БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС Российский патент 2012 года по МПК C02F11/04 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к комплексам для переработки органических отходов сельскохозяйственного производства в анаэробных условиях, и может быть использовано для производства биогаза.

Известен биоэнергетический комплекс, содержащий метантенк, коллектор солнечной энергии, нагреватель сбраживаемой массы [1].

Известен биоэнергетический комплекс с использованием солнечной энергии для обогрева сбраживаемой биомассы, содержащий метантенк с системой загрузки и выгрузки биомассы, солнечный коллектор с трубопроводами [2].

Наиболее близким по технической сущности комплексом к предлагаемому является биоэнергетическая установка для производства биогаза [3].

Недостатком известного биоэнергетического комплекса является: низкая эффективность двигателя Стерлинга в виде термомеханического генератора с распложенной со стороны днища двигателя биогазовой горелкой. Расходуется биогаз для выработки электрической энергии, которая в свою очередь тратится в электронагревателе.

В период отсутствия солнечного излучения значительно снижается производительность гелиоколлектора. Существующая водяная рубашка в метантенке не обеспечивает глубокий прогрев биомассы.

Механизм перемешивания биомассы затрачивает значительную мощность в силу своего несовершенства.

Целью изобретения является обеспечение стабильного обогрева сбраживаемого субстрата и гарантированного минимума автономного энергосбережения локальных потребителей.

Биоэнергетический комплекс содержит метантенк со змеевиком, расположенным в геометрическом центре метантека, теплоизоляцией, шнековое перемешивающее устройство, загрузочным и выгрузочным патрубками биомассы, трубопроводы подачи биогаза в газгольдер. Комплекс снабжен ветроэнергетической установкой, позволяющей в период отсутствия солнечного излучения поддерживать температуру в интервале 47-55°С в метантеке, котлом АоГВ и гелиоколлектором с баком-аккумулятором. Наличие ветроэнергетической установки с ТЭНом и гелиоколлектором позволяет существенно повысить надежность работы метантенка, снизить потребление вырабатываемого биогаза на собственные нужды за счет энергии солнечного излучения и энергии ветра.

В результате использования предлагаемого изобретения повышается КПД и надежность работы биоэнергетического комплекса для получения биогаза в условиях отсутствия централизованного источника электрической энергии, появляется возможность обеспечения гарантированного минимума энергообеспечения локальных потребителей.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что биоэнергетический комплекс, содержащий метантенк со змеевиком, расположенным в геометрическом центре метантека, теплоизоляцией, шнековым перемешивающим устройством, обеспечивающим с меньшими затратами энергии эффективное перемешивание верхних и нижних слоев биомассы, загрузочным и выгрузочным патрубками, трубопроводы для отвода биогаза, котел АоГВ для нагрева теплоносителя в виде незамерзающей жидкости на основе этиленгликоля (далее теплоноситель), трубопровод для подачи биогаза, газгольдер, гелиоколлектор с баком-аккумулятором и ветроэнергетическую установку, способен производить биогаз и значительно его экономить благодаря наличию котла АоГВ, гелиоколлектора с баком-аккумулятором и ветроэнергетической установки с ТЭНом, который в период отсутствия солнечного излучения поддерживает температуру в интервале 47-55°С в метантенке.

В период отсутствия солнечного излучения теплоноситель подогревается ТЭНом от ветроэнергетической установки, в период отсутствия ветра и солнца теплоноситель подогревается котлом АоГВ, работающим на биогазе от газгольдера. Вырабатываемый биогаз частично подается для использования в котле АоГВ, а большая его часть - локальным потребителям.

Работа биоэнергетического комплекса согласно технологической схеме, представленной на чертеже, осуществляется следующим образом: исходная биомасса в виде органических отходов животноводства через загрузочный патрубок 7 загружается в метантенк 3 со змеевиком 4, шнековым перемешивающим устройством 5 и теплоизоляцией 6, отработанная биомасса удаляется через выгрузочный патрубок 20.

Необходимый температурный режим процесса анаэробного сбраживания биомассы в метантенке 3 обеспечивается посредством преобразования солнечной энергии в тепловую энергию в гелиоколлекторе 11, а накапливаемый в баке-аккумуляторе 9 теплоноситель через вентиль 10 и трубопровод 12 поступает в змеевик 4 метантенка 3.

В период отсутствия солнечного излучения подогрев теплоносителя осуществляется ТЭНом 13, установленном в баке-аккумуляторе 9, электрически запитанном от ветроэнергетической установки 14.

В процессе анаэробной бактериальной деструкции органических веществ биомассы в метатенке 3 выделяется биогаз, который через трубопровод отвода биогаза 2 накапливается в газгольдере 1.

Далее осуществляется утилизация получаемого биогаза: часть биогаза используется путем непосредственного сжигания в бытовых отопительных газовых приборах, часть его идет по мере необходимости, в периоды отсутствия солнечного излучения и безветренную погоду, по трубопроводу подачи биогаза 16 для сжигания в котле АоГВ 8.

Теплоноситель, нагретый до необходимой температуры, от котла АОГВ 8 по трубопроводу 15 через вентиль 17 поступает в змеевик 4 метантенка 3.

Для повышения эффективности работы котла АоГВ в трубопровод обратной подачи теплоносителя 18 встроен циркуляционный насос 19. Таким образом, предлагаемое изобретение позволит, используя для подогрева биомассы в метатенке гели о коллектор и ветроэнергетическую установку, значительно снизить потребление биогаза на собственные нужды.

Литература

1. Авторское свидетельство СССР №1745707, БИ№25, 1992 г.

2. Авторское свидетельство СССР №1527191, 06.07.1987 г.

3. Авторское свидетельство RU №2284967, 10.10.2006 г.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для производства биогаза. Процесс анаэробной бактериальной деструкции органических веществ биомассы проводят в биоэнергетическом комплексе. Биоэнергетический комплекс содержит метантенк 3 со змеевиком 4, теплоизоляцию 6, шнековое перемешивающее устройство 5, загрузочные 7 и выгрузочные патрубки, газгольдер 1, гелиоколлектор 11, бак-аккумулятор 9. Биоэнергетический комплекс также снабжен котлом АОГВ 8 подогрева теплоносителя, ветроэнергетической установкой 14, тепловым электрическим нагревателем - ТЭНом 13 и встроенным в трубопровод 18 обратной подачи теплоносителя циркуляционным насосом 19. Изобретение позволяет повысить КПД и надежность работы биоэнергетического комплекса в условиях отсутствия централизованного источника электрической энергии. 1 ил.

Биоэнергетический комплекс, содержащий метантенк со змеевиком, который расположен в геометрическом центре метантенка, теплоизоляцию, шнековое перемешивающее устройство, загрузочные и выгрузочные патрубки, трубопроводы подачи биогаза, газгольдер, гелиоколлектор с баком-аккумулятором, отличающийся тем, что он снабжен котлом АОГВ подогрева теплоносителя, который подается в змеевик метантенка для подогрева биомассы, ветроэнергетической установкой с тепловым электрическим нагревателем - ТЭНом, встроенным в бак-аккумулятор, который в период отсутствия солнечного излучения поддерживает в метантенке температуру 47-55°С, и встроенным в трубопровод обратной подачи теплоносителя циркуляционным насосом, повышающим эффективность работы.