Біогазова установка для переробки гною
Власники патенту UA 2365080:
Біогазова установка для переробки гною містить біореактор з ємностями, що послідовно сполучаються, з переливними перегородками. Біореактор забезпечений трубопроводами для подачі гною субстрату і відведення збродженої маси, підігрівачами, пристроями, що перемішують, і пристроєм для збору і відведення біогазу. Біореактор складається з основної ємності реактора та п'яти кільцевих ємностей дозрівачів. На дні кожної ємності встановлені трубчасті обігрівачі. Перегородки кільцевих ємностей дозрівачів мають переливні вікна, розташованими діаметрально протилежно і на різній глибині. Над біореактором встановлений газгольдер, нижній край кільця якого занурений у гідрозатвор. На зовнішній стороні кільця приварений опорний диск газгольдера, що обертається на чотирьох струмкових роликах, два з яких жорстко закріплені в фундаменті, а два є компенсаторами. Усередині кільця газгольдера встановлені хрестоподібні розпірки, до яких закріплено жорстку мішалку для основної ємності реактора та ланцюжкові для кільцевих ємностей дозрівачів. Конструкція дозволить виробляти стерильні кормові добавки, добрива та підвищити термін експлуатації реактора. 1 з.п. ф-ли, 2 іл.
Винахід відноситься до сільського господарства, зокрема пристроїв для переробки гною.
Відома установка для метанового зброджування гною (а.с. №1549496, А01C 3/00,1990 р., бюл. №40), що містить ємність, повідомлену з циліндричним реактором, що має газовий ковпак, засіб відбору біогазу, пристрій гідродинамічного перемішування . Вивантажувальна ємність установки виконана у вигляді гідравлічного затвора, повідомленого з приймальною ємністю та реактором. Встановлення складне, тому недовговічне в експлуатації.
Найбільш близьким до пропонованого винаходу є реактор для зброджування гною (а.с. №1484312, А01С 3/02, 07.06.1989 р., бюл. №41), що містить реактор, розділений вертикальними перегородками на камери, гідролізатор з рециркуляційним каналом, що з'єднує зони початкового зброджування субстрату та його дображивания. На дні реактора закріплений бункер пісколовки зі шнеком. Мішалка виконана з труби зі шнеком, на навивках якого закріплені плоскі підігрівачі та в них подається теплоносій. При завантаженні в попередню камеру вихідної маси через наявні на перегородках канали живлення, вхідні отвори яких розташовані в придонній частині попередніх камер, в наступні камери витісняється освітлена рідина. При цьому за рахунок розміщення вихідних отворів живильних каналів у верхній частині кожної наступної камери з останньої забезпечується витіснення освітленої рідини без змішування з рідиною, що надходить. Випорожнення реактора здійснюється за допомогою шлюзів, що мають заслінки.
До конструктивних недоліків відомої установки відноситься те, що площі нагрівальних елементів недостатньо підтримки термофільного режиму на великих реакторах. Застосування переливних каналів та сальників ускладнює конструкцію реактора. Реактор, виготовлений із чорної сталі, недовговічний через знаходження в ньому агресивного середовища та доріг.
Завдання винаходу - виробляти стерильні кормові добавки, добрива та збільшення терміну експлуатації реактора, використовуючи залізобетонні конструкції установки.
Завдання вирішується тим, що в біогазовій установці для переробки гною, що містить біореактор з ємностями, що послідовно сполучаються, з переливними перегородками, з трубопроводами для подачі гнойового субстрату і відведення збродженої маси,підігрівачами, перемішують пристроями і пристроєм для збору і відведення біогазу, згідно винаходу біореактор складається з основної ємності реактора і п'яти кільцевих ємностей дозрівачів, при цьому на дні кожної ємності встановлені трубчасті підігрівачі, перегородки кільцевих ємностей дозрівачів забезпечені переливними глибині, а над біореактором встановлений газгольдер, нижній край кільця якого занурений у гідрозатвор, на зовнішній стороні кільця приварений опорний диск газгольдера, що обертається на чотирьох струмкових роликах, два з яких жорстко закріплені в фундаменті, а два є компенсаторами, крім того, всередині кільця встановлені хрестоподібні розпірки, до яких закріплені жорстка мішалка для основної ємності реактора і мішалки ланцюгові для кільцевих ємностей дозрівачів, при цьому ємності біореактора виконані із залізобетонних конструкцій.
Сутність винаходу пояснюється кресленнями, де фіг.1 - загальний вигляд установки переріз А-А; фіг.2 - те саме, вид зверху, переріз В-В.
Біогазова установка включає залізобетонну конструкцію, виконану у вигляді радіальних п'яти кільцевих ємностей дозрівачів 1, кільце гідрозатвора 2, основну ємність реактора 3, трубопровід подачі субстрату 6 з розсікачем 5, трубопровід відведення збродженої маси 4, пристрій для відведення біогазу 7, тепло 9 і фундамент 10. Кожна кільцева перегородка забезпечена переливним вікном 11 і вони розташовані діаметрально протилежно на різній глибині. У гідрозатворі встановлено сталеве кільце 12 газгольдера 13 з привареним до нього сталевим опорним диском 14, який упирається на два жорстко закріплених у фундаменті струмочкових ролика 15 і два пружних струмочковихролика компенсатора 16. На кільці газгольдера 12 герметично закріплена прогумована тканина газгольдера 13, а всередині кільця встановлені сталеві хрестоподібні розпірки 17, на яких закріплені жорстка мішалка 18 основної ємності реактора 3 і ланцюжкові мішалки 1ко 19 вихоплено тросом 20 і пов'язано з приводним шківом 21 мотора-редуктора 22.
Біогазова установка працює в такий спосіб. Вибрано термофільний температурний режим. Протягом однієї доби з ферми гній по каналах стікає в окрему підготовчу, криту, залізобетонну ємність, в якій підігрівається вихлопними газами котла і в ній же доводиться до заданої вологості 92% субстрат, що отримується, далі субстрат проходить через попередню камеру, в якій підігрівається °С (на схемі не показано). Трубчасті підігрівачі також 9 нагріті до 60°С. З біогазової установки видаляється повітря вихлопними газами двигуна внутрішнього згоряння. Після цього нагрітий субстрат разом з вирощеним певним штамом бактерій закачується в основну ємність реактора 3 через трубопровід подачі гною субстрату 6, розсікач 5 рівномірно розподіляє субстрат в ємності 3, наповнення субстратом основної ємності реактора 3 ведеться п'ять діб. Потім витримуємо субстрат до початку утворення процесу газоутворення. З моменту початку газоутворення субстрат витримують ще шість діб. Після чого основну ємність реактора подають наступну однодобову дозу субстрату, при цьому з основної ємності реактора 3 зброджений субстрат перетікає через верхнє вікно 11 в першу кільцеву ємність дозрівач 1 і заповнює її. Далі подають наступну однодобову дозу субстрату в основну ємність реактора 3 і субстрат перетікає в першу кільцеву ємністьдозрівач 1, переміщається по кільцевій ємності дозрівача і через нижнє вікно 11 перетікає наступну кільцеву ємність дозрівач. Такий цикл повторюється доти, доки не заповняться всі п'ять кільцевих ємностей дозрівачів. Перемішування субстрату проводиться через кожну годину по 3-5 хвилин за допомогою жорстких мішалок 18 в основній ємності реактора і ланцюжкових мішалок 19 у п'яти кільцевих ємностях дозрівачів. Мішалки закріплені на хрестоподібних розпорках 17, встановлених всередині кільця 12 газгольдера 13. Кільце 12 з опорним диском 14 обертаються на двох жорсткозакріплених в фундаменті роликах 15 і двох компенсаторах 16 з допомогою мотора-редуктора 22 20 за допомогою троса водом 4 З. . Біогаз, що виділяється, накопичується під газгольдером 13 і відводиться пристроєм для відведення біогазу 7.
Використання в біореакторі основної ємності та п'яти ємностей дозрівачів дозволяє переробити субстрат у стерильні добавки та добрива за шість діб.
Місткість основного реактора розраховується від добової кількості субстрату і максимально допустима доза свіжого сустрату, що заливається, становить 20%. Таке співвідношення забезпечує безперебійне бродіння субстрату.
Застосування трубчастих підігрівачів у донній частині дозволяє підтримувати термофільний режим протягом процесу переробки гною.
Використання мішалок в основній та п'яти ємностях дозрівачів дозволяє розбивати кірку над субстратом і перемішувати осад, що утворюється на дні ємностей.
Розміщення переливних вікон діаметрально протилежних та на різній глибині забезпечує пофазне бродіння субстрату.
Кожна однодобова доза субстрату, що проходить через основну ємність та п'ять кільцевих ємностей дозрівачів протягом шестидіб, при термофільному режимі в біогазовій установці для переробки гною в результаті ферментаційних процесів перетворюється на стерильні кормові добавки та добрива.
За рахунок застосування залізобетонних конструкцій значно зростає термін дії реактора.
Пропонований винахід знаходиться у стадії впровадження на ГУСГП «Світанок» ст. Новотитарівська Краснодарського краю.
1. Біогазова установка для переробки гною, що містить біореактор з послідовно сполученими ємностями з переливними перегородками, забезпечений трубопроводами для подачі гнойового субстрату і відведення збродженої маси, підігрівачами, перемішуючими пристроями і пристроєм для збору і відведення біогазу, що відрізняється реактора і п'яти кільцевих ємностей дозрівачів, при цьому на дні кожної ємності встановлені трубчасті підігрівачі, перегородки кільцевих ємностей дозрівачів забезпечені переливними вікнами, розташованими діаметрально протилежно і на різній глибині, а над біореактором встановлений газгольдер, нижній край кільця кільця приварений опорний диск газгольдера, що обертається на чотирьох струмочкових роликах, два з яких жорстко закріплені в фундаменті, а два є компенсаторами, крім того, всередині кільця газгольдера встановлені хрестоподібні розпірки, до яких закріплені жорстка мішалка для основної ємності реактора і ланцюжкові для кільців. .
2. Біогазова установка по п.1, що відрізняється тим, що ємності біореактора виконані із залізобетонних конструкцій.