Изобретение относится к области переработки отходов сельскохозяйственного производства. Преимущественно изобретение предлагается использовать при переработке птичьего помета.
Известны установки и способ переработки отходов животноводства [1] Установка содержит накопитель отходов, теплообменник, сепаратор, сушильный агрегат, реактор-обеззараживатель.
Способ переработки заключается в том, что отходы нагревают, обеззараживают, отделяют сухой остаток, осушают и направляют потребителю.
Недостатком известных устройств и способа являются большие габариты из-за неэффективности работы реактора-обеззараживателя, использующих неорганические реагенты, значительное энергопотребление на привод насосов из-за отсутствия разбавителей в накопителе отходов, большой расходы воды или пара, подаваемого в теплообменник, недостаточная очистка. Установленные режимы работы обеспечивают значительную по длительности продолжительность реализации способа.
Более совершенной является установка для переработки отходов, известная из литературы [2] содержащая накопитель отходов с жидкостным разбавителем, теплообменник, метантенки, сепаратор, блок очистки, компремирования и хранения биогаза. Недостатком этой установки является относительно продолжительный по времени процесс обеззараживания, что объясняется наличием двух метантенков с большим временем выдержки и большим потребным суммарным объемом. Кроме того при эксплуатации установки требуется значительный расход воды для разбавления отходов, ей присущи потери тепловой энергии с жидкостью, выводимой в отстойник, а сухой остаток, выводимый из сепаратора, недостаточно осушен и обеззаражен, при этом газ, выделяемый из отходов в метантенках, также содержит вредные примеси.
Из вышеприведенной литературы [2] известен способ переработки навоза и производства удобрений, в процессе которого навоз разбавляют водой, подогревают, обеззараживают в реакторе с выдержкой 7-10 суток, отделяют от него жидкость и твердую фракцию выдают потребителю.
Основным недостатком способа является его длительность (до 10 суток), большие материальные затраты.
Задачей, на решение которой направлены заявляемые изобретения устройство и способ, является переработка навоза, преимущественно куриного помета, получение удобрений, газа и обеззараженной жидкости в установке с минимальными габаритами, при малых затратах энергетических и материальных ресурсов с максимальной степенью обеззараживания и в минимальные сроки.
Вышеотмеченный технический результат достигается тем, что в предложенной установке перед метантенком установлен кислотогенный реактор, на выходе из которого установлены последовательно сепаратор, смеситель твердой фракции с негашеной известью и осушитель, а на выходе из сепаратора по жидкой фракции последовательно установлены насос, теплообменник и метантенк анаэробный фильтр, при этом на входе в кислотогенный реактор установлен рекуператор, вход которого по греющей среде соединен с выходом жидкости из метантенка, а выход с накопителем и магистралью сброса.
Исследования показали, что наиболее приемлемым, как по габаритам, так и по продолжительности процесса (а следовательно и по энергетическим и материальным затратам), является вариант, в котором на 1-й стадии обеззараживается вся масса навоза, а на второй стадии после разделения на сухую и жидкую фракции обеззараживание в анаэробном фильтре только жидкой фракции с одновременным удалением, очисткой и компремированием выделяющегося биогаза, что объясняется более высокими скоростями конверсии в анаэробном фильтре при наличии жидкой фракции с малой концентрацией сухого вещества. Поэтому двухстадийное обеззараживание позволяет уменьшить габариты установки и сократить время процесса.
Кроме того, уменьшение количества сливаемой воды за счет использования рециркулята достигается тем, что в предложенной установке жидкостной разбавитель накопителя сообщен с теплообменником, в котором циркулирует отсепарированная и очищенная жидкость. Этот же признак способствует утилизации тепла от жидкости, выводимой в отстойник, и следовательно, повышению эффективности установки. При этом практически полное обеззараживание твердой фракции (удобрения) достигнуто тем, что предложенная установка содержит смеситель, к которому подключен бункер с негашеной известью.
Поставленная задача реализуется способом, при котором всю массу навоза выдерживают в кислотогенном реакторе в течение трех суток при температуре 42-43оС, а затем, после сепарирования, жидкую фракцию выдерживают 5-7 суток при температуре 56-57оС.
Сущность изобретения поясняется чертежом.
На чертеже: 1 блок нейтрализации; 2 блок очистки, компремирования и хранения газа; 3 накопитель навоза; 4 труба жидкостного разбавителя; 5 насос подачи; 6 трубопровод подачи навоза; 7 основной теплообменник; 8 кислотогенный реактор; 9 сепаратор; 10 магистраль вывода сухого остатка; 11 шнековый смеситель; 12 бункер с негашеной известью; 13 осушитель; 14 фасовочный аппарат; 15 магистраль вывода жидкой фракции; 16 дополнительный насос; 17 дополнительный теплообменник; 18 метантенк-анаэробный фильтр; 19 магистраль вывода горячей жидкости; 20 тройник-раздатчик; 21 трубопровод выходной; 22 трубопровод подмешивания; 23 трубопровод вывода биогаза; 24 фильтр; 25 газгольдер; 26 компрессор; 27 сборник газа; 28 газовая магистраль.
Установка работает следующим образом.
Из накопителя навоза 3 нативный помет, разведенный в 2-2,5 раза рециркулятом (обменной жидкой фракцией), подаваемым из метантенка-анаэробного фильтра (18) через трубу 4 жидкостного разбавителя насосом подачи 5 подводится по трубопроводу 6 в теплообменник 7, где он нагревается до температуры 42-43оС и далее горячий навоз загружается в кислотогенный реактор 8, в котором выдерживается (сбраживается) 2-3 суток.
Затем сброженная масса поступает в сепаратор 9, (любого типа, например, центрифуга), где происходит разделение на жидкую и твердую фракции. По магистрали 28 выделяющийся газ (смесь CO2 и Н2) подается в метантенк-анаэробный фильтр 18 для стимулирования метангенерации. По магистрали 10 твердая фракция поступает в шнековый смеситель 11, куда из бункера 12 подводится негашеная известь для окончательного обеззараживания. Далее, пройдя осушитель 13, сухая фракция готовый продукт, используемый как удобрение, подается в фасовочный аппарат 14 для получения коммерческого продукта. Поскольку жидкую фракцию необходимо нейтрализовать более длительное время и при более высокой температуре, чем остальную массу навоза (см.[2]) из сепаратора 9 жидкость по магистрали 15 подводится в дополнительный насос 16, откуда поступает в дополнительный теплообменник 17. Необходимый температурный режим в теплообменнике устанавливается подачей любой греющей среды, например, горячей воды. Нагретая до температуры 56-57оС жидкость поступает в метантенк-анаэробный фильтр (18), в котором с помощью иммобилизованных бактерий происходит разложение остаточных органических веществ до СН4 и CO2. Обеззараженная жидкость (рециркулят) возвращается из метантенка-анаэробного фильтра 18 по магистрали 19 в теплообменник 7, где она отдает свое тепло навозу. Далее охлажденная жидкость через тройник 20 по выходному трубопроводу 21 выводится в отстойник (не показано), а по трубопроводу 22 поступает в трубу 4 жидкостного разбавителя, чтобы обеспечить заданную вязкость массе в накопителе 3.
Выделяющийся в метантенке-анаэробном фильтре 18 биогаз (метан, водород и т. п.) по трубопроводу 23 отводится в блок очистки, компремирования и хранения газа 2, где они очищаются в фильтре 24, накапливаются в газгольдере 25, сжимаются в компрессоре 26 и отводятся в сборник 27 и далее в энергетический узел (не показано), который может включать водогрейный котел или газогенератор.
Способ переработки отходов животноводства и производства удобрений осуществляется следующим образом. Массу отходов (навоза), разбавленную жидким рециркулятом до определенной вязкости, нагревают до температуры 42-43оС, подают в биореактор кислотогенной фазы и оставляют на брожение в течение 2-3 суток. Далее обеззараженную массу сепарируют на жидкую и твердую фракции, жидкую фракцию нагревают до температуры 56-57оС и пода-ют в метантенк-анаэробный фильтр, где оставляют на обеззараживание не менее, чем на 7 суток. По истечении 7 суток горячую жидкость направляют в отстойник, предварительно отобрав у нее часть тепла, идущую на подогрев навоза, подаваемого в биореактор кислотогенной фазы.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
БИОГАЗОВЫЙ КОМПЛЕКС | 2009 |
|
RU2399184C1 |
БИОГАЗОВЫЙ КОМПЛЕКС | 2010 |
|
RU2427998C1 |
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА БИОГАЗА ИЗ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ОТХОДОВ И БИОГАЗОВАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2011 |
|
RU2463761C1 |
СПОСОБ ХРАНЕНИЯ И ПОДГОТОВКИ К УТИЛИЗАЦИИ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ СТОКОВ | 2009 |
|
RU2407266C1 |
Способ получения газообразного энергоносителя и органоминеральных удобрений из бесподстилочного навоза и устройство для его реализации | 2015 |
|
RU2608814C2 |
УСТАНОВКА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ | 2003 |
|
RU2234829C1 |
КАВИТАЦИОННЫЙ СПОСОБ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ЖИДКОГО НАВОЗА И ПОМЕТА И ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ БЕЗОТХОДНОГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ | 2013 |
|
RU2527851C1 |
УСТАНОВКА ДЛЯ АНАЭРОБНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ СУБСТРАТОВ В БИОГАЗ И УДОБРЕНИЯ | 2009 |
|
RU2423323C2 |
УСТАНОВКА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ | 1992 |
|
RU2040138C1 |
СПОСОБ ДВУХСТУПЕНЧАТОГО АНАЭРОБНОГО СБРАЖИВАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ | 2007 |
|
RU2349556C1 |
Использование: в сельском хозяйстве. Сущность изобретения: навоз разбавляют в накопителе, подогревают до температуры 42 43°С и обеззараживают в кислотогенном реакторе с выдержкой в нем 3 сут. Установка содержит сепаратор, в котором разделяют жидкую и твердую фракции. Твердая фракция, смешанная с негашеной известью, идет на удобрения. Отсепарированную жидкую фракцию дополнительно нагревают до температуры 56 57°С и затем выдерживают в метатенке-анаэробном фильтре в течение 7 сут. Отсепарированная жидкость перед подачей в отстойник проходит в теплообменник для подогрева навоза и от теплообменника через тройник-раздатчик часть жидкости подается в накопитель биомассы на разбавление навоза. 2 с. и 1 з. п. ф-лы, 1 ил.
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов | 1917 |
|
SU2A1 |
Современные методы регенерации энергии биомассы при помощи газификации | |||
ТуркменНИИНТИ, Бердыев О.Б | |||
и др., Изд | |||
Приспособление для установки двигателя в топках с получающими возвратно-поступательное перемещение колосниками | 1917 |
|
SU1985A1 |
Авторы
Даты
1995-11-27—Публикация
1993-02-02—Подача