МАЛОГАБАРИТНЫЙ МЕТАНОРЕАКТОР Российский патент 1997 года по МПК C12M1/107 

Изобретение относится к аппаратам выработки метана из домашних бытовых отходов и отходов приусадебного хозяйства, которое может быть использовано в индивидуальных домах, удаленных от централизованных систем тепло- и электроснабжения и канализации.

Известен метанореактор, содержащий цилиндрический корпус с перегородками и технологическими патрубками подвода и отвода сред /1/. К недостаткам его относится низкая степень распада беззольной органики стоков и отходов.

Известен малогабаритный метанореактор, содержащий цилиндрический корпус с размещенным между загрузочным и разгрузочным устройствами мешальным устройством, снабженным приводом и лопастями, перегородки камер кислого, нейтрального, щелочного и метанового брожения, причем последняя через гидравлический затвор сообщена с патрубком отвода метана потребителю /2/. Этот метанореактор является наиболее близким к данному изобретению по технической сущности и достигаемому результату. Однако известный метанореактор имеет большие габариты и непригоден для использования в домах индивидуальных владельцев, что снижает эффективность его использования.

Цель изобретения сокращение габаритов метанореактора. Для этого корпус мешального устройства размещен эксцентрично относительно оси корпуса метанореактора, причем внутренняя боковая стенка корпуса мешального устройства снабжена винтовыми выступами, размещенными под углом к винтовым лопастям мешального устройства, а перегородки размещены вдоль оси корпуса метанореактора и под углом к оси корпуса, при этом днище цилиндра мешального устройства выполнено с радиальными выступами, взаимодействующими с перфорированным днищем корпуса мешального устройства.

На фиг. 1 представлен малогабаритный метанореактор, продольный разрез; на фиг. 2 разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез по Б-Б на фиг. 1.

Малогабаритный метанореактор содержит цилиндрический корпус 1 с размещенным между загрузочным и разгрузочным устройствами 2, 3 мешальным устройством, корпус 4 которого размещен эксцентрично относительно оси корпуса 1 метанореактора. Внутренняя боковая стенка корпуса 4 снабжена винтовыми выступами 5, расположенными под углом к винтовым лопастям 6 мешального устройства. Последнее также содержит привод 7, цилиндр 8, выполненный с радиальными выступами 9, взаимодействующими с перфорированным днищем 10 корпуса 4. Полость корпуса 1 метанореактора разделена перегородками 11, 12, 13 на камеры 14, 15, 16, 17 соответственно кислого, нейтрального, щелочного и метанового брожения, причем последняя через гидравлический затвор 18 сообщена с патрубком 19 отвода метана потребителю. Перегородка 11 размещена вдоль оси корпуса 1 метанореактора, а перегородки 12, 13 под углом к оси корпуса 1. При этом перегородки 11, 12, 13 установлены с образованием относительно корпуса 1 окон 20 для сообщения камер 14, 15, 16, 17 с газовой полостью 21.

Малогабаритный метанореактор работает следующим образом.

Через загрузочное устройство 2 в корпус 4 мешального устройства вводят стоки и бытовые отходы с тем, чтобы концентрация взвесей составляла 4-6 а соотношение между углеродом и азотом порядка 20 1. При вращении привода 77 взвеси измельчают в зазоре между лопастями 6 и выступами 5 корпуса 4 с дополнительным измельчением протиркой взвесей выступами 9 цилиндра 8, взаимодействующими с отверстиями перфорированного днища 10. Субстрат последовательно проходит по камерам 14, 15, 16 и 17 и сбраживается анаэробами кислотогенами, ацетогенами, ацетогидрогенами и метаногенами. Образующийся метан в смеси с водяными парами поступает в гидравлический затвор 18. Водяные пары конденсируются, а биометан через патрубок 19 поступает потребителю. Загрузка через устройство 2 и разгрузка через устройство 3 и работа привода 7 осуществляются периодически, а отбор метана из полости 21 по патрубку 19 осуществляют непрерывно. Метанореактор относится к аппаратам с наружным термостатированием процесса брожения теплом помещения, в котором он установлен. Предпочтительна температура порядка 18-24 ^oC. Периодически отводят конденсат из гидравлического затвора 18. Корпус 1 выполняют со взрывным клапаном (на чертеже не показан). В качестве источника углерода для субстрата могут быть использованы растительные остатки, солома и сено из подстилки, древесные опилки, макулатура. В качестве источника азота: фекалий, помет, навоз, вытяжка из минеральных удобрений.

Метан может быть использован для приготовления пищи, нагрева воды, обогрева помещений, для освещения и так далее. Метанореактор обеспечивает оздоровление экологической обстановки вокруг индивидуальных жилищ с одновременной выработкой эффективного биологического удобрения.

Размещение корпуса 4 мешального устройства эксцентрично оси корпуса 1 метанореактора обеспечивает технологический объем для размещения камер без увеличения объема корпуса. Снабжение боковой стенки корпуса 4 мешального устройства винтовыми выступами 5, размещенными под углом и взаимодействующими с винтовыми лопастями 6, обеспечивает измельчение взвесей и на этой основе повышение выхода биометана при небольших габаритах. Сочетание перегородок 11, 12, 13, размещенных вдоль оси корпуса 4 метанореактора и под углом к оси, повышает путь обработки субстрата при небольших габаритах. Наличие на днище цилиндра 8 мешального устройства выступов, взаимодействующих с перфорированным днищем 10 корпуса 4 мешального устройства, создает условия для дополнительного измельчения взвесей, доступности их для усвоения микроорганизмами анаэробами, а соответственно достижение более высоких производительности по метану без увеличения габаритов, причем переход взвесей из загрузочного устройства через мешальное устройство в камеру кислого брожения возможен только, если размеры частиц взвесей будут меньше размеров отверстий перфорированного днища корпуса мешального устройства.

Использование: в быту для выработки метана из домашних бытовых отходов и отходов приусадебного хозяйства в домах, удаленных от централизованных систем тепло- и электроснабжения и канализации. Сущность: малогабаритный метанореактор содержит цилиндрический корпус, разделенный перегородками на камеры кислого, нейтрального, щелочного и метанового брожения. Последняя через гидрозатвор сообщена с патрубком отвода метана потребителю. Перегородки размещены вдоль оси корпуса и под углом к оси корпуса. В полости корпуса эксцентрично относительно оси установлено мешальное устройство, на внутренней боковой стенке которого выполнены винтовые выступы, расположенный в корпусе приводной цилиндр имеет винтовые лопасти, а на днище этого цилиндра выполнены радиальные выступы, взаимодействующие с перфорированным днищем корпуса мешального устройства. 3 ил.

Малогабаритный метанореактор, содержащий цилиндрический корпус с размещенным между загрузочным и разгрузочным устройствами мешальным устройством, снабженным приводом и лопастями, перегородки камер кислого, нейтрального, щелочного и метанового брожения, причем последняя через гидравлический затвор сообщена с патрубком отвода метана потребителю, отличающийся тем, что корпус мешального устройства размещен эксцентрично относительно оси корпуса метанореактора, причем внутренняя боковая стенка корпуса мешального устройства снабжена винтовыми выступами, размещенными под углом к винтовым лопастям мешального устройства, а перегородки размещены вдоль оси корпуса метаногенератора и под углом к оси корпуса, при этом днище цилиндра мешального устройства выполнено с радиальными выступами, взаимодействующими с перфорированным днищем корпуса мешального устройства.