Устройство для получения биогаза Российский патент 2025 года по МПК C12M1/00 C12M1/107 C12M1/113 

Устройство для получения биогаза относится к сельскому хозяйству и предназначено для выделения биогаза из жидкого бесподстилочного навоза, с его последующей очисткой, сжатием и хранением.

Известна установка для анаэробного сбраживания органических отходов с получением биогаза [RU 2422385 C1, C02F 11/04 (2006/01), 27.06.2011], содержащая реактор, емкость для исходного сырья с измельчителем, емкость для сбора перебродившей биомассы, ресивер, компрессор.

Недостатками рассмотренной установки являются отсутствие утеплителя реактора, низкий выход биогаза ввиду сохранения в газгольдере атмосферного давления.

Известна биогазовая установка для сбраживания органических отходов сельскохозяйственного производства с получением биогаза [RU 2651940 C1, С12М 1/02 (2006.01), С12М 1/107 (2006.01), С12М 1/36 (2006.01), C02F 11/04 (2006.01), 24.04.2018], которая содержит цилиндрический резервуар, вертикальную трубу барботажного перемешивающего устройства, нагреватель.

Недостатком представленной установки является отсутствие утеплителя реактора, поэтому в холодное время года при обогреве будут повышаться тепловые потери.

Известна биогазовая установка [RU 220069 U1, С12М 1/04 (2006.01), C02F 11/04 (2006.01), 23.08.2023], которая состоит из цилиндрического резервуара на опорах, загрузочного патрубка, перфорированной трубы, центрального вертикального вала, центрального вертикального стержня, многофазной обмотки, купола.

Недостатками рассмотренной биогазовой установки являются отсутствие утеплителя реактора, это приведет к большим потерям тепла в холодное время года, а также низкий выход биогаза ввиду сохранения под куполом атмосферного давления.

Известно устройство для получения биогаза и удобрений из отходов свиноводческих стоков [RU 2655795 C1, C05F 3/06 (2006.01), C02F 11/04 (2006.01), 17.11.2018], содержащее вертикальный цилиндрический корпус емкости, наклонную перфорированную пластину с отверстиями, пустотелый вал, крышки и отводящий трубопровод, вал со шнеком.

Недостатками представленного устройства являются отсутствие утеплителя реактора, низкий выход биогаза ввиду сохранения под крышкой атмосферного давления.

Задача изобретения - выделение биогаза из жидкого бесподстилочного навоза за счет использования ферментатора-газгольдера, снижение теплопотерь внутри ферментатора-газгольдера за счет использования снаружи утеплителя, который размещен на железобетонном ферментаторе-газгольдере, защите утеплителя от различных внешних механических воздействий за счет размещения сверху утеплителя металлического профильного листа, перемешивание жидкого бесподстилочного навоза внутри ферментатора-газгольдера за счет использования мешалок, увеличение объема получения биогаза за счет применения системы создания давления ниже атмосферного внутри ферментатора-газгольдера, очистки биогаза за счет использования фильтра, сжатия биогаза за счет использования компрессорной установки, хранения биогаза за счет использования емкостей для хранения.

Сущность изобретения заключается в том, что для реализации указанной задачи предлагаемое устройство для получения биогаза выполнено из ферментатора-газгольдера, который выполнен из железобетона, на котором снаружи расположен утеплитель, который сверху защищен металлическим профильным листом. Сверху на ферментаторе-газгольдере смонтирована крыша, которая выполнена воздухонепроницаемой. Пространство внутри под крышей отделено от пространства ферментатора-газгольдера газонепроницаемой мембраной. Для возможности создания давления ниже атмосферного в пространстве между крышей и газонепроницаемой мембраной в крыше установлена труба, соединенная с вентилятором и глушителем. В зависимости от величины давления ниже атмосферного между крышей и газонепроницаемой мембраной газонепроницаемая мембрана выполнена с возможностью вертикального перемещения. Внутри ферментатора-газгольдера установлены мешалки, которые выполнены с возможностью вращения от электродвигателей посредством ременных передач. С одной стороны вал мешалки установлен в подшипнике, который установлен в ферментаторе-газгольдере, а с другой стороны вал мешалки установлен в подшипнике, который смонтирован на стойке. Над мешалкой выполнена труба для возможности подачи жидкого бесподстилочного навоза внутрь ферментатора-газгольдера. Посередине ферментатора-газгольдера ниже газонепроницаемой мембраны установлен диск, который предназначен для исключения возможности попадания капель жидкого бесподстилочного навоза в трубу. Посередине диска установлена труба. Она предназначена для возможности перемещения по ней биогаза. На трубе расположен вентилятор, который предназначен для возможности повышения давления биогаза для подачи биогаза через фильтр. Фильтр соединен с компрессорной установкой, которая соединена с емкостями для хранения биогаза.

Устройство для получения биогаза будет понятным из следующего описания и прилагаемых чертежей.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства для получения биогаза, на фиг. 2 представлен железобетон, утеплитель, металлический профильный лист, подшипник и вал.

На фиг. 1 представлено устройство для получения биогаза, которое состоит из ферментатора-газгольдера 1, который выполнен из железобетона, на котором снаружи расположен утеплитель 2 (фиг. 1, 2).

Сверху утеплитель 2 защищен металлическим профильным листом 3. Сверху на ферментаторе-газгольдере 1 (фиг. 1) смонтирована крыша 4, которая выполнена воздухонепроницаемой. Пространство внутри под крышей 4 отделено от пространства ферментатора-газгольдера 1 газонепроницаемой мембраной 5. Для создания разряжения в пространстве между крышей 4 и газонепроницаемой мембраной 5 в крыше 4 установлена труба 6, соединенная с вентилятором 7 и глушителем 8. Газонепроницаемая мембрана 5 выполнена с возможностью вертикального перемещения в зависимости от величины давления между крышей 4 и газонепроницаемой мембраной 5. Внутри ферментатора-газгольдера 1 установлены мешалки 9, которые выполнены с возможностью вращения от электродвигателей 10 посредством ременных передач 11. Мешалки 9 неподвижно установлены на валу 12 (фиг. 1, 2). С одной стороны вал 12 установлен в подшипнике 13, который установлен в ферментаторе-газгольдере 1 (фиг. 1), а с другой стороны вал 12 (фиг. 1, 2) установлен в подшипнике 14 (фиг. 1), который смонтирован на стойке 15. В нижней части ферментатора-газгольдера 1 выполнена труба 16, которая предназначена для возможности удаления жидкого бесподстилочного навоза. Над мешалкой 9 выполнена труба 17 для возможности подачи жидкого бесподстилочного навоза внутрь ферментатора-газгольдера 1. Посередине ферментатора-газгольдера 1 ниже газонепроницаемой мембраны 5 установлен диск 18, который предназначен для исключения возможности попадания капель жидкого бесподстилочного навоза в трубу 19. Посередине диска 18 установлена труба 19, причем отверстие трубы 19 направлено вверх. Труба 19 предназначена для возможности перемещения по ней биогаза к вентилятору 20, который предназначен для возможности повышения давления биогаза для возможности подачи биогаза через фильтр 21. Фильтр 21 соединен при помощи трубы 22 с компрессорной установкой 23, которая соединена с емкостями для хранения биогаза 24.

Устройство для получения биогаза работает следующим образом. При помощи трубы 17 (фиг. 1) жидкий бесподстилочный навоз подают внутрь ферментатора-газгольдера 1. После доведения жидкого бесподстилочного навоза до необходимого уровня его подачу прекращают.Из жидкого бесподстилочного навоза постоянно выделяют биогаз. С интервалом пять часов включают электродвигатель 10, которым посредством ременных передач 11, вала 12 (фиг. 1, 2) вращают мешалки 9 (фиг. 1), которыми перемешивают жидкий бесподстилочный навоз. Перемешивание жидкого бесподстилочного навоза осуществляют в течение двадцати минут. Диском 18 предотвращают попадание капель жидкого бесподстилочного навоза в трубу 19. Вентилятором 7 посредством трубы 6 откачивают воздух из пространства между крышей 4 и газонепроницаемой мембраной 5, создают там давление ниже атмосферного, поэтому газонепроницаемую мембрану 5 поднимают вверх. Глушителем 8 снижают шум при выходе воздуха от вентилятора 7 в атмосферу. При поднятии вверх газонепроницаемой мембраны 5 в ферментаторе-газгольдере 1 давление снижают до значения ниже атмосферного. Выделяющийся из жидкого бесподстилочного навоза биогаз подают в трубу 19, затем при помощи вентилятора 20 подают биогаз в фильтр 21, в котором его очищают от посторонних примесей. Затем при помощи компрессорной установки 23 повышают давление биогаза и подают в емкости для хранения биогаза 24. С интервалом раз в десять дней объем отработанного жидкого бесподстилочного навоза, равный одной десятой части объема ферментатора-газгольдера 1, при помощи трубы 16 удаляют из ферментатора-газгольдера 1 и такой-же объем жидкого бесподстилочного навоза через трубу 17 подают в ферментатор-газгольдер 1. Утеплителем 2 предотвращают потери тепла в окружающую среду. Металлическим профильным листом 3 защищают утеплитель 2 и ферментатор-газгольдер 1 от внешних механических воздействий.

Такое устройство для получения биогаза обеспечивает выделение биогаза из жидкого бесподстилочного навоза за счет использования ферментатора-газгольдера, снижение теплопотерь внутри ферментатора-газгольдера за счет использования снаружи утеплителя, который размещен на железобетонном ферментаторе-газгольдере, защите утеплителя от различных внешних механических воздействий за счет размещения сверху утеплителя металлического профильного листа, перемешивание жидкого бесподстилочного навоза внутри ферментатора-газгольдера за счет использования мешалок, увеличение объема получения биогаза за счет применения системы создания давления ниже атмосферного внутри ферментатора-газгольдера, очистки биогаза за счет использования фильтра, сжатия биогаза за счет использования компрессорной установки, хранения биогаза за счет использования емкостей для хранения.

Источники информации

1. RU 2422385 C1, C02F 11/04 (2006/01). Установка для анаэробного сбраживания органических отходов с получением биогаза / А.Е. Кондратьев, Г.И. Павлов, С.Г. Борисов, А.Р. Загретдинов. - 2009144467/05; Заявлено 30.11.2009; Опубл. 27.06.2011.

2. RU 2651940 C1, С12М 1/02 (2006.01), С12М 1/107 (2006.01), С12М 1/36 (2006.01), C02F 11/04 (2006.01). Биогазовая установка для сбраживания органических отходов сельскохозяйственного производства с получением биогаза/ М.И. Голубенко. - 2017125395; Заявлено 14.07.2017; Опубл. 24.04.2018.

3. RU 220069 U1, С12М 1/04 (2006.01), C02F 11/04 (2006.01). Биогазовая установка / К.К. Ким, А.Ю. Панычев, Т.С.Титова, Е.Б. Королева. -2023112671; Заявлено 16.05.2023; Опубл. 23.08.2023.

4. RU 2655795 C1, C05F 3/06 (2006.01), C02F 11/04 (2006.01). Устройство для получения биогаза и удобрений из отходов свиноводческих стоков / М.И. Голубенко. - №2017140159; Заявлено 11.11.2017; Опубл. 17.11.2018.

Устройство для получения биогаза относится к сельскому хозяйству и предназначено для выделения биогаза из жидкого бесподстилочного навоза с его последующей очисткой, сжатием и хранением. Устройство состоит из ферментатора-газгольдера, на котором снаружи расположен утеплитель, защищенный сверху металлическим профильным листом. Сверху на ферментаторе-газгольдере смонтирована воздухонепроницаемая крыша. Пространство внутри под крышей отделено от пространства ферментатора-газгольдера газонепроницаемой мембраной. В пространстве между крышей и газонепроницаемой мембраной установлена труба, соединенная с вентилятором и глушителем. Внутри ферментатора-газгольдера на валу неподвижно установлены мешалки. С одной стороны вал установлен в подшипнике, который установлен в ферментаторе-газгольдере, а с другой стороны вал установлен в подшипнике, который смонтирован на стойке. В нижней части ферментатора-газгольдера выполнена труба для удаления жидкого бесподстилочного навоза. Над мешалкой выполнена труба для подачи жидкого бесподстилочного навоза внутрь ферментатора-газгольдера. Посередине ферментатора-газгольдера ниже газонепроницаемой мембраны установлен диск для исключения возможности попадания капель жидкого бесподстилочного навоза в трубу, установленную посередине диска отверстием вверх и предназначенную для возможности перемещения по ней биогаза к вентилятору, расположенному на трубе и предназначенному для возможности повышения давления биогаза для возможности подачи биогаза через фильтр. Фильтр соединен при помощи трубы с компрессорной установкой, которая соединена с емкостями для хранения биогаза. Устройство обеспечивает снижение теплопотерь внутри ферментатора-газгольдера и способствует увеличению объема получения биогаза. 2 ил.

Устройство для получения биогаза, состоящее из ферментатора-газгольдера, который выполнен из железобетона, на котором снаружи расположен утеплитель, сверху утеплитель защищен металлическим профильным листом, сверху на ферментаторе-газгольдере смонтирована крыша, которая выполнена воздухонепроницаемой, пространство внутри под крышей отделено от пространства ферментатора-газгольдера газонепроницаемой мембраной, для создания разрежения в пространстве между крышей и газонепроницаемой мембраной в крыше установлена труба, соединенная с вентилятором и глушителем, газонепроницаемая мембрана выполнена с возможностью вертикального перемещения в зависимости от величины давления между крышей и газонепроницаемой мембраной, внутри ферментатора-газгольдера установлены мешалки, которые выполнены с возможностью вращения от электродвигателей посредством ременных передач, мешалки неподвижно установлены на валу, с одной стороны вал установлен в подшипнике, который установлен в ферментаторе-газгольдере, а с другой стороны вал установлен в подшипнике, который смонтирован на стойке, в нижней части ферментатора-газгольдера выполнена труба, которая предназначена для возможности удаления жидкого бесподстилочного навоза, над мешалкой выполнена труба для возможности подачи жидкого бесподстилочного навоза внутрь ферментатора-газгольдера, посередине ферментатора-газгольдера ниже газонепроницаемой мембраны установлен диск, который предназначен для исключения возможности попадания капель жидкого бесподстилочного навоза в трубу, установленную посередине диска отверстием вверх и предназначенную для возможности перемещения по ней биогаза к вентилятору, расположенному на трубе и предназначенному для возможности повышения давления биогаза для возможности подачи биогаза через фильтр, фильтр соединен при помощи трубы с компрессорной установкой, которая соединена с емкостями для хранения биогаза.