome of the tank 1 is monitored using a sensor 11.

Получаемый из биогазовой установки газ может применяться в бытовых нуждах, а переработанный субстрат является биологическим удобрением. Он лишен специфического запаха, полностью обеззаражен и может применяться в качестве удобрения без дополнительных операций. Также данный субстрат после определенных технических операций может быть использован в качестве кормовой добавки для сельскохозяйственных животных.The gas obtained from a biogas plant can be used for domestic needs, and the processed substrate is a biological fertilizer. It is devoid of a specific smell, completely disinfected and can be used as fertilizer without additional operations. Also, this substrate after certain technical operations can be used as a feed additive for farm animals.

Claims (1)

Биогазовая установка, включающая герметичный вертикальный цилиндрический резервуар, установленный на опорах, загрузочный и выгрузочный патрубки, патрубок для отвода биогаза, резервуар снабжен днищем в форме усеченного конуса, обтянутого нагревательной лентой, отличающаяся тем, что резервуар обмотан нагревательной лентой и снабжен куполом, имеющим форму усеченного конуса, обращенного меньшим основанием вверх, внутри резервуара установлено перемешивающее устройство, представляющее собой установленные перпендикулярно на горизонтальном валу, смещенном от центра резервуара вниз, двухлопастные мешалки, лопасти которых имеют сетчатую конструкцию трапецеидальной формы, сужающейся к оси вала, при этом размах лопастей, расположенных в центре вала, больше размаха соседних лопастей. Biogas plant, including a sealed vertical cylindrical tank mounted on supports, loading and unloading nozzles, a nozzle for biogas removal, the tank is equipped with a bottom in the form of a truncated cone, covered with heating tape, characterized in that the tank is wrapped with heating tape and equipped with a dome having the shape of a truncated of the cone facing upwards, a mixing device is installed inside the tank, which is mounted perpendicularly to the horizontal shaft, offset from the center of the tank downward, two-blade mixers, the blades of which have a mesh design of a trapezoidal shape, tapering to the axis of the shaft, while the span of the blades located in the center of the shaft is larger than the span of the adjacent blades.
RU2013159076/04A 2013-12-30 2013-12-30 Biogas plant RU2540326C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013159076/04A RU2540326C1 (en) 2013-12-30 2013-12-30 Biogas plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013159076/04A RU2540326C1 (en) 2013-12-30 2013-12-30 Biogas plant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2540326C1 true RU2540326C1 (en) 2015-02-10

Family

ID=53286833

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013159076/04A RU2540326C1 (en) 2013-12-30 2013-12-30 Biogas plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2540326C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2004952C1 (en) * 1992-04-01 1993-12-30 Промышленно-внедренческа коммерческа фирма "ПРОНКОМ" Fecal mass anaerobic fermentation biogas
RU2065408C1 (en) * 1994-04-05 1996-08-20 Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН Manure gas installation
RU2074600C1 (en) * 1993-01-26 1997-03-10 Научно-технический центр по разработке прогрессивного оборудования Biogas unit for anaerobic fermentation of organic wastes
RU2202161C2 (en) * 2000-03-20 2003-04-20 Лябах Николай Николаевич Biogas apparatus for anaerobic fermentation of organic wastes
UA68309U (en) * 2011-07-28 2012-03-26 Винницкий Национальный Аграрный Университет Portable biogas installation
RU124261U1 (en) * 2012-01-13 2013-01-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Якутская государственная сельскохозяйственная академия" METANTEC

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2004952C1 (en) * 1992-04-01 1993-12-30 Промышленно-внедренческа коммерческа фирма "ПРОНКОМ" Fecal mass anaerobic fermentation biogas
RU2074600C1 (en) * 1993-01-26 1997-03-10 Научно-технический центр по разработке прогрессивного оборудования Biogas unit for anaerobic fermentation of organic wastes
RU2065408C1 (en) * 1994-04-05 1996-08-20 Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН Manure gas installation
RU2202161C2 (en) * 2000-03-20 2003-04-20 Лябах Николай Николаевич Biogas apparatus for anaerobic fermentation of organic wastes
UA68309U (en) * 2011-07-28 2012-03-26 Винницкий Национальный Аграрный Университет Portable biogas installation
RU124261U1 (en) * 2012-01-13 2013-01-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Якутская государственная сельскохозяйственная академия" METANTEC

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2567649C1 (en) Biogas unit
CN104072213B (en) Vertical aerobic fermentation chamber
US20130236952A1 (en) System for processing biomass
CN106608731A (en) Method and system for converting livestock and poultry manure and waste straw materials into organic fertilizer
RU2540019C1 (en) Bioreactor
CN203668193U (en) Circulating type system producing marsh gas through anerobic fermentation for combustion, power generation, and organic fertilizer production
RU2540326C1 (en) Biogas plant
RU2491330C1 (en) Biological reactor
RU2430153C2 (en) Bio-reactor
CN108315232B (en) Biogas generating device capable of rapidly fermenting and decomposing straw and application method thereof
RU171741U1 (en) MULTI-CHAMBER BIOGAS REACTOR OF CONTINUOUS LOADING OF RAW MATERIALS
RU142699U1 (en) METANTENK
RU2399184C1 (en) Biogas complex
RU2605312C1 (en) Biogas plant
CN105087366A (en) Biomass waste continuous solid anaerobic digestion device
RU186904U1 (en) INSTALLATION FOR PREPARING COMPOST
CN203668376U (en) Recirculation type utilization system for biogas, biogas slurry and biogas residue prepared through anaerobic fermentation
CN210470593U (en) Excrement and urine utilizes cyclic irrigation planting device
RU2646873C1 (en) Method for obtaining biogas and fertilizers from pig waste dropping with a vertical cylindrical tank
RU2651940C1 (en) Biogas plant for the reduction of organic waste from agricultural production accompanied with the biogas obtaining
JP6526515B2 (en) Compost production method
KR101057291B1 (en) A fermenter for the manufacturing of the fertilizer equipped with the scraper
CN104876658B (en) A kind of bioenergy heat preserving method of organic waste winter fermentation
RU195674U1 (en) Continuous feed biogas reactor
RU2776792C1 (en) Installation for production of biogas and compost in recycling of animal waste and food waste

Legal Events

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

Effective date: 20171231