UA128333U

UA128333U - BIOGAS INSTALLATION

Info

Publication number: UA128333U
Application number: UAU201803872U
Authority: UA
Inventors: В'ячеслав Васильович Джеджула; Дмитро Іванович Денесяк; Ксенія Олександрівна Іщенко
Original assignee: Вінницький Національний Технічний Університет
Priority date: 2018-04-10
Filing date: 2018-04-10
Publication date: 2018-09-10

Abstract

Біогазова установка містить накритий утеплювачем резервуар, трубу споживача біогазу з краном та компресором, перший фекальний насос, у верхній частині резервуара розміщений бункер завантаження біомаси з шиберною засувкою, та захисну газорозподільну решітку, резервуар обмотано електричним нагрівальним кабелем. Також установка містить бак-акумулятор, трубопровід циркуляції теплоносія з манометром-барометром, спускником, повітроспускником і насосом, трубопровід циркуляції субстрату, в якому встановлено перший фекальний насос та крани, а також послідовно з'єднані сонячну батарею, акумуляторну батарею, інвертор електричного струму. При цьому інвертор електричного струму з'єднано електричним кабелем з компресором, першим фекальним насосом, електричним нагрівальним кабелем. Крім цього, установка містить сонячний колектор, який послідовно з'єднаний через трубопровід циркуляції теплоносія з баком-акумулятором. Додатково введено щит керування із вмонтованим контролером акумуляторної батареї і терморегулятором, який з'єднано із датчиком температури, що розміщений на трубопроводі циркуляції субстрату. Також установка містить гідравлічний перемішувач, розділений по висоті на дві зони, з'єднаний через трубопровід циркуляції субстрату з баком-акумулятором. Труба вивантаження відпрацьованого субстрату розміщена в корпусі, по центру на його нижньому рівні та з'єднана трубопроводом відпрацьованого субстрату через кран із другим фекальним насосом, який з'єднаний із інвертором електричного струму через електричний кабель. Корпус біогазової установки розміщено у ґрунті.The biogas plant contains a heat-insulated tank, a biogas pipe with a crane and a compressor, a first fecal pump, a biomass loading hopper with a gate valve at the top of the tank, and a protective gas distribution grate, the tank is electrically wound. The installation also contains a tank, a fluid conduit with a barometer, a satellite, an air intake and a pump, a substrate circulation pipeline, in which the first fecal pump and faucets are installed, as well as a solar battery and a battery in series. The electric inverter is connected by an electric cable to the compressor, the first fecal pump and the electric heating cable. In addition, the installation contains a solar collector, which is connected in series through the circulation pipe of the coolant with the battery tank. Additionally, a control panel with a built-in battery controller and a thermostat, which is connected to a temperature sensor located on the substrate circulation line, has been introduced. The installation also includes a hydraulic mixer, divided by height into two zones, connected through a pipeline circulation of the substrate with the battery tank. The discharge pipe for discharge of the waste substrate is located in the housing, centrally at its lower level and is connected by a waste pipe substrate through a tap with a second fecal pump, which is connected to the electric inverter via an electrical cable. The housing of the biogas plant is located in the soil.

Description

Корисна модель належить до галузі біоенергетики, а саме до пристроїв анаеробного бродіння субстрату, і може бути застосована для отримання біогазу, а також зменшення забруднення навколишнього середовища.A useful model belongs to the field of bioenergy, namely to devices for anaerobic fermentation of the substrate, and can be applied to obtain biogas, as well as to reduce environmental pollution.

Відома біогазова установка для переробки органічних відходів, (патент України Мо 58740,A well-known biogas plant for processing organic waste (patent of Ukraine Mo 58740,

МПК СО2Е11/04, СО2Е3/28, опубл. 26.04.2011, бюл. Мо 8), що містить теплоіїзольований резервуар-реактор з газгольдером та з завантажувальним й вивантажувальним шнеками, обладнаний пристроями відводу й збирання біогазу та зброджувальної маси, всередині резервуара-реактора розташована мішалка, а в нижній частині розміщений теплообмінник, який приєднаний до сонячного колектора та теплового насоса технологічних трубопроводів.IPC СО2Е11/04, СО2Е3/28, publ. 26.04.2011, Bull. Mo 8), which contains a heat-insulated reactor tank with a gas holder and loading and unloading screws, equipped with devices for diverting and collecting biogas and fermentation mass, inside the reactor tank there is a stirrer, and in the lower part there is a heat exchanger, which is connected to a solar collector and a thermal pump of technological pipelines.

Недоліком установки є значні витрати енергії на підігрів субстрату та систему перемішування субстрату.The disadvantage of the installation is significant energy consumption for heating the substrate and the substrate mixing system.

За прототип вибрано біогазову установку з сонячною батареєю (патент України Мо 95068,A biogas plant with a solar battery was chosen as the prototype (patent of Ukraine Mo 95068,

МПК СО2Е11/04, опубл. 10.12.2014, бюл. Мо 231), що містить резервуар, накритий утеплювачем, трубу споживача біогазу з краном та компресором, насос, у верхній частині резервуара розміщений бункер завантаження біомаси з першою шиберною засувкою, та захисну газорозподільну решітку, в нижній частині резервуара розміщений отвір для видалення відпрацьованого субстрату із другою шиберною засувкою, резервуар обмотано електричним нагрівальним кабелем із терморегулятором, трубопровід відпрацьованого субстрату та фекальний насос, в подальшому перший фекальний насос, крім того, містить гідравлічний перемішувач, бак-акумулятор, блок управління, який з'єднано з терморегулятором, трубопровід циркуляції теплоносія з манометром-барометром, спускником, повітроспускником, насосом, трубопровід циркуляції субстрату, в якому встановлено перший фекальний насос та крани, а також послідовно з'єднані сонячну батарею, контролер акумуляторної батареї, акумуляторну батарею, інвертор електричного струму, при цьому інвертор електричного струму в свою чергу з'єднано електричним кабелем з компресором, першим фекальним насосом, електричним нагрівальним кабелем, блоком управління, терморегулятором, крім того пристрій містить сонячний колектор, який послідовно з'єднаний через трубопровід циркуляції теплоносія з баком- акумулятором та через трубопровід циркуляції субстрату з резервуаром.IPC СО2Е11/04, publ. 10.12.2014, Bull. Mo 231), which contains a tank covered with insulation, a biogas consumer pipe with a tap and a compressor, a pump, a biomass loading hopper with a first gate valve is placed in the upper part of the tank, and a protective gas distribution grid, an opening for removing spent substrate from the tank is placed in the lower part of the tank second gate valve, the tank is wrapped with an electric heating cable with a thermostat, a waste substrate pipeline and a fecal pump, further the first fecal pump, in addition, contains a hydraulic stirrer, a storage tank, a control unit that is connected to a thermostat, a coolant circulation pipeline with manometer-barometer, downcomer, air vent, pump, substrate circulation pipeline, in which the first fecal pump and faucets are installed, as well as a series connected solar battery, battery controller, battery, electric current inverter, while the electric current inverter in its June gu is connected by an electric cable to the compressor, the first fecal pump, an electric heating cable, a control unit, a thermostat, in addition, the device contains a solar collector, which is connected in series through the coolant circulation pipeline to the accumulator tank and through the substrate circulation pipeline to the tank.

Недоліком прототипу є недостатня ефективність за рахунок недостатнього перемішування іThe disadvantage of the prototype is insufficient efficiency due to insufficient mixing and

Зо прогрівання субстрату біомаси та значні витрати на термостабалізацію.From heating the biomass substrate and significant costs for thermal stabilization.

За рахунок введення нових елементів та зв'язків досягається можливість збільшення енергоефективності процесу бродіння біомаси, що сприяє підвищенню енергоефективності.Due to the introduction of new elements and connections, it is possible to increase the energy efficiency of the biomass fermentation process, which contributes to the increase in energy efficiency.

Поставлена задача вирішується тим, що біогазова установка, яка містить накритий утеплювачем резервуар, трубу споживача біогазу з краном та компресором, насос, перший фекальний насос, у верхній частині резервуара розміщений бункер завантаження біомаси з шиберною засувкою, та захисну газорозподільну решітку, резервуар обмотано електричним нагрівальним кабелем, також містить бак-акумулятор, трубопровід циркуляції теплоносія з манометром-барометром, спускником, повітроспускником і насосом, трубопровід циркуляції субстрату, в якому встановлено перший фекальний насос та крани, а також послідовно з'єднані сонячну батарею, акумуляторну батарею, інвертор електричного струму, при цьому інвертор електричного струму з'єднано електричним кабелем з компресором, першим фекальним насосом, електричним нагрівальним кабелем, крім того, пристрій містить сонячний колектор, який послідовно з'єднаний через трубопровід циркуляції теплоносія з баком-акумулятором, а також, згідно з корисною моделлю, установка містить щит керування, який з'єднано із датчиком температури, який розміщено на трубопроводі циркуляції субстрату, також установка містить гідравлічний перемішувач, розділений по висоті на дві зони, з'єднаний через трубопровід циркуляції субстрату з баком-акумулятором, труба вивантаження відпрацьованого субстрату розміщена в корпусі, по центру на його нижньому рівні, та з'єднана трубопроводом відпрацьованого субстрату через кран із другим фекальним насосом, який з'єднаний із інвертором електричного струму через електричний кабель, корпус біогазової установки розміщено у грунті.The task is solved by the fact that the biogas plant, which contains a tank covered with insulation, a pipe of the biogas consumer with a faucet and a compressor, a pump, the first fecal pump, a biomass loading hopper with a gate valve is located in the upper part of the tank, and a protective gas distribution grid, the tank is wrapped with electric heating cable, also contains a tank-accumulator, a coolant circulation pipeline with a manometer-barometer, a downspout, an air vent and a pump, a substrate circulation pipeline in which the first fecal pump and faucets are installed, as well as a series-connected solar battery, a storage battery, an electric current inverter , while the electric current inverter is connected by an electric cable to the compressor, the first fecal pump, an electric heating cable, in addition, the device contains a solar collector, which is connected in series through the coolant circulation pipeline to the storage tank, and also, according to the useful model, installation m there is a control panel that is connected to a temperature sensor that is placed on the substrate circulation pipeline, the installation also contains a hydraulic mixer, divided in height into two zones, connected through the substrate circulation pipeline to the accumulator tank, the spent substrate discharge pipe is placed in housing, in the center at its lower level, and connected by a pipeline of spent substrate through a faucet to a second fecal pump, which is connected to an electric current inverter through an electric cable, the housing of the biogas plant is placed in the ground.

На кресленні представлена загальна схема конструкції біогазової установки.The drawing shows the general design scheme of the biogas plant.

Біогазова установка містить резервуар 1, що накритий утеплювачем 2, трубу споживача біогазу б з краном 7 та компресором 8, перший фекальний насос 12, у верхній частині резервуара розміщений бункер завантаження біомаси 4 з шиберною засувкою 5, та захисну газорозподільну решітку 9, резервуар обмотано електричним нагрівальним кабелем 3, містить бак-акумулятор 17, трубопровід циркуляції теплоносія 27 з манометром-барометром 28, спускником 20, повітроспускником 11 і насосом 18, трубопровід циркуляції субстрату 23, в якому встановлено другий фекальний насос 19 та крани 7, а також послідовно з'єднані сонячну бо батарею 15, акумуляторну батарею 13, інвертор електричного струму 25, при цьому інвертор електричного струму 25 з'єднано електричним кабелем 29 з компресором 8, першим фекальним насосом 12, електричним нагрівальним кабелем 3, крім того, пристрій містить сонячний колектор 16, який послідовно з'єднаний через трубопровід циркуляції теплоносія 27 з баком- акумулятором 17, а також містить щит керування 14, який з'єднано із датчиком температури 26, що розміщений на трубопроводі циркуляції субстрату 23, також установка містить гідравлічний перемішувач, розділений по висоті на дві зони 21 і 22, з'єднаний через трубопровід циркуляції субстрату 23 з баком-акумулятором 17, труба вивантаження відпрацьованого субстрату 10 розміщена в корпусі 1, по центру на його нижньому рівні та з'єднана трубопроводом відпрацьованого субстрату 24 через кран 7 із першим фекальним насосом 12, який з'єднаний із інвертором електричного струму 25 через електричний кабель 29, корпус біогазової установки розміщено у грунті.The biogas plant contains a tank 1 covered with insulation 2, a pipe of the biogas consumer b with a faucet 7 and a compressor 8, the first fecal pump 12, a biomass loading hopper 4 with a gate valve 5 is located in the upper part of the tank, and a protective gas distribution grid 9, the tank is wrapped with electric heating cable 3, contains an accumulator tank 17, a coolant circulation pipe 27 with a manometer-barometer 28, a downspout 20, an air vent 11 and a pump 18, a substrate circulation pipe 23, in which a second fecal pump 19 and taps 7 are installed, as well as in series with connected by a solar battery 15, a storage battery 13, an electric current inverter 25, while the electric current inverter 25 is connected by an electric cable 29 to the compressor 8, the first fecal pump 12, an electric heating cable 3, in addition, the device contains a solar collector 16, which is connected in series through the coolant circulation pipeline 27 with the accumulator tank 17, and also contains control unit 14, which is connected to a temperature sensor 26 located on the substrate circulation pipeline 23, the installation also contains a hydraulic mixer, divided by height into two zones 21 and 22, connected through the substrate circulation pipeline 23 to the storage tank 17 , the spent substrate discharge pipe 10 is placed in the housing 1, in the center at its lower level and is connected by the spent substrate pipeline 24 through the faucet 7 to the first fecal pump 12, which is connected to the electric current inverter 25 through an electric cable 29, the body of the biogas plant installations are placed in the ground.

Пристрій працює наступним чином.The device works as follows.

Субстрат біомаси із бункер завантаження біомаси 4 з шиберною засувкою 5 подається до резервуара 1, що накритий утеплювачем 2, також у резервуар вмонтовано трубу споживача біогазу 6 для відбирання біогазу із краном 7, резервуар 1 обмотано електричним нагрівальним кабелем З із терморегулятором, розміщеним у блоці управління 14 та з'єднано із датчиком температури 26, які забезпечують підтримання необхідного температурного режиму бродіння.The biomass substrate from the biomass loading hopper 4 with a gate valve 5 is fed to the reservoir 1, which is covered with insulation 2, the biogas consumer pipe 6 for biogas withdrawal with a tap 7 is also installed in the reservoir, the reservoir 1 is wrapped with an electric heating cable Z with a thermostat located in the control unit 14 and connected to the temperature sensor 26, which ensure maintenance of the required temperature regime of fermentation.

При цьому відбувається вивільнення біогазу, який проходить крізь захисну газорозподільну решітку 9 до і труби споживача біогазу 6. В нижній частині корпусу реактора 1 знаходиться нижня зона гідравлічного перемішувача 21, по центру ємності розміщено верхню зону гідравлічного перемішувача 22, які здійснюють рівномірне перемішування біомаси у реакторі 1 при подачі за допомогою другого фекального насоса 19 трубопроводом циркуляції субстрату 23 біомаси. Вивантаження відпрацьованого субстрату відбувається через розміщену по центру резервуара 1 трубу вивантаження відпрацьованого субстрату 10, яка через трубопровід відпрацьованого субстрату 24 послідовно з'єднана з краном 7 та першим фекальним насосом 12. Трубопровід циркуляції субстрату 23 служить для переміщення біомаси через бак- акумулятор 17 і другий фекальний насос 19 до гідравлічного перемішувача 21 і 22, при цьому здійснюється відбір теплової енергії з бака-акумулятора 17, необхідної для підігрівання біомаси в корпусі реактора 1. Трубопровід циркуляції теплоносія 27, який містить манометр-барометрAt the same time, biogas is released, which passes through the protective gas distribution grid 9 to the biogas consumer pipe 6. In the lower part of the reactor housing 1, there is the lower zone of the hydraulic mixer 21, in the center of the container there is the upper zone of the hydraulic mixer 22, which ensure uniform mixing of the biomass in the reactor 1 when feeding with the help of the second fecal pump 19 through the circulation pipeline of the substrate 23 biomass. The spent substrate is discharged through the spent substrate discharge pipe 10 located in the center of the tank 1, which is connected in series to the tap 7 and the first fecal pump 12 through the spent substrate pipeline 24. The substrate circulation pipeline 23 serves to move biomass through the tank-accumulator 17 and the second fecal pump 19 to the hydraulic mixer 21 and 22, while thermal energy is extracted from the accumulator tank 17, necessary for heating the biomass in the reactor housing 1. The coolant circulation pipeline 27, which contains a manometer-barometer

Зо 28, повітроспускник 11, спускник 20, крани 7 та насос 18, служить для перенесення теплової енергії від сонячного колектора 16 до бака-акумулятора 17. Сонячна батарея 15 з'єднана послідовно електричним кабелем 29 з акумуляторною батарею 13, блоком управління 14 та з інвертором електричного струму 25, який забезпечує електричним струмом електричний нагрівальний кабель 3, компресор 8, насос 18 та фекальні насоси 12 і 19.From 28, air vent 11, downspout 20, faucets 7 and pump 18, serves to transfer thermal energy from the solar collector 16 to the storage tank 17. The solar battery 15 is connected in series with an electric cable 29 to the storage battery 13, the control unit 14 and with electric current inverter 25, which provides electric current to electric heating cable 3, compressor 8, pump 18 and fecal pumps 12 and 19.

Claims

USEFUL MODEL FORMULA A biogas installation containing a tank covered with insulation, a pipe of the biogas consumer with a tap and a compressor, the first fecal pump, a biomass loading hopper with a gate valve located in the upper part of the tank, and a protective gas distribution grid, the tank is wrapped with an electric heating cable, also contains a tank -accumulator, coolant circulation pipeline with manometer-barometer, downcomer, air vent and pump, substrate circulation pipeline, in which the first fecal pump and faucets are installed, as well as a solar battery, a battery, an electric current inverter, and an electric current inverter are connected in series current is connected by an electric cable to the compressor, the first fecal pump, an electric heating cable, in addition, the installation contains a solar collector, which is connected in series through a coolant circulation pipe with a storage tank, which is distinguished by the fact that it contains a control panel with a built-in counter battery oiler and a temperature regulator, which is connected to a temperature sensor placed on the substrate circulation pipeline, the installation also contains a hydraulic mixer, divided by height into two zones, connected through the substrate circulation pipeline to the accumulator tank, a spent substrate discharge pipe placed in the housing, in the center at its lower level and connected by the pipeline of the spent substrate through a faucet to the second fecal pump, which is connected to the inverter of the electric current through an electric cable, the housing of the biogas plant is placed in the ground.