Установка для производства биогаза Советский патент 1985 года по МПК C02F11/04 C02F103/20 

Изобретение может использоваться при утилизации отходов мелких и круп ных сельскохозяйственных животноводческих предприятий и органических отбросов населенных пунктов.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является заявка ФРГ 2535756, кл. С 12 3/10, 1977.

Цель изобретения - создание установки для производства биогаза при утилизации отходов мелких и крупных сельскохозяйственных животноводческих предприятий и органическихотбросов населенных, пунктов. При зтом необходимо сократить излишние затраты на конструкцию, включая теплоизоляцию, на эксплуатацию и ремонт, причем исключается использование устройства для перемешивания с электрическим приводом. Дополнительно следует предусмотреть регенерацию тепла, получение горячей воды и удобрений, а также высокую тепень применения в установке готовых узлов.

С помощью изобретения решается задача производства биогаза путем утилизации отходов мелких-и крупных сельскохозяйствейных животноводческих предприятий и органических отбросов населенных пунктов, причем используются такие преимущества проточной систеьил, как непрерывное производство газа, лучшие возможности для автоматизации и увеличения мощности, а также более высокая степень использования мощности. Упрощается конструкция, снижается использование дополнительной энергии, уменьшаются затраты на эксплуатацию и ремонт.

По мере необходимости производится горячая вода. В результате процесса перегниваиия получается дополнительно удобрение, которое по сравнению с исходным продуктом мень ше загрязняет окружающую среду.

Согласно изобретению поставленная задача достигается тем, что отпадает необходимость в устройстве для перемешивания и необходимом для него расходе энергии, оптимальнее выбрана форма и размещены камеры брожения, уменьшены потери тепла, седиментация и образование плавающих корок, процесс разложения активизирован путем подвода тепла и

газа, предусматривается устройство для регенерации тепла, состоящее из двух связанных друг с другом по принципу соединения холода и тепла теплообменников, в случае необходимости вырабатывается также горячая вода.

В подводящем устройстве предусмотрены сигнальное устройство и термо-

стат, а в камере основного брожения - сигнализатор, которые автоматически регулируют уровень загрузки и температуру разлагающейся массы, а также среды в кольцевом теплообменном трубопроводе.

В установке размещено несколько камер. Эти камеры образованы исключительно гибкими перегородками, причем эти перегородки не перекрывают всего поперечного сечения резервуара, в котором идет разложение. В резервуар встроены специальные вертикально стоящие и висящие перего- родки.

Подвижность перегородок достигается тем, что они изготовлены из гибкого материала и/или смонтированы на шарнирных приспособлениях. Этим достигается поступательное движение газового пузыря под действием давления газа толчками от камеры к камере и вихревое перемешивание разлагающейся массы.

Благодаря выбранной форме поперечного сечения резервуара с камерами брожения и способу крепления подвижных перегородок предотвращается их опрокидывание на дно резервуара. Перепускные перегородки снабжены пилообразной гребенчатой планкой, поэтому при перетекании оказывается воздействие на поступательное движение разлагаиицейся массы таким обра- зом, что происходит усиление ее дальнейшего потокообразного течения. Отражательные элементы на перепускных перегородках ориентируют втекающую или перетекающую разлагакицуюся массу по направлению и способствуют тем самым образованию завихрений.

Отбор газа из установки осуществляется через различные газгольдеры. Газ хранится в газохранилище. Нагнетание газа осуществляется по газообменному трубопроводу из газохранилища преимущественно в подводящее устройство для дополнительного активизирования образования биогаза и пото3

кообразного поступательного движения разлагающейся массы из одной камеры в другую.

Поступательное движение разлагакгщейся массы внутри установки осуществляется путем повьшения давления об разующегося или дополнительно вводимого газа попеременно в направлении: подводящего или спускного устройства.

Разлагающаяся масса может быть, в случае необходимости, возвращена в резервуар через выпускное устройство 13. На дне и на торцах резервуара размещены отверстия для чистки. В подводящем и спускном устройствах находятся теплообменники известного типа, которые соединены друг с другом посредством теплообмен ного кольцевого трубопровода. Вся установка теплоизолирована. Резервуар с камерами брожения имеет предпочтительно цилиндрическую форму. Остаточное тепло разлагающейся массы в спускном устройстве производится по принципу соединения тепла и холода через теплообменный кольцевой трубопровод, в котором расположены в направлении подводящего устройства тепловой насос известного типа, а в направлении выпускного устройства после теплообменника - понижающий давление вентиль. Установлен бак-накопитель с теплопередатчиком или без него для того, чтобы подогревать при необходимости разлагающуюся массу в подводящем устройстве или получать горя- 4jno воду.

На чертеже изображена установка, продольный разрез.

Установка состоит из резервуара 3 с камерами брожения, с подключенньми к нему спереди подводящим устройством 1 и сзади - вьтускным устройством 43. Резервуар 3 разделен перепускными перегородками 7, на которых размещены отражательные элементы 10 и гребенчатые планки 8, а также забральными перегородками 6 на камеры предварительного 4, основного 5 и остаточного 19 брожения и снабжен газгольдерами 9 и отверстиями 11 для чистки. В подающем устройстве вмонтированызапорная арматура 15 и теплообменник 2. Теплообменники 2 в выпускном устройстве 13 и подводящем устройстве 1 соединены теплообменным кольцевым тру8026

бопроводом 20. В этот теплообменный кольцевой трубопровод 20 встроены | . в направлении к подводящему устрой-

ству 1 тепловой насос 21, а в направлении к выпускному устройству 1 3 - относящийся к насосу понижающий давление вентиль. Для получения горячей воды в теплообменный кольцевой трубопровод 20 вмонтиро-

0 ван между тепловым насосом 2 и подводящим устройством 1 бак-накопитель 27 с теплообменником 30, а также установлены трубопроводы для горячей 23 и холодной 29 воды. Для за5 полнёния теплообменного кольцевого . трубопровода 20 средой установлены трубопроводы 22 наполнения и запорный вентиль 25.

К газгольдерам 9 подключен газо-

0 отборный трубопровод 12 с газорегу- лирующим устройством 16 известного типа, который ведет к газохранилищу 28. Газообменный трубопровод 14 с устройством 24 для повыщения давления проходит от газохранилища 28 к подводящему устройству 1 и выпускному устройству 13.

При необходимости можно установить несколько подводящих и выпускных устройств.

0

с помощью сигнального устройства 17 и 18 и термостата 26 в камере 5 основного брожения и подводящем устройстве 1 регулир тся уровень загрузки и температура разла-

5 гающейся массы и среды в теплообменном кольцевом трубопроводе 20, а также запорная арматура 15. Количество камер 5 основного брожения зависит от длины резервуара.3. Через подводящее устройство 1, в котором разлагающаяся масса подогревается посредством теплообменника 2, осуществляется с помощью запорной арматуры 15 дозированная подача разлагают5 щейся массы в камеру 4 предварительного сбраживания, и путем повышения давления газа с помощью специального газообменного трубопровода 14 с устройством 24 для повьш1ения давления

0 газа осуществляется ее циклическая передача в камеру 5 основного брожения, камеру 19 остаточного брожения и выпускное устройство 13, причем при необходимости запорная ар-

5 матура закрыта.

Остаточное тепло разлагаклцейся массы отводится со средой через теплообменник 2 спускного устройства 13,

теплообменный кольцевой трубопро вод 20 и тепловой насос 21 через бак накопитель 27 с теплообменником 30,

В случае необходимости разлагают- i щаяся масса подогревается с помощью теплообменяика 2 подводящего устрой сТВа 1, или с помощью тeплooбмeннI Л Ух ////Л/ //

ка 30 непрерьшнЬ приготавливается горячая вода.

При непосредственном приготовлеНИИ горячей воды с помощью Оака- на 5 копителя 27 отбор горячей воды воз- можен лишь при избытке тепла т.е. достаточной темпер&туре разлагающейся массы.

1.. УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА БИОГАЗА, содержащая резервуар с камерами брожения, газгольдеры и отводящие трубопроводы, регулирующие устройства для температуры, уровня заполнения, отбора газа, тепловой насос, и работающая по проточному принципу с использованием давления выделяющегося биогаза, отличающаяся тем, что она снабжена разделяющими резервуар 3 на камеры предварительного 4, основного 5 и остаточного 19 брожения подвижными перепускными перегородками 7 с укрепленными на них гребенчатыми планками 8 и отражательными элементами 10, а также перегородками 6 в виде забрала, подводящим устройством 1 с запорной арматурой 15 и теплообменником 2, вы- пускным устройством 13 с теплообменником 2, теплообменным кольцевым трубопроводом 20, на котором установлен тепловой насос 21 и который имеет установленный перед выпускным устройством 13 и относящийся к тепловому насосу 21 понижающий давление вентиль, бак-накопитель 27 с трубопроводами холодной 29 и горячей 23 воды, теплообменник 30 для дополнительного получения горячей воды, га- зоотборным трубопроводом 12, соединенным с подводящим и выпускным устройствами 1 и 13 через газохранилище 28, и газообменным трубопроi водом 14, имеющим устройство 24 для (Л повьпиения давления. 2.Установка по п. 1, о т ли чающаяся тем, что резервуар 3 для разложения биомассы имеет цилиндрическую форму, теплоизолирован и расположен горизонтально. 3.Установка по п. 1,отли- чающаяся тем, что перегородсо ки 6 и 7 выполнены гибкими или по00 движными . О Признано изобретением по резулью татам экспертизы, осуществленной ВеО) домством по изобретательству Германской Демократической Республики.