Газогенератор Советский патент 1989 года по МПК C02F3/28 C02F103/20 C02F103/26 

а оттуда через камеру 6 дображивания выводится из установки. Изобретение .позволит увеличить производительность по обрабатываемым стокам в 1,5-1,7 раза или сократить во столья

1481213

ко же раз длительность сбраживания при более глубоком разложении органических загрязнений и соответствую-, щем выделении биогаза. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно, к микробиологическим реакторам для биогазовых установок, и может быть использовано при переработки навозосодержащих сточных вод. Цель изобретения - повышение эффективности работы. Газогенератор состоит из корпуса 1, разделенного на камеры предварительного сбраживания 3 и метанового сбраживания 5, а также камеру 6 дображивания. Газогенератор содержит эрлифты 11 для перемешивания, транспортирующий патрубок 15, сообщающий камеры 3 и 5, переливной канал 18, сообщающий камеры 5 и 6, подогреватель 12 и рекуператор 26 тепла. Исходная жидкость по трубопроводу 4 поступает в камеру 3, где подогревается до температуры сбраживания, перемешивается и насыщается через эрлифты 11 биогазом, отходящим из камеры 5. Затем жидкость поступает в камеру 5, где подвергается интенсивному разложению, а оттуда через камеру 6 дображивания выводится из установки. Изобретение позволит увеличить производительность по обрабатываемым стокам в 1,5-1,7 раза или сократить во столько же раз длительность сбраживания при более глубоком разложении органических загрязнений и соответствующем выделении биогаза. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

1

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к микробиологическим реакторам для биогазовых установок, и может быть использовано при переработке навозосодержащих сточных вод, концентрированных стоков от мойки корнеплодов, концентрированных стоков от мясокомбинатов.

Цель изобретения - повышение эффективности работы.

На фиг. 1 изображен газогенератор, разрез , на фиг. 2 - то же, план на фиг. 3 - перепускной клапан,план} на фиг. 4 - то же, вид сбоку; на фиг. 5 - затвор переливного канала, вид сбоку на фиг. 6 - то же, план.

Газогенератор состоит из корпуса 1, который разделен на последовательно соединенные и оборудованные трубопроводами 2 удаления биогаза камеру 3 предварительного сбраживания с трубопроводом 4 подачи исходной массы, камеру 5 метайового сбраживания и камеру 6 дображивания с трубопроводом 7 удаления сброженного стока. Камера 3 предварительного сбраживания состоит из нижней накопительной 8 и верхней дозирующей 9 ячеек, которые сообщаются через водослив 10 и эрлифты 11, и оборудована подогре вателем 12, связанным с тепловым насосом 13 и подпитывающим трубопроводом 14. Верхняя дозирующая ячейка 9 в нижней части имеет транспортирующи патрубок 15 с обратным клапаном 16, выходное отверстие 17 патрубка 15 расположено ниже уровня жидкости в камере 5 метанового сбраживания. Последняя оборудована переливным каналом 18, входнбе отверстие 19 которого расположено в придонной части камеры 5 метанового сбраживания, а

j

0

5

0

5

0

5

0

выходное отверстие 20 снабжено затвором 21 и расположено в отсеке газового колпака 22 камеры 6 дображивания, отсеки связаны между собой через перепускной клапан 23, размещенный в разделительной стенке 24. Камера 6 дображивания снабжена подключенными к эрлифтам 11 газоводами 25 и оборудована рекуператором 26 тепла, соединенным с тепловым насосом 13.

Кромка 27 водослива 10 расположена над верхним уровнем переливного канала 18. Затвор 21 состоит из заслонки 28, закрепленной шарниром 29 у выходного отверстия 20 переливного канала 18, размещенного в отсеке газового колпака 22 камеры 6 дображивания. Заслонка 28 над шарниром 29 жестко связана со штоком 30, подпружиненным пружиной 31 в направлении мембраны 32.

Перепускной клапан 23 выполнен в виде патрубка 33, перекрытого шар- нирно установленной заслонкой 34 и расположенного в отсеке газового колпака 22 камеры 6 дображивания, Заслонка 34 фиксируется плечом 35 установленной шарнирно штанги 36, другое плечо 37 которой подпружинено пружиной 38 к мембране 39. Штанга 36 и заслонка 35 перемещаются во взаимно перпендикулярных плоскостях. Для регулирования работы эрлифтов используются краны 40 на газоводах 25.

Газогенератор работает следующим образом.

Исходная жидкость по трубопроводу 4 подачи поступает в нижнюю накопительную ячейку камеры 3 предварительного сбраживания, где подогревателем 12 доводится до температуры сбраживания и подвергается кислому

сбраживанию. Нагретая жидкость эрлифтами 11 перемещается в верхнюю дозирующую ячейку 9, после заполнения которой избыточная жидкость через водослив 10 вновь возвращается в нижню накопительную ячейку 8 и т.д., совершая циркуляционное движение. Эрлифты 11 поднимают жидкость за счет давления, поступающего из камеры 5 метанового сбраживания биогаза по газоводам 25. Интенсивность подачи газа регулируется кранами 40. При леремещении биогазом жидкости по эрлифту 11 последняя насыщается раст- воренным углекислым газом из биогаза что, с одной стороны, улучшает качество биогаза за счет увеличения в нем долевого содержания метана при снижении углекислого газа, с другой стороны, улучшает качество жидкости, в которой растворенный углекислый газ обеспечивает в камере метанового сбраживания дополнительное количество продуцируемого метана.

Подготовленный исходный сток из верхней дозирующей ячейки 9 по транспортирующему патрубку 15 с обратным клапаном 16 через отверстие 17 изливается в камеру 5 метанового сбраживания за счет гидростатического напора жидкости в верхней секции при снятии давления в секции газового колпака 22 камеры 5. Гидростатическое давление существует в связи с тем, что кромка 27 водослива 10 рас- положена над верхним уровнем переливного канала 18. В камере 5 метановог сбраживания жидкость подвергается интенсивному разложению за счет качественной ее подготовки в камере 3 и содержания большого количества метаногенного ила в камере 5, При выделении биогаза, собирающегося в отсеке газового колпака 22, его давление увеличивается, при этом затвор 21 переливного канала 18 закрывается, а эрлифты 11 начинают перемешивать жидкость в камерах 3 и 6. По достижении давления биогаза в камере 5 некоторого заданного значения пе- репускной клапан 23 резко выпускает биогаз в камеру 6 дображивания, затем в трубопровод 2 удаления биога- за, в это же время затвор 21 откры- вает сечение переливного канала 18. При резком снижении давлений над сбраживаемой жидкостью в камере 5 происходит обильное выделение раство

g r п 5

5 0

0

0

5

ренкого и мелко диспергированного биогаза, который флотируют к поверхности металогенный биоценоз. Эффект флотации усиливается благодаря тому, что анаэробный ил прикреплен в жидкости к мельчайшим пузырькам выделяемого им биогаза.

После снижения давления и вскипания жидкости возникает гидростатическое давление со стороны верхней ячейки 9, обратный клапан 16 открывается, предварительно сброженная жидкость выливается, а сброженная масса из нижней части камеры 5, из которой в данный момент биоценоз всплыл в верхние слои, через входное отверстие 20 переливного канала 18 выливается в камеру 6 дображивания. Затем происходит повторное накопление биогаза в отсеке газового колпака 22 камеры 5 метанового сбраживания, повышение давления, и весь процесс повторяется. При вспенивании массы обеспечивается тщательное ее перемешивание по всей площади и объему.

В камере 6 дображивания сброженная жидкость отдает свое тепло рекуператору 26 тепла, дображивается при перемешивании эрлифтами 11 и по трубопроводу 7 удаляется из газогенератора. Рекуперируемое тепло от рекуператора 26 к подогревателю 12 переносится при помощи теплового насоса 13.

Затвор 21 работает следующим образом. При отсутствии давления биогаза в отсеке газового колпака камеры 5 заслонка 28 слегка подпружинена через шток 30 пружиной 31 к выходному отверстию 20 переливного канала 18 в камере 6 дображивания. С увели- вением уровня жидкости в камере 5, вызванным подачей жидкости из верхней дозирующей ячейки 9, заслонка 28 за счет избыточного давления приподнимается, избыточный объем сброженной массы из камеры 5 выпивается в камеру 6 дображивания. После возникновения давления биогаза в секции газового колпака 22 мягкая мембрана 32 выгибается в сторону штока 30 и плотно прижимает связанную с ним жестко заслонку 28 к отверстию 20, После падения давления мембрана 32 давление на шток снимает, жидкость может вновь перетекать в камеру дображивания 6.

Перепускной клапан 23 работает следующим образом. При отсутствии давления в секции газового колпака 22 камеры 5 заслонка 34 прижата к патрубку 33 плечом 35 штанги 36 за счет того, что противоположное плечо 37 штанги 36 прижато пружиной 38 к мягкой мембране 39. В момент повышения давления в колпаке 22 мГембрана перемещает плечо 37, вызывая возрастающее усилие в пружине 38. Плечо 35 штанги 36 при этом постепенно смещается к краю заслонки 34 и после достижения определенного давления в колпаке 22 камеры 5, на которое рассчитано противоусштие пружины 38, плечо 35 сходит с заслонки. Заслонка под действием давления приподнимается, выпуская газ из секции колпака 22 камеры 5 в камеру 6 дображивания. После выхода газа заслонка 35 опускается на патрубок 33 и прижимается плечом 35 штанги 36.

Газогенератор обеспечивает возможность заполнения в камере метанового сбраживания значительной концентрации метаногенного ила за счет удаления из камеры метанового сбраживания осветленной от микроорганизмов жидкости. Такая особенность позволяет использовать газогенератор для обработки концентрированных стоков в термофильном режиме, когда практически невозможно отделить ме- таногенный ил в существующих сооружениях, во-вторых, применять для сбраживания осветленных стоков при низкой длительности обработки, когда скорость разбавления метановых бактерий, их вымывание из аппарата превышает скорость их роста. При этом не требуется дополнительно привлекать иные средства выделения биоценоза, требующие дополнительных затрат на эксплуатацию.

Р. предлагаемом газогенераторе реша ется вопрос перемешивания сбраживаемой жидкости. В камерах предварительного сбраживания и дображивания перемешивание осуществляется при помощи эрлифтов, использующих потенциальную энергию продуцируемого биогаза, в камере метанового сбраживания - периодически интенсивным вскипанием массы. Перемешивание при этом осуществляется по всему объему жидкости что предотвращает возникновение балластных зон, снижающих эффективность

5

0

5

0

5

0

5

0

5

работы генератора. Энергопотреогош- щие механические средства, обслуживающий персонал, контрольно-измерительная аппаратура для перемешивания в генераторе /е используются. В газогенераторе рационально используется тепло сброженной массы, которое аннулируется рекуператором и используется для подогрева исходной жидкости.

Используемая в газогенераторе система перемешивания и транспортирования предварительно сбраживаемого стока способствует более высокой производительности устройства по метану за счет насыщения исходной жидкости углекислым газом, который служит исходным материалом для получения метана в камере метанового сбраживания, обеспечивает получение обогащенного метаном биогаза с высокой теплотворной способностью.

Изобретение просто в работе, не содержит сложных узлов и деталей, энергопотреляемого механического оборудования, не требует привлечения дорогих средств автоматизации и привлечения многочисленного высококвалифицированного обслуживающего персонала. Использование газогенератора позволяет увеличить производительность по обрабатываемым стокам в 1,5-1,7 раза или сократить во столько же раз длительность сбраживания при более глубоком разложении органических загрязнений и способствующем выделении биогаза.

Газогенератор может быть использован для переработки навозосодержа- щих сточных вод, концентрированных стоков от мойки и резки корнеплодов, концентрированных стоков мясокомбината, осадков городских сточных вод и других органических отходов.

Формула изобретения

газогенератор снабжен установленными в камерах предварительного сбраживания и дображивания эрлифтами, размещенными в верхней дозирующей ячейке водосливом и транспортирующим патрубком с обратным клапаном, сообщающим камеры предварительного и метанового сбраживания, а также снабжен соединенными с эрлифтами газоводами, переливным каналом, входное отверстие которого расположено в придонной части камеры метанового сбраживания, а выходное снабжено затвором и расположено в верхней части камеры дображивания, а также перепускным клапаном, расположенным в верхней части камеры дображивания и сообщающим камеры метанового сбраживания и дображивания.

г

штоком с пружиной и мембраной, затвор переливного канала выполнен в виде шарнирно закрепленной у выходного отверстия заслонки, жестко связанной с штоком.

патрубка с шарнирно закрепленной заслонкой, газогенератор снабжен установленными под заслонкой шарнирно закрепленной штангой и мембраной, при этом одно плечо штанги закреплено

5 пружиной.

4, Газогенератор по пп. 1-3, отличающийся тем, что верхняя кромка водослива расположена выше верхнего уровня переливного ка0 нала.

37

Z 32

Д я

гг

Физ.5

V 30

Фи8. 6