SE413202B - Anordning for att kemiskt och mekaniskt rena cirkulationsluften i djurstallar under utnyttjande av erhallna biprodukter - Google Patents

Description

7808624-6 eller kompromisser med otillfredställande resultat som_följd, samtidigt som värdefulla biprodukter gått till spillo.

Exempelvis har konventionella ventilationsanläggningar installerats. Man har då tvingats till ett onödigt stort antal luftväxlingar för att ej få för hög luftfuktighet och - kunna hålla lämplig temperatur i stallarna. Förutom att I stora fläktar medför stora kostnader och icke önskvärt buller är det vid låg utomhustemperatur nödvändigt att arrangera med uppvärmning av tilluft eller stall. Ä andra sidan är det svårt att hålla en jämn temperatur under de varma sommarmånaderna.

Konventionella klimatanläggningar drar stora initial- och driftskostnader och tillvaratar ej den stora värmemängd, som produceras av djuren.

En ökning av antalet infektionsfall i djurbesättningen har man försökt motverka genom användande av antibiotika, vilket dock kan medföra försämrad kvalitet på kött eller mjölk. Ändamålet med uppfinningen är att föreslå en anläggning, som genom kombination av delvis känd teknik både tillgodoser kravet på önskat klimat och stor lufthygien och samtidigt är så kompakt att den lätt kan installeras i befintliga djur- stallar samt genom ett maximalt tillvaratagande av producerad värme och utnyttjande av övriga biprodukter bidrar till att hålla driftskostnaderna mycket låga jamfört med tidigare an- vänd teknik. I i ' _Eñwänordning enligt uppfinningen omfattar ett cixkulations-I ü system för lokalluften samtnünst en frånluftledning och minst en I ' tilluftledning, och kännetecknas av en scrubber för tvättning av den från stallet uttransporterade luften,ett i strömningsvägen ef- ter Scrubbern anordnat värmeupptagande batteri,som är inrättat att arbeta under sådana betingelser att luftens fuktighet och eventuell kvarvarande ammoniak kondenseras,samt ytterligare organ för evakue- ring av en begränsad mängd koldioxidhaltig restluft från den cirku- lerande luften i relation till önskad koldioxidhalt i stallet under samtidigt tillförsel av motsvarande mängd friskluft till systemet.

I scrubbern avlägsnas först och främst damm,men såväl koldixoid som ammoniak löses i vattnet och kan även, i närvaro av vatten,reage- ra och bildar då ammoniumkarbonat. Detta är olösligt och kan lätt avskiljas.

I det påföljande steget sker värmeupptagning,varvid fuktighet coh eventuell kvarvarande ammoniak utfälls. “ _Koldioxid är ju en påtaglig beståndsdel-i frånluften, och trots att viss del tas bort i scrubbern finns det en restmängd, som man i - 7808624-6 3 ett sista steg leder bort från cirkulationssystemet.

Scrubbern är lämpligen ansluten till ettzeaktions- och sedi- menteringskärl, som innehåller en kemikalielösning,företrädesvis kalciumhydroxid, för att utfälla från cirkulationsluften i scrubbern löstkoldioxid. Härigenom kan man effektivt reglera halten av koldi- oxid, bl a med hänsyn till eventullt utnyttjande av koldioxiden i den luft som avleds från systemet.

Ett betydande ekonomiskt bidrag kan erhållas då evakueringsled- ningen är utformadaæt anslutas till förbrukare av koldioxidhaltig atmosfär, t.ex. växthus.

Dessutom kan en betydande minskning av total förbrukning av elström och/eller olja inom enheten ske då en till värmepumpen hö- rande kondensor är inrättad att arbeta under sådana betingelser, att det värmeupptagande mediet håller en temperatur på #0 - 500 C, och att ingå i ett lågtemperatursystem för uppvärmning av t.ex. växthus eller luft förinrkning av foder.

Ett utförande av uppfinningen kommer här nedan att be- skrivas i anslutning till bifogade ritning , som schematiskt visar anordningen installerat i ett djurstall och tillhörande system för tillvaratagande av biprodukter.

I ett djurstall skall temperaturen och luftfuktigheten hållas ungefärligen konstant för att erhålla optimal till- växttakt eller mjölkproduktion i relation till åtgången av foder. Exempelvis har mätningar visar en markant-topp i tillväxtkurvan (tillväxt i g/dag som funktion av temperatur vid varierande rel. luftfuktighet) för gödsvin vid en stall- temperatur-av 2500 och relativ fuktighet 50 %. Ett dylikt klimat bildar emellertid tillsammans med stoff- och damm- partiklar, som sprids i luften bl.a. vid utfodring, en gynn- sam miljö för för sjukdomsalshande mikroorganismer, vilket ej är acceptabelt.

Nämnda önskemål tillgodoses genom att i ett väl isolerat djurstall 10 på konventionellt sätt är installerat en frånluft- ledning 11 och en tilluftledning-12 försedda med erforderligt antal från- respektive tilluftdon 13, ïü och av sådan dimen- sion och placering, att bräknad maximal mängd stalluft kan sugas ut och blåsas in med låg ljudnivå och lien temperatur- gradient i stallet. Ledningarna står i förbindelse med ett kylbatteri 15 och en cirkulationsfläkt 16, vilka tillsammans 7808624-6 e 4 med ytterligare komponenter, som kommer att beskrivas nedan, är placerade 1 ett från stallet skilt utrymme 17, och bildar ett återcirkulationssystem 18 för stalluften.

Anordningen är kompakt och därför väl lämpad för installa- tion i det orderlagringsutrymme, som vanligen förekommer i anslutning till djurstallet i befintlig ekonomibyggnad.

För att hålla nere värmetransmissionsförluster är anord- ningens komponenter försedda med icke visad isolering. 7 Alternativt kan utrymmet 17 vara isolerat.

Frånluftledningen 11 är förbunden med gastvätt 19. I gastvätten, en s.k. scrubber, leds tvättvätska in i dess övre del genom en tilloppsledning 20 och strilar ned mellan bafflar 21. Stalluften renas när den passerar de sålunda bildade vätskeridåerna dels mekaniskt genom att stoffpartiklarna adheras till vätskan och dels kemiskt genom att en del (be- roende av förhållandet fällningsmedel/luftmängd) av den i luften burna koldioxiden utfälls. Även den i mycket begrän- sad mängd men ytterst korrosiva i djurstallar uppträdande svavelväte-utfälles i vätskan. _ Tvättvätskan dräneras via.m1ledning 22 till ett reak- tions- sedimenteringskärl 23, där en tillsats av företrädes- vis kalkmjölk (Ca(OH)2) sker. Denna utfäller gaserna i form av kalciumkarbonat och kalciumsulfat, som får sedimenterar tillsammans med stoffpartiklarna. Tvättvätskan återcirkuleras till scrubbern medelst en pump ZÄ via ett filter 25.

Genom en ledning 26 avtappas vid behov det av i huvud- sak kalciumkarbonat bestående kalkslammet och uppsamlas för att användas till kalkning av åkerjordar.

Tillgången på kalkmjölk och vatten i reaktionskärlet, säkerställas genom en ledning 27, mh ansluten till en ej visad blandningsbehållare vars inlopp i kärlet lämpligen är för- sedd med en flotörventil 28. _ Givetvis kan även andra kemikalier och härför anpassad utrustning för vattenbehandling komma i fråga.

Från scrubbern leds stalluften under hastighetssänkning genom lcylbatteriet 15, där den kyla till önskad temperatur, och yattenångnmamt luftburezx amoniak ucknndengoras.

Den föregående reningen eliminerar risken för igensätt- .ningar och korrosionsangrepp i kylbatteriet. 780862lv6 5 Efter kylning passerar luftströmmen ett s.k. UV-filter 29, som omfattar ett lämpligt antal lysrör 30 alstrande ' ultraviolett ljus. Dessa är symmetriskt placerade i en trumma 31 av sådan dimmension, att låg strömhastighet bibe- hålles och därmed tillräcklig ultraviolett effekt avges för att destruera organiska luktämnen och för djurhälsan skadliga mikroorganismer, varpå luften åter blåses ut i stallet.

För att utvinna mesta möjliga djurproducerad värme för externt bruk hålles C02-halten i stalluften så hög som möjligt, varvid behovet av tillsatsluft minskas. En i det närmast konstant C02-halt erhålles genom att i en grenledning 32 från tilluftledningen avtappa erforderlig mängd cirkulations- luft. Mängden regleras av ett spjäll ßßa med tillhörande styrdon 33b, som styrs av en i tilluftedningen placerad givare BU, som avkänner C02-halten i luften. Ersättnings- luft tages in i systemet omedelbart före scrubbern 13 via en ledning 35 och ett spjäll 36a med styrdon.ß6b, som också styrs av givaren SÅ. Spjället 36a är inrättat att arbeta samtidigt och likformigt med spjället jja.

Mängden CO som bortages i scrubbern, kan varieras med I mängden tillsatí kemikalie. Genom att merparten av djur- producerad C02-halt försörjer ett växthus 37 fås ett betydande bidrag (relativt till kostnaden för gängse framställning av C02 genom förbränning av propangas) till anläggningens drift- kostnader.

Evakueringsledningen 32 är för detta ändamål ansluten till en vid växthuset inrättad aerotemper 38 via en anordning 39 för inblandning av Emmlig mängd C02-halt i växthusets tilluft.

Kondensatavtappningen 40 förser växthuset med gödning via en ledning äOa. I stalluften förekommande amoniak kon- denserar tillsammans med i luften bundet vatten i kylbatteriet 15, vilket gör kondensatet mycket lämpligt för bevattning.

Kondensatmängden kan vara relativt stor. Vid exempel- vis en djurbesättning av 250 svin produceras runt 900 g/dygn (cza 1/3 härrör dock från uppfuktning i scrubbern). En av- tappning ü0b till kalkslammavloppet 26 finns därför. V Ovan exemplifierade svinbesättning, som får avses re- lativt liten producerar dock en värmemängd runt 29.000 Kcal/h.

Tillvaratagande av djurvärmen sker med en värmepump 41, vara förångare utgörs av kylbatteriet 15 och vars kondensor 7808624-6 6 42 ingår i ett lågtemperatursystem för uppvärmning av växt- huset eller under sommarmånaderna, torkning av foder. Ut- gående värmebärare har temperaturen 40-5000 och cirkuleras genom aerotemperns 38 värmebatteri 43 via ledningar 44, 45 medelst en pump 46. _ Värmepumpen får en mycket hög värmefaktor (cza 5) jäm- fört med en konventionell anläggning (c:a 2,5), där utgående stalluft avkyls, beroende på att hög förångningstemperatur (c:a 500) kan hållas med en konstant stalltemperatur kring 2500 i motsatts till den konventionella (Tffi - 2000), som under vinterhalvåret med ytterlufttemperatur ned mot - 1000 i medeltal.

Ett utförande av uppfinningen, där en tillvärmepumpen 41 hörande kompressor 47 har en drivkälla 48 i form av en diesel- motor kan vara speciellt attraktivt vid enheter, som redan förbrukar en större kvantitet dieselolja till traktorbränsle m.m.

I en.första värmeväxlare 49 cirkuleras motorns kylvatten.

Det kylande mediet går in i en andra värmeväxlare 50, där det omströmmas av.motorns avgaser. Dessa värmeväxlarna för tillvaratagande av motorns kylvattenvärme (tsé6O-8000) respekt- ive avgasvärme (tnø200-500°C) formar ett högtemperatursystem 51 med en temperatur på utgående värmebärare av c:a 8000 och lämpat att uppvärmar bostadshus och bruksvatten, genom an- slutning till konventionella centralvärmesystem.

Den ovan beskrivna anordningen kan naturligtvis, inom ramen för efterföljande patentkrav, beroende på bland annat storlek och typ av djurbesättning. Det kan t.ex. vara nöd- vändigt med en utsugningsfläkt efter scrubbern 19 och att justera utblåsningsluftens tillstånd efter kylbatteriet med ett värmebatteri 52, som då' inmatas med varmvatten från kondensorn.

Den kontinuerligt utvunna värmemängden i stallet kan tidvis vara större eller mindre än behovet. En förrådstank 53 för stallvärme ingår därför lämpligen i systemet." Det kan även vara för delaktigt attåterföra syrosatt uppvärmd luft 54 från växthuset till stallet.

Claims (6)

10 15 20 25 30 7808624-6 PATENTKRAV

1. Anordning för att kemiskt och mekaniskt rena cirkulationsluften i djurstallar under utnyttjande av erhållna biprodukter, varvid ett cirkulationssystem (18) för lokalluften omfattar minst en frånluftledning (11) och minsta en ciliuftiedning (12), k ä n n e - t e c k n a d av, en scrubber (19) för tvättning av den från stallet uttransporterade luften, ett i strömningsvägen efter scrubbern anordnat, värmeupptagande batteri (15), som är inrättat att arbeta under sådana betingelser att luftens fuktighet och eventuellt kvarvarande ammoniak kondenseras, samt 7 ytterligare organ (33, Bh) för evakuering av en begränsad mängd koldioxidhaltig restluft från den cirkuleran- de luften i relation till önskad koldioxidhalt i stallet under samtidig tillförsel av motsvarande mängd friskluft till systemet.

2. Anordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att scrubbern (19) är an- sluten till ett reaktions- och sedimenteringskärl (23) som innehåller en kemikalielösning, företrädesvis kalcium- hydroxid, för att utfälla från cirkulationsluften i scrub- bern löst koldioxid.

3. Anordning enligt något av patentkraven 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att evakue- ringsorganen (33) omfattar i en grenledning (32) från tilluftledningen (12) placerat spjäll (ßßa) och till- hörande styrdon (ßßb) av i och för sig känt slag, inrättat att styras av en givare (Sh) som avkänner koldioxidhalten och är placerad i frånluftledningen (11) eller på härför lämplig plats i stallet. 10 15 20 7808624-6

4. Anordning enligt patentkravet 3, k ä n n e t e c k n a_d därav, att evakueringsledning- en (32) är utførmad at: anslutas :111 för-brukare av :m1- dioxidhaltig atmosfär, t.ex. växthus.

5. Anordning enligt patentkravet Ä, k ä n n e t e c k n a d därav, att ett i en intagsled- ning (35) för friskluft placerat spjäll (ßóa), med till- hörande styrdon (36b), av i och för sig känt slag, är in- rättat att arbeta samtidigt och likformigt med spjället (33a) i evakueringsledningen (32).

6. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d därav, att kyl- batteriet (15) utgör till en värmepump (41) hörande för- ångare, inrättad att arbeta under sådana betingelser, att stalluften hålls vid konstant temperatur och fuktighete- grad samt att kondensera i luften buren ammoniak, varvid en till värmepumpen (31) hörande kondensor (42) är in- rättad att arbeta under sådana betingelser, att det vär- meupptagande mediet håller en temperatur på #0-5000, och att ingå i ett lågtemperatursystem för uppvärmning av t.ex. växthus eller luft för torkning av foder.