RU99483U1 - RESOURCE SYSTEM OF THE GREENHOUSE COMPLEX - Google Patents

RESOURCE SYSTEM OF THE GREENHOUSE COMPLEX Download PDF

Info

Publication number
RU99483U1
RU99483U1 RU2010118418/05U RU2010118418U RU99483U1 RU 99483 U1 RU99483 U1 RU 99483U1 RU 2010118418/05 U RU2010118418/05 U RU 2010118418/05U RU 2010118418 U RU2010118418 U RU 2010118418U RU 99483 U1 RU99483 U1 RU 99483U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
greenhouse complex
gas separation
waste
biogas
greenhouse
Prior art date
Application number
RU2010118418/05U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Денис Владимирович Костромин
Юрий Николаевич Сидыганов
Наталия Валерьевна Мерещикова
Дмитрий Николаевич Шамшуров
Роман Васильевич Яблонский
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Марийский государственный технический университет
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Марийский государственный технический университет filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Марийский государственный технический университет
Priority to RU2010118418/05U priority Critical patent/RU99483U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU99483U1 publication Critical patent/RU99483U1/en

Links

Landscapes

  • Treatment Of Sludge (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

Система ресурсного обеспечения тепличного комплекса, содержащая реакторный блок для выработки биогаза, блоки осушки, очистки и газоразделения, средства подготовки отходов и вывода продуктов переработки, трубопроводную и запорную арматуру, отличающаяся тем, что система содержит смешивающее устройство для формирования почвенного субстрата, используемого для выращивания культурных растений в тепличном комплексе, причем метан, получаемый после газоразделительного устройства через газопровод, используется для образования тепловой энергии для поддержания требуемого температурного режима в тепличном комплексе, причем вода, насыщенная углекислым газом, получаемая после газоразделительного устройства, подается в систему полива тепличного комплекса. A resource system for a greenhouse complex containing a reactor block for biogas production, drying, purification and gas separation units, waste preparation and output products, piping and stop valves, characterized in that the system contains a mixing device for forming soil substrate used for cultivating plants in the greenhouse complex, and the methane obtained after the gas separation device through the gas pipeline is used to form thermal energy ogy to maintain the desired temperature in the greenhouse complex, wherein the water saturated with carbon dioxide, obtained after the gas separation device is supplied to the irrigation system of the greenhouse complex.

Description

Полезная модель относится к области биохимической технологии и техническому обеспечению технологии закрытого грунта, а именно, к системе глубокой переработки органических отходов с получением биогаза и может найти применение при переработке муниципальных отходов, отходов лесопереработки и фермерских хозяйств для получения товарных количеств целевых продуктов и их использования, в том числе, в качестве удобрений и альтернативного газового энергоносителя, содержащего метан, используемые для ресурсного обеспечения тепличного комплекса.The utility model relates to the field of biochemical technology and technical support of closed ground technology, namely, to a system for the deep processing of organic waste to produce biogas and can be used in the processing of municipal waste, forest waste and farms to obtain marketable quantities of target products and their use, including, as fertilizers and an alternative gas energy carrier containing methane, used for resource support of the greenhouse complex sa

Известна система переработки органических отходов, содержащая реакторный блок для выработки биогаза, газоразделительный блок, трубопроводную и запорную арматуру, средства контроля и управления (Панцхава Е.С., Биогазовые технологии - радикальное решение проблем экологии, энергетики и агрохимии. Теплоэнергетика, 1994, №4, с.36).A known system for processing organic waste containing a reactor unit for biogas production, a gas separation unit, pipeline and valves, control and management tools (Pantskhava E.S., Biogas technologies - a radical solution to the problems of ecology, energy and agricultural chemistry. Thermal Engineering, 1994, No. 4 , p. 36).

К недостаткам известной системы следует отнести несовершенство имеющихся средств управления термодинамическими параметрами процесса анаэробного разложения отходов различного происхождения и отсутствие методики использования биогаза, в частности товарных количеств целевых продуктов, в том числе, метана и диоксида углерода с отделением токсичных веществ, например, сероводорода.The disadvantages of the known system include the imperfection of the available means of controlling the thermodynamic parameters of the process of anaerobic decomposition of waste of various origins and the lack of methods for using biogas, in particular, commercial quantities of target products, including methane and carbon dioxide with the separation of toxic substances, for example, hydrogen sulfide.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является система комплексной переработки органических отходов, содержащая реакторный блок для выработки биогаза, блоки осушки, очистки и газоразделения, средства подготовки отходов и вывода продуктов переработки, трубопроводную и запорную арматуру (патент РФ №65048, опубл. 27.07.2007, бюл. №21 - прототип).The closest technical solution to the proposed one is a system for the integrated processing of organic waste, containing a reactor block for biogas production, drying, purification and gas separation units, means for preparing waste and output of processed products, pipeline and shutoff valves (RF patent No. 65048, published on July 27, 2007 , bull. No. 21 - prototype).

Особенностью известной системы является то, что реакторный блок содержит средства для поддержания уровня рабочих температур и концентрации газов в массе отходов, выход реакторного блока по биогазу соединен через блоки осушки, очистки и накопительный приемник с входом блока газоразделения, включающего, по крайней мере, один мембранный контакторный модуль для селективного выделения из биогаза метана, диоксида углерода и дополнительных компонентов: при этом реакторный блок выполнен в виде двух вертикально установленных емкостей, снабженных водонагревателем, осевой мешалкой с пневмоприводом, средствами подготовки, подачи отходов, вывода газовых, жидких и твердых продуктов переработки.A feature of the known system is that the reactor block contains means for maintaining the level of operating temperatures and the concentration of gases in the waste mass, the output of the reactor block through biogas is connected through the drying, purification units and the storage receiver with the input of the gas separation unit, including at least one membrane contactor module for the selective separation of methane, carbon dioxide and additional components from biogas: in this case, the reactor block is made in the form of two vertically mounted containers, equipped with GOVERNMENTAL heater, stirrer axial pneumatically preparation means feeding waste exit of the gas, liquid and solid products of processing.

Известная система характеризуется отсутствием технических решений по использованию целевых продуктов получаемых после анаэробной переработки органических отходов.The known system is characterized by the absence of technical solutions for the use of target products obtained after anaerobic processing of organic waste.

Технический результат заключается в создании экологически чистой системы глубокой биохимической переработки органических отходов различной природы с использованием более эффективной анаэробной технологии их разложения для получения коммерческих количеств целевых продуктов, используемых в качестве удобрений и компонентов биогаза, содержащих ценные альтернативные энергоносители, в том числе метан, которые применяются для ресурсного обеспечения тепличного комплекса.The technical result consists in creating an environmentally friendly system of deep biochemical processing of organic waste of various nature using a more efficient anaerobic technology for their decomposition to obtain commercial quantities of target products used as fertilizers and biogas components containing valuable alternative energy sources, including methane, which are used for resource support of the greenhouse complex.

Технический результат достигается тем, что система ресурсного обеспечения тепличного комплекса, содержащая реакторный блок для выработки биогаза, блоки осушки, очистки и газоразделения, средства подготовки отходов и вывода продуктов переработки, трубопроводную и запорную арматуру, отличающаяся тем, что система содержит смешивающее устройство для формирования почвенного субстрата, используемого для выращивания культурных растений в тепличном комплексе, причем метан, получаемый после газоразделительного устройства через газопровод используется для образования тепловой энергии для поддержания требуемого температурного режима в тепличном комплексе, причем вода насыщенная углекислым газом, получаемая после газоразделительного устройства подается в систему полива тепличного комплекса.The technical result is achieved in that the resource system of the greenhouse complex comprising a reactor block for biogas generation, drying, purification and gas separation units, waste preparation and output products, piping and stop valves, characterized in that the system contains a mixing device for soil formation the substrate used for growing cultivated plants in the greenhouse complex, and methane obtained after the gas separation device through the gas pipeline It is used to generate thermal energy to maintain the required temperature in the greenhouse complex, moreover, water saturated with carbon dioxide obtained after the gas separation device is supplied to the irrigation system of the greenhouse complex.

На фиг.1 представлена блок-схема система ресурсного обеспечения тепличного комплексаFigure 1 presents a block diagram of the resource system of the greenhouse complex

Система система ресурсного обеспечения тепличного комплекса ферм содержит реакторный блок, выполненный в виде двух вертикально установленных емкостей 1 для выработки сырого биогаза. Выходы емкостей 1 по биогазу через блок осушки 2 и блок очистки 3 соединены с входом блока газоразделения 4, включающего сдвоенный рециркуляционный контакторный модуль в виде абсорбера (биогаз - вода) 5 и десорбера (вода - воздух) 6 для селективного разделения биогаза на смесь воздуха с диоксидом углерода и целевого продукта метана.The system resource system of the greenhouse complex of farms contains a reactor block made in the form of two vertically mounted tanks 1 for the production of raw biogas. The outputs of the biogas tanks 1 through the drying unit 2 and the cleaning unit 3 are connected to the input of the gas separation unit 4, which includes a dual recirculation contactor module in the form of an absorber (biogas - water) 5 and a stripper (water - air) 6 for selective separation of biogas into an air mixture with carbon dioxide and the target product of methane.

Водяная емкость 7 обеспечивает подачу воды в контур блока газоразделения 4, а насос 8 предназначен для прокачки воды через мембранную систему абсорбера 5 и десорбера 6. Компрессор 9 предназначен для подачи воздуха в десорбер 6, а также в другие агрегаты системы, в том числе, для их продувки.The water tank 7 provides water supply to the circuit of the gas separation unit 4, and the pump 8 is designed to pump water through the membrane system of the absorber 5 and stripper 6. The compressor 9 is designed to supply air to the stripper 6, as well as to other units of the system, including their purge.

Емкости реакторного блока 1 имеют общие средства подготовки и подачи в них отходов, включающих емкость 16 для первичных отходов, измельчитель отходов 17, смеситель отходов с водой 18 и фекальный насос 19 для подачи подготовленных отходов в емкости реакторного блока 1, которые имеют общий электрический водонагреватель 20 для поддержания в рабочем объеме емкостей необходимого уровня рабочих температур.The capacities of the reactor unit 1 have common means of preparation and supply of waste therein, including a container 16 for primary waste, a waste shredder 17, a waste water mixer 18 and a fecal pump 19 for supplying the prepared waste to the vessel of the reactor unit 1, which have a common electric water heater 20 to maintain the required level of operating temperatures in the working volume of containers.

Центральные патрубки в нижней части емкостей реакторного блока 1 предназначены для вывода жидких отходов после переработки в сборник 21, а затем в сборник твердых отходов 22, откуда они подаются в смешивающее устройство 10 для формирования почвенного субстрата, устройство для формирования почвенного субстрата, используемого для выращивания культурных растений в индивидуальных чашах 12 в тепличном комплексе 14. Газообразные продукты из абсорбера 5 блока газоразделения 4 поступают в магистраль 23 для подачи блок сжигания метана 11, откуда тепловая энергия используется для поддержания требуемого температурного режима в тепличном комплексе 14. Вода насыщенная углекислым газом из блока газоразделения 4 подается в тепличный комплекс 14 на устройство полива 15.The central nozzles in the lower part of the tanks of the reactor unit 1 are designed to discharge liquid waste after processing into a collection tank 21, and then into a solid waste collection box 22, from where they are fed to a mixing device 10 to form a soil substrate, a device for forming a soil substrate used for growing cultivated plants in individual bowls 12 in the greenhouse complex 14. Gaseous products from the absorber 5 of the gas separation unit 4 enter the highway 23 for supplying the methane combustion unit 11, from where it is warm Single energy is used to maintain the desired temperature in the greenhouse complex 14. The water saturated with carbon dioxide from the gas separation unit 4 is supplied to a greenhouse complex 14 on irrigation device 15.

Емкости реакторного блока 1 снабжены теплообменными рубашками 13, полость которых соединена патрубками с общим электрическим водонагревателем 20. Агрегаты подготовки первичных отходов и вывода переработанных отходов из емкостей реакторного блока 1 выполнены с возможностью перемещения между емкостями 1 для их попеременного обслуживания по мере выработки биогаза.The capacities of the reactor block 1 are equipped with heat-exchange jackets 13, the cavity of which is connected by nozzles to a common electric water heater 20. The units for the preparation of primary waste and the removal of recycled waste from the capacities of the reactor block 1 are made with the possibility of moving between the tanks 1 for their alternate servicing as biogas is generated.

Основные агрегаты системы, а также агрегаты подготовки отходов и их вывода из реакторного блока размещены в отдельных помещениях, снабженных приточно-вытяжной вентиляцией, оборудованием по классу взрывобезопасной зоны, а также коммуникациями для предотвращения неконтролируемых накоплений и утечек биогаза (не показаны).The main units of the system, as well as units for the preparation of waste and their removal from the reactor block, are located in separate rooms equipped with supply and exhaust ventilation, equipment in the class of explosion-proof zone, as well as communications to prevent uncontrolled accumulation and leakage of biogas (not shown).

Система ресурсного обеспечения тепличного комплекса функционирует следующим образом.The resource system of the greenhouse complex operates as follows.

Предварительно емкости реакторного блока 1 промывают водой, продувают воздухом и заполняют блок осушки 2 силикагелем для снижения относительной влажности сырого биогаза, а блок 3 очистки - цеолитом типа NaX для удаления из осушенного биогаза основных примесей сероводорода. Из емкости 16, предварительно заполненной отходами животноводческой фермы, навоз подается с помощью транспортирующего устройства в измельчитель отходов 17 для их подготовки к подаче в смеситель 18. В смесителе 18 отходы в необходимом соотношении смешивают с водой и с помощью фекального насоса 19 поочередно подают в емкости реакторного блока 1 по мере выработки биогаза в каждой из них. Одновременно включают электроподогрев водонагревателя 20 и подают через соответствующие патрубки горячую воду в теплообменную рубашку 13 данной емкости, обеспечивая необходимый подогрев массы отходов для анаэробного разложения органического сырья.Preliminarily, the tanks of the reactor block 1 are washed with water, purged with air, and the drying block 2 is filled with silica gel to reduce the relative humidity of the raw biogas, and the purification block 3 with NaX type zeolite to remove the main impurities of hydrogen sulfide from the dried biogas. From the tank 16, previously filled with the waste of the livestock farm, manure is fed using a transporting device to the waste grinder 17 to prepare it for feeding into the mixer 18. In the mixer 18, the waste is mixed in the required ratio with water and, using the fecal pump 19, is fed into the reactor vessel block 1 as biogas is produced in each of them. At the same time, electric heating of the water heater 20 is switched on and hot water is supplied through the corresponding nozzles to the heat exchange jacket 13 of this tank, providing the necessary heating of the waste mass for anaerobic decomposition of organic raw materials.

В предложенной системе возможно проведение технологической переработки различных органических субстанций с помощью термофильного и мезофильного анаэробного разложения отходов с получением биогаза.In the proposed system, it is possible to carry out technological processing of various organic substances using thermophilic and mesophilic anaerobic decomposition of waste to produce biogas.

По мере выпуска сырого биогаза поочередно из емкостей реакторного блока 1 он, под естественным давлением, превышающем атмосферное, поступает в блоки его осушки 2 силикагелем и очистки 3 от примесей сероводорода. Затем осушенный и очищенный биогаз поступает в блок газоразделения 4 и в магистраль для отправки к потребителю 23. Абсорбер 5 и десорбер 6 предназначены для селективного разделения поступающего биогаза на диоксид углерода и метан с дополнительными компонентами. Очистка биогаза от диоксида углерода осуществляется за счет его селективного проникновения через развитую поверхность полимерной мембраны абсорбера 5 в поток воды с последующим его выделением из воды за счет его десорбции в поток воздуха в противоточном десорбере 6. Уходящая вода с высоким содержанием диоксида углерода впоследствии использоваться в тепличном комплексе 14, для полива культурных растений при помощи устройства полива 15. После выработки в одной из емкостей реакторного блока биогаза осуществляется его очистка от переработанных отходов, заправка новой порции свежих подготовленных отходов и подключение второй емкости реакторного блока на подачу биогаза в газоразделительный блок.As raw biogas is released alternately from the capacities of the reactor block 1, it, under natural pressure exceeding atmospheric pressure, enters the blocks of its drying 2 with silica gel and purification 3 of hydrogen sulfide impurities. Then, the dried and purified biogas enters the gas separation unit 4 and into the main line to be sent to the consumer 23. The absorber 5 and desorber 6 are designed to selectively separate the incoming biogas into carbon dioxide and methane with additional components. Biogas is removed from carbon dioxide due to its selective penetration through the developed surface of the polymer membrane of the absorber 5 into the water stream, followed by its release from water due to its desorption into the air stream in the countercurrent stripper 6. The waste water with a high content of carbon dioxide is subsequently used in the greenhouse complex 14, for irrigation of cultivated plants using an irrigation device 15. After the biogas is generated in one of the tanks of the reactor unit, it is purified from processing waste, refueling a new portion of freshly prepared waste, and connecting a second capacity of the reactor unit to supply biogas to the gas separation unit.

Предложенная система позволяет решить поставленную задачу ресурсного обеспечения тепличного комплекса 14 путем использования всех продуктов анаэробной переработки органических отходов.The proposed system allows us to solve the problem of resource support of the greenhouse complex 14 by using all products of anaerobic processing of organic waste.

Очищенный на выходе абсорбера 5 блока газоразделения 4 метана поступает с помощью блок сжигания метана 11, откуда тепловая энергия используется для поддержания требуемого температурного режима в тепличном комплексе 14. Вода насыщенная углекислым газом из блока газоразделения 4 подается в тепличный комплекс 14 на устройство полива 15, обеспечивая при этом требуемую влажность растениям и обеспечивает прохождения процесса фотосинтеза.Purified at the outlet of the absorber 5 of the methane gas separation unit 4, it is supplied by the methane burning unit 11, from where the thermal energy is used to maintain the required temperature in the greenhouse complex 14. Water saturated with carbon dioxide from the gas separation unit 4 is supplied to the greenhouse complex 14 to the irrigation device 15, providing at the same time, the required humidity for plants also ensures the passage of the photosynthesis process.

Сброженный субстрат подается сборник 21, а затем в сборник твердых отходов 22, откуда они подаются в смешивающее устройство 10 для формирования почвенного субстрата, устройство для формирования почвенного субстрата, используемого для выращивания культурных растений в индивидуальных чашах 12 в тепличном комплексе 14.The fermented substrate is fed to the collector 21, and then to the solid waste collector 22, from where they are fed to the mixing device 10 for forming the soil substrate, a device for forming the soil substrate used for growing cultivated plants in individual bowls 12 in the greenhouse complex 14.

Предложение позволяет создать достаточно эффективную систему ресурсного обеспечения тепличного комплекса за счет использования продуктов экологически чистой глубокой биохимической переработки органических отходов, в том числе, зеленой массы, отходов сельского хозяйства, животноводческих ферм и лесопереработки, водных растворов лактата, малата и другого органического сырья с получением товарных количеств биогаза и конечных целевых продуктов, в том числе, энергоносителей метана, ценных производных в виде удобрений, а также диоксида углерода в водном растворе, которые обеспечивают ресурсную потребность тепличного комплекса.The proposal allows you to create a fairly effective system of resource support for the greenhouse complex through the use of products of environmentally friendly deep biochemical processing of organic waste, including green mass, agricultural waste, livestock farms and forest products, aqueous solutions of lactate, malate and other organic raw materials to produce marketable amounts of biogas and final target products, including methane energy carriers, valuable derivatives in the form of fertilizers, and dioxide gleroda in aqueous solution, which provide resource requirement of the greenhouse complex.

Claims (1)

Система ресурсного обеспечения тепличного комплекса, содержащая реакторный блок для выработки биогаза, блоки осушки, очистки и газоразделения, средства подготовки отходов и вывода продуктов переработки, трубопроводную и запорную арматуру, отличающаяся тем, что система содержит смешивающее устройство для формирования почвенного субстрата, используемого для выращивания культурных растений в тепличном комплексе, причем метан, получаемый после газоразделительного устройства через газопровод, используется для образования тепловой энергии для поддержания требуемого температурного режима в тепличном комплексе, причем вода, насыщенная углекислым газом, получаемая после газоразделительного устройства, подается в систему полива тепличного комплекса.
Figure 00000001
A resource system for a greenhouse complex comprising a reactor block for biogas production, drying, purification and gas separation units, waste preparation and output products, piping and stop valves, characterized in that the system contains a mixing device for forming a soil substrate used for cultivating crops plants in the greenhouse complex, and the methane obtained after the gas separation device through the gas pipeline is used to generate heat ogy to maintain the desired temperature in the greenhouse complex, wherein the water saturated with carbon dioxide, obtained after the gas separation device is supplied to the irrigation system of the greenhouse complex.
Figure 00000001
RU2010118418/05U 2010-05-06 2010-05-06 RESOURCE SYSTEM OF THE GREENHOUSE COMPLEX RU99483U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010118418/05U RU99483U1 (en) 2010-05-06 2010-05-06 RESOURCE SYSTEM OF THE GREENHOUSE COMPLEX

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010118418/05U RU99483U1 (en) 2010-05-06 2010-05-06 RESOURCE SYSTEM OF THE GREENHOUSE COMPLEX

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU99483U1 true RU99483U1 (en) 2010-11-20

Family

ID=44058784

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010118418/05U RU99483U1 (en) 2010-05-06 2010-05-06 RESOURCE SYSTEM OF THE GREENHOUSE COMPLEX

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU99483U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Doucha et al. Utilization of flue gas for cultivation of microalgae Chlorella sp.) in an outdoor open thin-layer photobioreactor
CN101920258B (en) Energy utilization system of organic wastes with zero emission of carbon dioxide
CN101817699B (en) Biological drying system and method for sludge
CN102864073B (en) Device for dry and wet co-production of hydrogen and methane by using kitchen garbage and using method thereof
CN101421194A (en) High solid thermophilic anaerobic digester, thermophilic anaerobic digesting method and system for sludge
CN102242059A (en) Device and method for preparing automobile fuel gas by utilizing organic wastes
CN104250058B (en) The comprehensive treatment method for wastewater of fowl droppings fermenting liquid production Water soluble fertilizer
US11608482B2 (en) Device for producing biogas with high methane content by utilizing livestock and poultry feces
CN208121090U (en) A kind of industrial bio matter biogas project application system
CN102303988B (en) Method for preparing garden and park nutrient soil by adopting dewatered sludge through fermentation
CN102381764B (en) Method for improving running effect of artificial wetland in winter
US20170172055A1 (en) System and method for anaerobic digestion of animal wastes
RU129096U1 (en) AGRICULTURAL RESOURCE SYSTEM OF AGRICULTURAL PRODUCTION
CN104261925A (en) System for coupling aerobic composting and dry type anaerobic straw fermentation
RU2542301C1 (en) Biocomplex
RU99483U1 (en) RESOURCE SYSTEM OF THE GREENHOUSE COMPLEX
CN206986046U (en) A kind of device that flower soil is prepared using excess sludge and agriculture and forestry organic waste material
CN108658406A (en) Manufacture the production system of compoiste fertilizer on the spot using animal waste
CN103739333A (en) Production method and device of three-phase biological bacterium organic fertilizer
CN201006869Y (en) Inclined slope tube-type device for producing gas using ecological waste material
CN206646875U (en) The utilization system of livestock and poultry cultivation and agricultural greenhouse
RU92660U1 (en) DEEP ORGANIC WASTE PROCESSING SYSTEM
CN201704324U (en) High concentration material automatic feeding and discharging and alpine region solar temperature rising biogas device
RU2399184C1 (en) Biogas complex
CN108651342A (en) The culture of Penaeus vannamei system of biomass cogeneration of heat and power

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20110507