Аппарат для получения метана из навоза или растительных материалов Советский патент 1988 года по МПК C12M1/00 

Изобретение относится к устройствам для ферментативной переработки отходов сельского хозяйства, к аппаратам для получения метана из навоза или растительных материалов.

Цель изобретения - ускорение процесса и тем самым увеличение производительности.

На фиг. изображен аппарат для получения метана, продольный разрез; на фиг, 2 - разрез на фиг, 1,- на фиг, 3 - то же, вариант выполненияJ на фиг. 4 - узел I на фиг. 2; на фиг. 5 - узел II на фиг.З

Аппарат для получения метана из навоза или растительных материалов содержит емкость Г с патрубком 2 для подвода субстрата, размещенным в нижней части емкости 1, и натруб- ками 3 и 4 для вывода газа и переработанного субстрата соответственно .Емкость 1 снабжена анодом 5 и установленным над ним катодом 6, выполненными в виде сеток, расположенных п(5 поп-еречному сечению емкости 1, с образованием по ее высоте двух зон . 7 и 8, нижняя 7 из которых служит для кислотного брожения субстрата, а верхняя 8 - для метанового броже- ния. При этом в емкости 1 у ее стенок по высоте размещены осевые насос 9 для перемешивания субстрата по зо- нам 7 и 8, установленные таким образом, что их продольные оси располо- жены тангенциально к стенке емкости 1 .

Кроме того, аппарат снабжен устройством 10 для подачи субстрата к патрубку 2, включающим загрузочную воронку 11,,шнек 12 и привод 13. Устройство 10 сообщено с патрубком 2 посредством трубопровода 14 и камеры 15, установленной на патрубке 4 и служащей теплообменной рубашкой

Анод 5 и катод 6 подключены к блоку 16 питания через выпрямитель 17. Емкость 1 имеет также патрубок 8 для подвода в емкость в зону 7 культуры кислотообразующих бактерий и патрубок 19 для подвода в .зону 8 культуры метанобразующих бактерий.

Осевые насосы 9 могут иметь различное выполнение, Например, рабочий орган насоса может быть выполнен в виде шнека 20, размещенного продольно оси электродвигателя 21 внутри ротора 22.или в виде эле1стродвигате ля 23 с укрепленными на его валу лопастями 24, размещенными в кольцевом кожухе 25.

Двигатели осевых насосов 9 имеют дополнительные устройства для увеличения потерь в роторе, размещенные в блоке 16 питания, и представляют собой диоды, накладывающие на переменный ток в двигателях постоянную составляющую, тормозящую ротор для использования при этом образующейся тепловой энергии на нагрев среды.

Аппарат работает следую1цим образом.

Навоз или растительный материал подают в загрузочную воронку 11 устройства 10, в котором масса измельчается шнеком 12 и, проходя через камеру 15, подается по трубопроводу 14 и патрубку 2 в емкость 1, в ее нижнюю часть. Проходя через .камеру 15, субстрат частично нагревается переработанным субстратом, выходящим ч.врез патрубок 4, так как он размещен внутри камеры 15. Наполнение емкости 1 через патрубок 2 идет непрерывно. Субстрат (навоз или растительные отходы ), подвергаясь ферментативному разложению, постоянно перемещается в емкости 1 снизу вверх под действием напора среды из патрубка 2 и выводится через патрубок 4. Через патрубок 18 в зону 7 вводится культура кислотных бактерий, которые распределяются по объему зоны 7 под действием осевых насосов 9, а через патрубок 19 в зону 8 вводится культура метанообразующих бактерий и так .же распределяется по объему зоны 8.

Осевые насосы 9 перемешивают среду в емкости 1 по окружности, в зонах 7 и 8. Так как двигатели осевых насосов имеют устройства для увеличения потерь в роторе, что приводит к дополнительному выделению тепла, то при перемешивании субстрат также нагревается до необходимой температуры.

Для нормального роста кислотообразующих бактерий в зоне 7 необходимо поддерживать рН среды в пределах 4,5-5. Это достигается тем, что к аноду 5 и катоду 6 прикладывается электрическое напряжение, которого устанавливается в зависимости от размеров аппарата. Возле анода 5 за счет электролиза среды образуется кислая зона с рН 4,5-5, а возле катода 6 - щелочная с ,

.3

необходимая для жизнедеятельности метанобразующих бактерий.

Так как субстрат в- емкости 1 постоянно перемещается снизу вверх и происходит послойное перемешивание среды в поперечной плоскости емкости 1 в зонах 7 и 8 под действием осевых насосов 9, то в емкости 1 образуются две зоны, в одной 7 из которых происходит кислотное брожение субстрата а в другой 8 - образование и въщеле- ние метана, который выводится через патрубок 3.

Таким образом удается совместить в одном аппарате две стадии переработки субстрата (навоза или растительных материалов) при непрерывности процесса ферментации и сократить время процесса образования метана, что приводит к увеличению производительности.

В сравнении с известной предлагаемая конструкция аппарата обеспечивает оптимальные условия разложения субстрата как на стадии кислотного брожения, так и на стадии метанового, а их разделение по ходу технологического процесса позволяет более

48

полно осуществлять проведение каждой из стадий, что также способствует увеличению производительности.

5 ф

ормула изобретения

Ллпарат для получения метана из навоза или растительных материалов,

содержащий емкость с патрубком для подвода субстрата, размещенным в части емкости, и патрубками для вывода газа и переработанного субстрата, отличающийся

тем, что, с целью ускорения процесса и таким образом увеличения производительности, емкость снабжена анодом и установленным над ним катодом, выполненными в виде сеток, расположенных по поперечному сечению емкости с образованием по ее высоте двух зон, нижняя из которых служит для кислотного брожения субстрата, а верхняя для метанового, при этом в емкости

У ее стенок,по высоте размещены осевые насосы для перемещивания субстрата по зонам, установленные таким образом, что их продольные оси расположены тангенциально к стенке.

Изобретение относится к ферментативной переработке отходов сельского хозяйства, к аппаратам дли получения метана из навоза или растительных материалов. Цель изобретения - ускорение процесса и тем самым увеличение производительности. Аппарат содержит емкость 1 с патрубком 2 для подвода субстрата, патрубками 3 и 4 для вывода газа и пере- работанного субстрата, расположенные в емкости 1 анод 5 и катод 6, выполненные в виде сеток с образованием по высоте емкости 1 двух зон 7 и 8 для кислотного и метанового броже- ния соответственно, осевые насосы 9 для перемешивания среды по зонам, устройство для подачи субстрата в емкость 1, включающее загрузочную воронку 11, шнек 12 и привод 13. Устройство 10 сообщено с патрубком 2 посредством трубопровода 14 и камеры 15, а анод 5 и катод 6 подключены к блоку питания через выпрямитель 17. Предложенный аппарат позволяет совмещать в одной емкости две стадии брожения, кислотного и метанового, при непрерывности процесса получения метана. 5 ил. а сп («;

Фиг. г

Фиг,

-fc

//-гч

25

Фм.5