RU2788704C1 - Biogas plant automated control system - Google Patents
Biogas plant automated control system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2788704C1 RU2788704C1 RU2022118065A RU2022118065A RU2788704C1 RU 2788704 C1 RU2788704 C1 RU 2788704C1 RU 2022118065 A RU2022118065 A RU 2022118065A RU 2022118065 A RU2022118065 A RU 2022118065A RU 2788704 C1 RU2788704 C1 RU 2788704C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pos
- biogas
- module
- reactor
- sensors
- Prior art date
Links
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 62
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 7
- 238000003860 storage Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 5
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 229940064005 Antibiotic throat preparations Drugs 0.000 description 1
- 229940083879 Antibiotics FOR TREATMENT OF HEMORRHOIDS AND ANAL FISSURES FOR TOPICAL USE Drugs 0.000 description 1
- 229940042052 Antibiotics for systemic use Drugs 0.000 description 1
- 229940042786 Antitubercular Antibiotics Drugs 0.000 description 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 229940093922 Gynecological Antibiotics Drugs 0.000 description 1
- 229940024982 Topical Antifungal Antibiotics Drugs 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003213 activating Effects 0.000 description 1
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal Effects 0.000 description 1
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229940079866 intestinal antibiotics Drugs 0.000 description 1
- 238000011068 load Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229940005935 ophthalmologic Antibiotics Drugs 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к биогазовым установкам и предназначено для работы в качестве автоматизированной системы управления для аналитической обработки, хранения и представления информации пользователю.The invention relates to biogas plants and is intended to operate as an automated control system for analytical processing, storage and presentation of information to the user.
Из уровня техники известен патент SU 1695278 A1 «Система автоматического управления анаэробным сбраживанием органических отходов в установке», в котором устройство используется для автоматизации анаэробного сбраживания органических отходов. Данное устройство обеспечивает и автоматизирует получение биогаза за счет подготовки сырья, контролем за температурой во время процесса получения биогаза, а также механической обработкой при помощи перемешивания, перекачки, загрузки сырья.The prior art patent SU 1695278 A1 "Automatic control system for anaerobic digestion of organic waste in the installation", in which the device is used to automate the anaerobic digestion of organic waste. This device provides and automates the production of biogas through the preparation of raw materials, temperature control during the process of obtaining biogas, as well as mechanical processing by mixing, pumping, loading raw materials.
Недостатком данного устройства является то, что оно имеет большие размеры и не подходит для всех вариаций биогазовых установок. Также устройство не следит за биохимическим равновесием во время процесса получения биогаза. The disadvantage of this device is that it is large and not suitable for all variations of biogas plants. Also, the device does not monitor the biochemical balance during the biogas production process.
Известен патент RU 2667451 C1 «Роторно-пульсационное устройство», в котором устройство используется для увеличения надежности устройства за счет уменьшения количества/интенсивности остановок для ручной прочистки и уменьшения интенсивности отказов по причине поломки, увеличение ресурса уплотнения, повышения эффективности обработки.Known patent RU 2667451 C1 "Rotor-pulsation device", in which the device is used to increase the reliability of the device by reducing the number/intensity of stops for manual cleaning and reducing the failure rate due to breakage, increasing the sealing life, increasing the processing efficiency.
Недостатком данного устройства является то, что оно служит для подготовки биомассы. Устройство инсталлируется на уже действующие биогазовые установки, ускоряя процесс сбраживания в реакторе и повышая выход биогаза. Оно имеет большие размеры и служит только для подготовки сырья, то есть не отвечает за полную автоматизацию установки.The disadvantage of this device is that it serves to prepare the biomass. The device is installed on existing biogas plants, accelerating the digestion process in the reactor and increasing the biogas yield. It is large and serves only for the preparation of raw materials, that is, it is not responsible for the complete automation of the installation.
Известен патент RU 2577575 C2 «Автоматизированная мембранно-абсорбционная газоразделительная система, обеспечивающая улучшение потребительских свойств биогаза», результатом которого является автоматизация процесса очистки и осушки биогаза, достижимого за счет очистки биогаза от примесей углекислого газа и осушки биогаза от водяных паров при помощи датчика влажности газовой смеси и датчика содержания диоксида углерода в газовой смеси.Known patent RU 2577575 C2 "Automated membrane absorption gas separation system that improves the consumer properties of biogas", the result of which is the automation of the process of cleaning and drying biogas, achievable by cleaning biogas from carbon dioxide impurities and drying biogas from water vapor using a gas humidity sensor mixture and a carbon dioxide content sensor in the gas mixture.
Недостатком данного устройства является то, что оно имеет большие размеры и направлено на улучшение свойств уже выработанного биогаза, но не обеспечивает автоматизацию процесса его получения и контроль за показателями сырья.The disadvantage of this device is that it is large and is aimed at improving the properties of already produced biogas, but does not automate the process of its production and control over the performance of raw materials.
Наиболее близким аналогом (прототипом) является патент CN202226862U «Автоматическая система резервуаров для ферментации метана». Данное устройство предназначено для автоматического регулирования значения PH и температуры ферментации сырья, скорости и времени перемешивания, а также количества и времени подачи и выгрузки, тем самым осуществляя автоматическое управление процессом получения биогаза. Прототип включает в себя: резервуар для ферментации; термопереключатель; модуль контроля температуры; модуль управления перемешиванием; модуль контроля pH; модуль управления временем оборота материала на входе и выходе; модуль определения расхода/состава газа; модуль связи с компьютером.The closest analogue (prototype) is patent CN202226862U "Automatic tank system for methane fermentation". This device is designed to automatically control the PH value and temperature of the fermentation of raw materials, the speed and time of mixing, as well as the amount and time of feeding and discharging, thereby automatically controlling the biogas production process. The prototype includes: a fermentation tank; thermal switch; temperature control module; mixing control module; pH control module; module for controlling the material turnover time at the input and output; gas flow/composition determination module; computer communication module.
Недостатком прототипа является то, его составные части, а именно резервуар с устройством для перемешивания, насосы для подачи свежего сырья, нагреватель, воздуховодное отверстие для выхода биогаза, выпускное отверстие для материалов ферментации, в совокупности являются биогазовым реактором и уже используется в биогазовых установках. Электрические модули прототипа имеют жесткую связь с биогазовой установкой, в следствие чего они не могут быть применимы отдельно на любых других биогазовых установках, поэтому рассматриваемый аналог не является мобильным и универсальным решением. Также данное устройство не обеспечивает контроль за показателем влажности сырья, что является важным показателем для повышения КПД биогазовых установок, так как сырье всегда должно оставаться влажным. Кроме того, данный прототип имеет большие габариты: от ста до десяти тысяч кубических метров, и как следствие не является компактным устройством.The disadvantage of the prototype is that its components, namely a tank with a mixing device, pumps for supplying fresh raw materials, a heater, an air outlet for biogas outlet, an outlet for fermentation materials, together are a biogas reactor and is already used in biogas plants. The electrical modules of the prototype have a rigid connection with the biogas plant, as a result of which they cannot be applied separately to any other biogas plants, so the analogue in question is not a mobile and universal solution. Also, this device does not provide control over the moisture content of the raw material, which is an important indicator for increasing the efficiency of biogas plants, since the raw material must always remain wet. In addition, this prototype has large dimensions: from one hundred to ten thousand cubic meters, and as a result, it is not a compact device.
Для заявленного изобретения выявлены следующие общие с прототипом существенные признаки: система автоматизированного управления биогазовой установки, содержащая устройства подачи расходных материалов в биогазовый реактор, связанные с ним: модуль управления и обработки показаний с датчиков, установленные внутри реактора датчики контроля температуры, кислотности, выхода газа.For the claimed invention, the following essential features common with the prototype have been identified: an automated control system for a biogas plant containing devices for supplying consumables to a biogas reactor associated with it: a control module and processing readings from sensors installed inside the reactor sensors for monitoring temperature, acidity, gas output.
Технической проблемой заявленного изобретения является повышение технологичности процесса получения биогаза, направленной на упрощение системы, повышение КПД биогазовой установки, а также на повышение универсальности, компактности и мобильности используемой системы.The technical problem of the claimed invention is to improve the manufacturability of the biogas production process, aimed at simplifying the system, increasing the efficiency of the biogas plant, as well as increasing the versatility, compactness and mobility of the system used.
Техническая проблема решается, а технический результат достигается благодаря тому, что система автоматизированного управления биогазовой установкой содержит закрепленные внутри биогазового реактора модуль получения показаний, содержащий датчики контроля температуры, кислотности, выхода газа и влажности, модуль подачи расходных материалов, содержащий соленоидный клапан, резервуары с расходными материалами и устройство подачи расходных материалов, выполненное в виде помпы для подачи сырья в реактор. Модуль управления и обработки показаний с датчиков, работающий на основе микроконтроллера на печатной плате и имеющий дисплей, закреплен на реактор с его наружной стороны, электрически связан с каждым датчиком модуля получения показаний и с модулем подачи расходных материалов.The technical problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the automated control system of the biogas plant contains a module for obtaining readings fixed inside the biogas reactor, containing sensors for controlling temperature, acidity, gas output and humidity, a module for supplying consumables containing a solenoid valve, tanks with consumables materials and a device for supplying consumables, made in the form of a pump for supplying raw materials to the reactor. The module for controlling and processing readings from sensors, operating on the basis of a microcontroller on a printed circuit board and having a display, is fixed to the reactor from its outer side, electrically connected to each sensor of the readings receiving module and to the module for supplying consumables.
Сущность устройстваDevice entity
Техническая сущность и принцип действия предложенного изобретения поясняются следующими чертежами: на фиг. 1 отображена блок-схема системы модулей автоматизированного управления биогазовой установкой с отражением самих модулей и их взаимосвязи; на фиг. 2 показано крепление модулей на биогазовый реактор; на фиг. 3 представлен модуль управления и обработки показаний с датчиков, на фиг. 4 изображен модуль получения показаний с датчиков; на фиг. 5 изображен модуль подачи расходных материалов.The technical essence and principle of operation of the proposed invention are illustrated by the following drawings: in Fig. 1 shows a block diagram of a system of modules for automated control of a biogas plant with a reflection of the modules themselves and their relationship; in fig. 2 shows the attachment of modules to a biogas reactor; in fig. 3 shows a module for controlling and processing readings from sensors, in Fig. 4 shows a module for obtaining readings from sensors; in fig. Figure 5 shows the consumable supply module.
Как правило, типовая биогазовая установка содержит биогазовый реактор (емкость в которой происходит процесс образования биотоплива) с мешалкой (миксером), емкости для сырья и сбора биогаза, системы нагрева реактора и автоматики. В нашем случае комплекс оборудования биогазовой установки состоит из биогазового реактора любого известного в технике типа и собственно системы автоматизированного управления биогазовой установкой, состоящей из трех компактных электрических модулей, электрически связанных друг с другом и устанавливаемых на биогазовый реактор. As a rule, a typical biogas plant contains a biogas reactor (a container in which the biofuel formation process takes place) with a stirrer (mixer), containers for raw materials and biogas collection, reactor heating systems and automation. In our case, the biogas plant equipment complex consists of a biogas reactor of any type known in the art and the biogas plant automated control system itself, consisting of three compact electrical modules electrically connected to each other and installed on the biogas reactor.
Система автоматизированного управления биогазовой установкой (фиг.1) состоит из: модуля управления и обработки показаний с датчиков поз.1, содержащего программируемый микроконтроллер поз.6, твердотельное восьмиканальное реле поз.7, дисплей поз.4, энкодер поз.5; модуля подачи расходных материалов для урегулирования показаний с датчиков поз.2, содержащего соленоидный клапан поз.8, устройство подачи расходных материалов (далее, электрическую помпу поз.9); модуля получения показаний поз.3, содержащего влагозащищенный датчик температуры поз.10, датчик газа поз.11, датчик кислотности поз.12, датчик влажности поз.13. Все модули (поз.1, 2, 3) заключены в металлические корпуса, электрически соединенные между собой проводами, изолированными гофрированными трубками. Упомянутые модули закрепляются к биогазовому реактору поз.14, как показано на фиг. 2. Модуль управления и обработки показаний с датчиков поз.1 крепится на биогазовый реактор поз.14 с внешней стороны корпуса. При помощи проводов с изоляцией модуль поз.1 электрически связан с модулем подачи расходных материалов поз.2 и модулем получения показаний с датчиков поз.3, расположенных непосредственно внутри биогазового реактора поз.14.The automated control system of a biogas plant (figure 1) consists of: a control module and processing of readings from sensors pos.1, containing a programmable microcontroller pos.6, solid-state eight-channel relay pos.7, display pos.4, encoder pos.5; a consumables supply module for adjusting readings from sensors pos.2, containing a solenoid valve pos.8, a consumables supply device (hereinafter, an electric pump pos.9); a module for obtaining readings pos.3, containing a waterproof temperature sensor pos.10, a gas sensor pos.11, an acidity sensor pos.12, a humidity sensor pos.13. All modules (pos.1, 2, 3) are enclosed in metal cases, electrically interconnected by wires, insulated with corrugated tubes. Said modules are attached to the biogas reactor pos. 14 as shown in FIG. 2. The module for control and processing of readings from sensors pos.1 is mounted on the biogas reactor pos.14 from the outside of the housing. Using wires with insulation, the module pos.1 is electrically connected to the module for supplying consumables pos.2 and the module for obtaining readings from sensors pos.3 located directly inside the biogas reactor pos.14.
Модуль управления и обработки показаний с датчиков поз.1 представлен на фиг. 3. Модуль имеет металлический корпус поз.15, который крепится к реактору поз.14 при помощи элементов крепления поз.16. Внутри корпуса поз.15 расположена печатная плата, на которую крепится дисплей поз.4 для вывода на экран графиков показателей с датчиков (поз.10, 11, 12, 13) и управления установкой, энкодер поз.5, микроконтроллер поз.6, реле поз.7 с подключенными при помощи проводов клапаном поз.8 и помпой поз.9 модуля поз.2, и четырьмя аналоговыми датчиками (температуры поз.10, газа поз.11, кислотности поз.12, влажности поз.13) модуля поз.3. Дисплей поз.4 и энкодер поз.5 расположены с возможностью быстрого доступа пользователя к ним для управления и отслеживания работы модуля поз.1 (в корпусе поз.15 сделано отверстие в передней части для дисплея поз.4 и энкодера поз.5). Для соединения с модулями подачи расходных материалов поз.2 и модулем получения показаний с датчиков поз.3 используются гофрированные трубы для изоляции проводов поз.17. Вся система запитывается от модуля поз.1, имеющего интерфейс электропитания (на фиг. не показано) от 220 В и 12 В для подключения аккумуляторных батарей.The control module and processing of readings from the sensors pos.1 is shown in Fig. 3. The module has a metal case pos.15, which is attached to the reactor pos.14 using fastening elements pos.16. Inside the housing pos.15 there is a printed circuit board on which the display pos.4 is attached to display graphs of indicators from sensors (pos.10, 11, 12, 13) and control the installation, encoder pos.5, microcontroller pos.6, relay pos.7 with wired valve pos.8 and pump pos.9 of module pos.2, and four analog sensors (temperature pos.10, gas pos.11, acidity pos.12, humidity pos.13) module pos. 3. Display pos.4 and encoder pos.5 are located with the possibility of quick user access to them to control and monitor the operation of the module pos.1 (in the case pos.15 there is a hole in the front for the display pos.4 and encoder pos.5). Corrugated pipes are used to insulate wires, pos.17, to connect to the consumable supply modules pos.2 and the module for obtaining readings from sensors pos.3. The entire system is powered by module pos.1, which has a power supply interface (not shown in the figure) from 220 V and 12 V for connecting batteries.
Модуль получения показаний с датчиков поз.3 представлен на фиг. 4. Модуль имеет металлический корпус поз.15, который крепится к внутренней стороне корпуса реактора поз.14 при помощи элементов крепления поз.16. Модуль поз.3 расположен непосредственно внутри биогазового реактора поз.14 и содержит датчик температуры поз.10, датчик газа поз.11, датчик кислотности поз.12, датчик влажности поз.13, и интерфейс электропитания (на фиг. не показано).The module for obtaining readings from sensors pos.3 is shown in Fig. 4. The module has a metal case pos.15, which is attached to the inner side of the reactor vessel pos.14 using fastening elements pos.16. Module pos. 3 is located directly inside the biogas reactor pos. 14 and contains a temperature sensor pos. 10, a gas sensor pos. 11, an acidity sensor pos. 12, a humidity sensor pos. 13, and a power interface (not shown in the figure).
Модуль подачи расходных материалов поз.2 представлен на фиг. 5. Модуль имеет металлический корпус поз.15, который крепится к внутренней стороне корпуса реактора поз.14 при помощи элементов крепления поз.16. Модуль поз.2 расположен непосредственно в биогазовом реакторе поз.14 и содержит клапан поз.8 с отверстием поз.18, резервуары с расходными материалами (с водой, щелочным и кислотным растворами) поз.19 и помпу поз.9.The module for supplying consumables,
Все модули имеют крепление в виде проушин. В случае поломки или выхода из строя одного из модулей его можно легко отсоединить за счет нежесткого крепления и заменить на новый.All modules have eyelets. In the event of a breakdown or failure of one of the modules, it can be easily detached due to non-rigid fastening and replaced with a new one.
Описанная выше система автоматизированного управления биогазовой установкой работает следующим образом: управление осуществляется посредством дисплея поз.4 и энкодера поз.5, путем поворота энкодера и нажатием на него. На дисплее поз.4 выводятся показания с датчиков (поз.10, 11, 12, 13). На дисплее выводится интерфейс для настройки активации реле по показаниям с датчиков, а также графики изменения показателей температуры, влажности, кислотности и газа. Датчики (поз.10, 11, 12, 13) расположены в модуле получения показаний поз.3. Если уровень влажности падает ниже 60%, то датчик влажности поз.13 подает сигнал микроконтроллеру поз.6, находящемуся в модуле управления и обработки показаний поз.1, который в свою очередь подает сигнал реле поз.7 для активации помпы поз.9 и клапана поз.8, находящимися в модуле подачи расходных материалов поз.2 и добавления в резервуар реактора поз.14 воды до достижения необходимого уровня влажности. За отслеживанием уровня кислотности сырья следит датчик кислотности поз.12. Оптимальными значениями pH сырья являются параметры, находящиеся в диапазоне от 6 до 8. При выходе значений из данного диапазона датчик кислотности поз.12 подает сигнал микроконтроллеру поз.6, находящемуся в модуле управления и обработки показаний поз.1, который в свою очередь подает сигнал реле поз.7 для активации помпы поз.9 и клапана поз.8, находящимся в модуле подачи расходных материалов поз.2 и добавления в резервуар реактора поз.14 кислотного или щелочного раствора до достижения необходимого уровня кислотности. Температурный режим контролирует датчик температуры поз.10. В интерфейсе настройки системы выбирается режим работы биогазовой установки. В зависимости от выбранного режима устанавливается предельные значения температуры. Оптимальным диапазоном температур для мезофильного температурного режима сбраживания является 34 - 37°C, для термофильного 52 - 54°C, для психофильного режима 23°C. При выходе значений из данного диапазона датчик температуры поз.10 подает сигнал микроконтроллеру поз.6, находящемуся в модуле управления и обработки показаний поз.1, который в свою очередь подает сигнал нагревательному элементу (на фиг. не показан), имеющемуся в биогазовом реакторе поз.14. За отслеживание показателя выхода газа отвечает датчик газа поз.11. При снижении выработки биоагаза, датчик газа поз.11 подает сигнал микроконтроллеру поз.6, находящемуся в модуле управления и обработки показаний поз.1, который в свою очередь опрашивает и проверяет показания с датчиков влажности поз.13, кислотности поз.12 и температуры поз.10. Если полученные показатели находятся в норме, то микроконтроллер поз.6 подает сигнал нагревательному элементу, имеющемуся в биогазовом реакторе поз.14, для понижения температуры, так как в сырье могут содержаться антибиотики или иные вещества. Расходные материалы подаются в резервуар реактора поз.14 при помощи механизма взаимодействия реле поз.7, помпы поз.9 и клапана поз.8. Активация реле поз.7 происходит путем подачи управляющего сигнала от микроконтроллера поз.6. Клапан поз.7 используется для контроля подачи расходных материалов, он открывается, когда на него поступает рабочее напряжение при активации реле поз.7, и закрывается, когда прекращается подача напряжения. Помпа поз.9 используется для подачи расходных материалов в резервуар реактора поз.14, она начинает работу при подаче на нее рабочего напряжения при активации реле поз.7. The biogas plant automated control system described above works as follows: control is carried out by means of the display pos.4 and encoder pos.5, by turning the encoder and pressing it. The display pos.4 displays readings from the sensors (pos.10, 11, 12, 13). The display shows an interface for configuring the activation of the relay according to the readings from the sensors, as well as graphs of changes in temperature, humidity, acidity and gas. Sensors (pos.10, 11, 12, 13) are located in the module for obtaining readings pos.3. If the humidity level drops below 60%, then the humidity sensor pos.13 sends a signal to the microcontroller pos.6 located in the control and processing module pos.1, which in turn sends a signal to the relay pos.7 to activate the pump pos.9 and the valve pos.8, located in the module for supplying consumables pos.2 and adding water to the reactor tank pos.14 until the required humidity level is reached. The acidity sensor pos.12 monitors the level of raw material acidity. The optimal pH values of the raw materials are parameters in the range from 6 to 8. When the values leave this range, the acidity sensor pos.12 sends a signal to the microcontroller pos.6, located in the control and processing module pos.1, which in turn sends a signal relay pos.7 for activating the pump pos.9 and valve pos.8, located in the consumables supply module pos.2 and adding an acid or alkaline solution to the reactor tank pos.14 until the required level of acidity is reached. The temperature mode is controlled by the temperature sensor pos.10. In the system setting interface, the operation mode of the biogas plant is selected. Temperature limits are set depending on the selected mode. The optimal temperature range for mesophilic fermentation is 34 - 37°C, for thermophilic 52 - 54°C, for psychophilic mode 23°C. When the values out of this range, the temperature sensor pos.10 sends a signal to the microcontroller pos.6, located in the control and processing module pos.1, which in turn sends a signal to the heating element (not shown in Fig.) available in the biogas reactor pos. .fourteen. The gas sensor poz.11 is responsible for monitoring the gas output indicator. With a decrease in biogas production, the gas sensor pos.11 sends a signal to the microcontroller pos.6 located in the control and processing module pos.1, which in turn interrogates and checks the readings from the humidity sensors pos.13, acidity pos.12 and temperature pos. .10. If the obtained indicators are normal, then the microcontroller pos.6 sends a signal to the heating element present in the biogas reactor pos.14 to lower the temperature, since the raw materials may contain antibiotics or other substances. Consumables are fed into the reactor tank pos.14 using the mechanism of interaction of the relay pos.7, pump pos.9 and valve pos.8. Activation of the relay pos.7 occurs by applying a control signal from the microcontroller pos.6. The valve pos. 7 is used to control the supply of consumables, it opens when it receives operating voltage when the relay pos. 7 is activated, and closes when the voltage is turned off. The pump pos.9 is used to supply consumables to the reactor tank pos.14, it starts working when the operating voltage is applied to it when the relay pos.7 is activated.
Использование заявленной системы позволяет достичь следующие технические результаты:The use of the claimed system allows to achieve the following technical results:
1. Заявленное изобретение является универсальной, самодостаточной и независимой системой, в следствие чего её можно использовать для любой разновидности биогазовых установок;1. The claimed invention is a universal, self-sufficient and independent system, as a result of which it can be used for any kind of biogas plants;
2. Использование системы решает проблему автоматизации, обеспечивающей контроль за показателями влажности, кислотности, температуры и выхода газа, обрабатываемыми в процессе получения биогаза, и упрощает её, не требуя приобретения уже автоматизированных биогазовых установок или ее отдельных составляющих;2. The use of the system solves the problem of automation, which provides control over the indicators of humidity, acidity, temperature and gas output, processed in the process of obtaining biogas, and simplifies it without requiring the purchase of already automated biogas plants or its individual components;
3. Заявленная система отличается мобильностью и компактностью с возможностью простого демонтажа от биогазового ректора за счет нежесткого крепления. Общие габариты комплекса находятся в пределах одного кубического метра. Кроме того, заявленное решение не требует выделения дополнительных площадей под громоздкое оборудование аналогичных решений;3. The claimed system is characterized by mobility and compactness with the possibility of easy dismantling from the biogas reactor due to non-rigid fastening. The total dimensions of the complex are within one cubic meter. In addition, the claimed solution does not require the allocation of additional space for bulky equipment of similar solutions;
4. Система обеспечивает повышение КПД биогазовой установки за счет контроля за показателями кислотности, температуры, выхода газа, а также в отличие от прототипа за показателем влажности за счет датчика влажности, связанного с модулем управления и обработки показаний, что является важным показателем для повышения КПД, так как сырье всегда должно оставаться влажным на уровне от 60 до 70%.4. The system provides an increase in the efficiency of the biogas plant by monitoring the indicators of acidity, temperature, gas output, and, unlike the prototype for the humidity indicator, due to the humidity sensor associated with the control and processing module, which is an important indicator for improving efficiency, since the raw material must always remain moist at a level of 60 to 70%.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2788704C1 true RU2788704C1 (en) | 2023-01-24 |
Family
ID=
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU104286U1 (en) * | 2010-06-04 | 2011-05-10 | Федеральное Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Саратовский Государственный Аграрный Университет Имени Н.И. Вавилова" | INDUSTRIAL PLANT FOR PROCESSING ORGANIC WASTE ON BIOGUMUS AND BIOGAS WITH A CONTROL SYSTEM BASED ON THE INFORMATION TECHNOLOGY UNIT |
RU106895U1 (en) * | 2011-03-25 | 2011-07-27 | Сергей Яковлевич Чернин | BIOGAS INSTALLATION |
CN202226862U (en) * | 2011-07-20 | 2012-05-23 | 深圳华大基因研究院 | Automatic methane fermentation tank system |
CN102234205B (en) * | 2010-04-23 | 2013-06-05 | 中国科学院过程工程研究所 | Multifunctional solid state fermentation reactor |
CN107695078B (en) * | 2017-09-22 | 2018-06-26 | 江苏雪枫环保科技有限公司 | A kind of domestic garbage comprehensive processing equipment and technique |
CN208995499U (en) * | 2018-08-11 | 2019-06-18 | 山西恒地云农网络科技有限公司 | A kind of intellectual faculties of biogas project |
CN111718846A (en) * | 2020-06-15 | 2020-09-29 | 昆山钧成晟电子科技有限公司 | Intelligent dry anaerobic fermentation system for kitchen garbage |
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102234205B (en) * | 2010-04-23 | 2013-06-05 | 中国科学院过程工程研究所 | Multifunctional solid state fermentation reactor |
RU104286U1 (en) * | 2010-06-04 | 2011-05-10 | Федеральное Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Саратовский Государственный Аграрный Университет Имени Н.И. Вавилова" | INDUSTRIAL PLANT FOR PROCESSING ORGANIC WASTE ON BIOGUMUS AND BIOGAS WITH A CONTROL SYSTEM BASED ON THE INFORMATION TECHNOLOGY UNIT |
RU106895U1 (en) * | 2011-03-25 | 2011-07-27 | Сергей Яковлевич Чернин | BIOGAS INSTALLATION |
CN202226862U (en) * | 2011-07-20 | 2012-05-23 | 深圳华大基因研究院 | Automatic methane fermentation tank system |
CN107695078B (en) * | 2017-09-22 | 2018-06-26 | 江苏雪枫环保科技有限公司 | A kind of domestic garbage comprehensive processing equipment and technique |
CN208995499U (en) * | 2018-08-11 | 2019-06-18 | 山西恒地云农网络科技有限公司 | A kind of intellectual faculties of biogas project |
CN111718846A (en) * | 2020-06-15 | 2020-09-29 | 昆山钧成晟电子科技有限公司 | Intelligent dry anaerobic fermentation system for kitchen garbage |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11618871B2 (en) | Integrated two-phase anaerobic dry fermentation reactor based on biomimetic principle of rumen | |
CN103664270B (en) | Full-automatic aerobic composting test equipment | |
CN101255077A (en) | Aerobic compost reactor | |
CN211785523U (en) | Chloroform fumigation device for measuring soil microbial biomass carbon | |
WO2019179406A1 (en) | Parameter monitoring device and design method for internal immersed anaerobic fermentation tank | |
RU2788704C1 (en) | Biogas plant automated control system | |
CN102286361B (en) | Biomass fermentation reaction device and application | |
JP2021534834A (en) | Modular biogas equipment, how to operate modular biogas equipment, and systems for monitoring and control | |
CN110741072A (en) | Anaerobic digester | |
CN201981191U (en) | Glass fiber reinforced plastic methane tank | |
CN212680096U (en) | Efficient enrichment facility | |
CN116790355A (en) | Container type dry anaerobic fermentation device | |
CN102443534A (en) | Cell intermittent hypoxic simulation experiment equipment | |
CN214095298U (en) | High-efficient drying equipment is used in granular enzyme production | |
CN103602585B (en) | Grading type bottom-blowing pneumatic stirring biogas fermentation system | |
CN201425618Y (en) | Thermostat used for testing lithium iron phosphate material | |
CN202246650U (en) | Cell intermittent oxygen deficiency simulated experiment device | |
CN112345718A (en) | Kangpu tea fermentation monitoring system | |
CN2915247Y (en) | Self controlled reactor for solid liquid reaction and separation | |
CN214115549U (en) | Be applied to intelligence bacteria separator's bacteria culture case | |
CN203672878U (en) | Full-automatic aerobic composting testing equipment | |
CN210528835U (en) | Micromolecule polypeptide separator | |
CN109136083A (en) | A kind of anaerobic digestion process on-line monitoring system | |
CN213886163U (en) | Reaction kettle | |
CN110713918A (en) | CSTR reaction unit of semicontinuous appearance |