Гидрозатвор-грязеотделитель Советский патент 1989 года по МПК C02F11/04 C02F103/20 

4; 41

,/

Изобретение относится к устройствам, предотвращающим распространение огня и создающим рабочее давление биогаза в газовых сетях биоэнергетических установок, и может быть использовано при переработке органических отходов и стоков сельскохозяйственного производства, промышленных предприятий и в коммунальном хозяйстве.

Цель изобретения - повьпиение надежности работы при изменении давления биогаза и обеспечение очистки его от механических примесей.

На фиг.1 изображен гидрозатвор- грязеотделитель при вакууметричес- ком давлении биогаза в реакторе,продольный разрезJ на фиг.2 - устройство при избыточном давлении биогаза в реакторе; на фиг.З - сечение А-А на фиг.1 на фиг.4 - фрагмент схемы газовой сети биоэнергетической установки с гидрозатвором-грязеотделителем.

Гидрозатвор-грязеотделитель состоит из цилиндрического герметичного корпуса 1, патрубка 2 отбора биогаза патрубка 3 подачи биогаза, патрубка 4 отводного, шарового крана 5, U-об- разного гидрозатвора 6, патрубка 7 заливки воды, привода 8 шарового крана 5, проходящего через уплотнение 9 в корпусе 1, с рукояткой 10 на конце.

На фрагменте схемы газовой сети биоэнергетической установки (фиг.4) изображены реактор 11, оборудованный гидрозатвором 12 на выходе сброженной массы, газосборником-пеноотде лителем 13, трубопроводом 14 подачи биогаза в гидрозатвор-грязеотдели- тель 15 через кран 16, компрессор 17 для принудительного отбора биогаза, подключенный к гидрозатвору-грязеот- делителю 15 и газгольдеру 18 через краны 19 и 20 соответственно, клапан 21 редукционный, установленный на выходе газгольдера через кран 22 и подключенный через фильтр 23 газовы счетчик 24 Ьиогаза к потребителям биогаза, байпасный трубопровод 25 с краном 26.

Гидрозатвор-грязеотделитель работает следующим образом.

В гидрозатвор-грязеогделптель 15 через патрубок 7 заливается вода до появления ее на пыходе гидрозатвора 6, при этом уровень воды в корпусе

,

10

15

20

25

5287/ 74

1 усгаианлинастся на отметке верхних кромок заборной трубы гидрозатвора 6.

В процессе брожения массы в реакторе 11 образуется биогаз. Гидрозатвор 12 отделяет газовую полость реактора 11 от атмосферы.

При работе биоэнергетической установки с избыточным давлением биогаза в реакторе 11 и естественным его отбором шаровой кран 5, краны 20 и 22 закрываются, краны 16, 19 и 26 открываются. Ьиогаз из газовой полости реактора 11 через газосборник-пеноот- делитель 13 по трубопроводу 14 поступает на вход газоватвора-грязеотде- лителя 15 через патрубок 3. Давление биогаза в газовой системе определяется высотой заглубления нижней кромки патрубка 3 под уровень воды (например, 500 мм) в гидрозатворе-гря- зеотделителе 15. При достижении давления биогаза заданного значения (5 кПа) вода из патрубка 3 вытесняется и биогаз, барботируя через воду и очищаясь от сопутствуюгцих механических примесей, поступает в газовую полость корпуса 1 гидрозатвора-грязе- отделителя 15. Через патрубок 2 пред-, варительно очищенный биогаз по трубопроводу 25 через газовый фильтр 23 и счетчик 24 под заданным давлением (5 кИа) поступает к потребителю (газовому водонагревателю, мотор-генератору и другим). По мере накопления сопутствующих примесей уровень воды в гидрозатворе-грязеотделителе 15 поднимается и через и-обр езный гидрозатвор 6 удаляется ее избыток. Этим достигается автоматический вывод шпама. В случае достижения давления биогаза в газовой полости реактора 11 предельно допустимых значений (6 кИа), которое определяется высотой заглубления колена гидрозатвора 6 под уровень воды (например,600 мм), вода из гидрозатвора 6 выталкивается, при этом газовая полость корпуса 1 гидрозатвора-грязеотделителя 15 сообщается с атмосферой. Происходит 50 сброс излишка биогаза. При снижении давления в реакторе 11 до номинальных значений гидрозатвор 6 запирается столбом воды.

При работе биоэнергетической установки с избыточным давлением биогаза в реакторе 11 и принудительным его отбором компрессором 17 шаровой кран 5 и кран 26 закрывается, а кра30

35

40

45

55

ны 16, 19, 20 и 22 открываются. Био- газ из газовой полости реактора 11 через газосборник-пеноотделитель 13 по трубопроводу 14 Поч тупает на вход гидрозатвора-грязеотделителя 15 через патрубок З.При достижении дав- ления биогаза заданного значения 5 (кПа) включается компрессор 17,вод из патрубка 3 вытесняется и биогаз, барботируя через воду и очищаясь от механических примесей, поступает через кран 20 в газгольдер 18, где происходит его накопление под давлением 1,4 МПа.При снижении давления биогаза в газовой полости реактора 11 до нижнего заданного значения (1,5 кПа) отключается компрессор 17. Патрубок 3 запирается столбом воды. Биогаз из газгольдера 18, проходя через кран 22 и клапан 21, где снижается его давление до 5 кПа, поступает через фильтр 23 и счетчик 24 к потребителю.

При работе биоэнергетической установки с вакуумным давлением биога- за в реакторе 11 и принудительным его отбором компрессором 17 шарчзвой кран 5 и краны 16, 29, 20 и 22 открываются, кран 26 закрывается. Биогаз из газовой полости реактора 11 через газосборник-пеноотделитель 13 по трубопроводу 14 поступает на вход газозатвора-грязеотделителя 15 через патрубок 3. При достижении давления биогаза заданного значения (-1,5 кПа) включается компрессор 17, давление в газовой полости корпуса 1 снижается и вода из патрубка 3 через патрубок 4 и шаровой кран 5 вытесняется. Биогаз, барботируя через воду и очищаясь от механических примесей, поступает через кран 20 и газгольдер 13. При снижении давления биогаза в газовой полости реактора до заданного значения (-5 кПа) отключается компрессор 17. Патрубок 3 запирается столбом воды под действием разницы давлений в газовых

полостях гидрозатвора-грязеотделителя 15 и реактора 11,

Дальнейшая работа схемы аналогична вышеописанной.

Таким образом, применение газозатвора-грязеотделителя 15 в схеме газовой сети биоэнергетической установки позволяет обеспечить работу

Q установки в режимах с вакууметричес- ким и избыточным давлением -биогаза . в реакторе 11. При этом обеспечиваются отделение механических примесей в биогазе, автоматический вывод их,

C защита реактора от обратного ударэ при воспламенении биогаза и аварийного превышения предельно допустимого значения давления в реакторе 11. Кроме того, гидрозатвор-грязеотде-

0 литель 15 позволяет перевести биоэнергетическую установку в режим с естественным отбором биогаза, что необходимо для обеспечения безопасной работы при ремонте газгольдера

5 18 и компрессора 17, а также в случаях исчезновения электроэнергии.

Формула изобретения Гидрозатвор-грязеотделитель, со-. держащий цилиндрический герметичный корпус, патрубок отбора биогаза,патрубок подачи биогаза, заглубленный под уровень воды на высоту, определяемую максимальным рабочим давлением биогаза в реакторе, и патрубок

5 заливки воды в корпус, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы при изменении давления биогаза и обеспечения очистки его от механических примесей, он

снабжен соединенным с патрубком подачи биогаза отводным патрубком с шаровым краном, заглубленным под уровень воды в корпусе, а также U-об- разным трубопроводом, кромка забор-

ной трубы которого размещена на уровне воды, а колено заглублено на высоту, соответствующую предельно допустимому давлению биогаза.

t/V

Изобретение может быть использовано при переработке органических отходов и стоков сельскохозяйственного производства, промышленных предприятий и в коммунальном хозяйстве. Цель изобретения - обеспечение надежности работы при изменении давления биогаза и обеспечение его очистки от механических примесей. Гидрозатвор-грязеотделитель содержит цилиндрический герметичный корпус 1, оборудованный патрубком 2 отбора биогаза, патрубком 3 подачи биогаза, заглубленным под уровень воды на высоту, определяемую максимальным рабочим давлением биогаза в реакторе, и патрубком 7 заливки воды в корпус. Патрубок 3 подачи биогаза снабжен отводным патрубком 4 с шаровым краном 5. Гидрозатвор-грязеотделитель дополнительно снабжен U-образным гидрозатвором 6. Изобретение обеспечивает перевод биоэнергетической установки в режим с естественным отбором биогаза и безопасную работу. 4 ил.