Реактор для анаэробного сбраживания органических отходов Советский патент 1991 года по МПК C02F3/28 C02F11/04 C02F103/20 C02F103/32 

Изобретение относится к мясомолочной, пищевой и другим отраслям промышленности, а также может быть использовано в сельском хозяйстве для переработки отходов животноводческих комплексов,

Цель изобретения - повышение полноты сбраживания и сокращение энергозатрат.

На фиг.1 изображен продольный разрез предлагаемого реактора; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.2; на фиг.4- сечение В-В на фиг.1; на фиг.5 - сечение Г-Г на фиг.1; на фиг.6 - сечение Д-Д на фиг.1,

Реактор содержит горизонтальный корпус 1 с трубопроводами 2 и 3 подвода сырья и отвода отферментированной биомассы соответственно, размещенные в корпусе 1 по его длине вертикальные перегородки 4 и 5 с образованием сообщающихся отсеков для обрабатываемого материала. Реактор снабжен емкостью 6 для предварительной обработки сырья, содержащей вертикальную волнообразную перегородку 7 с образованием в емкости б двух изолированных камер - внешней 8 и внутренней 9, каждая из которых сообщена с полостью корпуса 1 посредством трубопроводов 3 и 2 с насосами 10 и 11. Внутренняя камера 9 служит для накопления и подогрева сырья, а внешняя камера 8 - для накопления отферментированной биомассы и ее теплообмена с сырьем Каждый из отсеков корпуса 1 снабжен в мпжней части барботером 12, подключен- ньм отдельным трубопроводом с вентилем 13 к патрубку 14 для подвода биогаза.

Реактор соединен с коллекторным каналом 15 сбора сырья через ловушку-решетку

16и штуцер 17. На входе во внутреннюю ,амеру 9 установлены коллекторы 18 и 19, на входе во внешнюю камеру 8 - коллекторы 20 и 21. На трубопроводе 3 расположен вентиль 22. В нижние вертикальные перегородки вмонтированы нагревательные элементы. Корпус 1 имеет вертикальную цилиндрическую часть 23, отделенную от него вертикальной перегородкой 24. На крышке 25 вертикальной части 23 размещено сепарационное устройство 26 с отбойником 27, Днище реактора со стороны части 23 выполнено со скосом под углом 45°. Газовая полость корпуса 1 соединена с вертикальной частью 23 трубопроводом 28 с вентилем 29.

Реактор работает следующим образом.

Органические отходы из коллекторного канала 15 помещения для содержания животных через ловушку-решетку 16 и штуцер

17в объеме дозы разовой загрузки самотеком поступают во внутреннюю камеру 9 емкости 6 и затем с помощью насоса 11 через трубопровод 2 перегружаются в корпус 1. Эта операция на стадии запуска продолжается до тех пор. пока корпус 1 реактора не заполнится до уровня I. При этом производится подогрев сырья до заданной температуры ферментации с помощью нагревательных элементов, встроенных в пе0 регородки 4. При дальнейшей работе одновременно с определенной дозой загружаемого сырья такое же количество отферментированной биомассы через трубопровод 3 выгружается во внешнюю ка5 меру 8 предварительной подготовки сырья. В результате этого камера 8 все время загружается теплой отферментированной биомассой, а вновь поступающее во внутреннюю камеру 9 сырье непрерывно

0 подогревается за счет теплообмена со сброженной массой. Для интенсификации процесса теплообмена сырье с помощью насоса перемешивается во внутренней камере 9 по схеме: насос 11 - коллекторы 18 и

5 19 - U-образный канал теплопередающий перегородки 7 - приемок насоса 11 - насос 11. Отферментированнзя биомасса с помощью насоса перемешивается во внешней камере 8 по схеме: насос 10- коллекторы 20

0 и 21 - U-образный канал теплопередающий перегородки 7 - приемок насоса 10 - насос 10. Отдавшая тепло отферментированная биомасса насосом 10 выводится для использования в качестве обеззараженного орга5 нического удобрения, а подогретое во внутренней камере 9 сырье загружается в корпус 1 для проведения ферментации. В это же время камера 8 снова заполняется теплой отферментированной биомассой,

0 т.е. процесс подготовки поступающего сырья продолжается.

Для эффективной работы реактора его содержимое необходимо непрерывно перемешивать, а образующуюся сброженную

5 массу транспортировать на выход, разрушая при этом образующуюся на поверхности ферментной массы корку. С этой целью перекрываются вентили 29, 22 и вентиль трубопровода 3 отвода отферментирован0 ной биомассы. Через патрубок 14 и вентили 13 подается биогаз в барботер 12. При этом скапливающийся на дне отсеков корпуса 1 осадок взмучивается и с пузырьками газа поднимается. Биогаз. проходя через слой

5 ферментной массы, собирается под крышкой корпуса 1. Давление биогаза в газовой полости корпуса 1 Постоянно повышается и ферментная масса перетекает в вертикальную часть. В результате этого уровень массы в корпусе 1 понижается до уровня II. а в

вертикальной части 23 повышается до уровня III. Открывается вентиль 29 на трубопроводе 28 и биогаз устремляется в вертикальную часть 23 реактора. Уровень массы в этой части реактора резко подает и поток ферментной массы устремляется в зазор под перегородкой 24 и далее по отсекам корпуса 1, образованным перегородками 4 и 5. Происходит дополнительное перемешивание ферментной массы с одно- временным перемешиванием взмученного осадка вдоль реактора в сторону выгрузочного отсека. Образующаяся в процессе ферментации на поверхности массы корка при этом разрушается, ударяясь о перегородки 4 и 5 и проходя под перегородкой 24. Бар- ботеры 12, имея независимые запорные устройства (вентили 13), позволяют регулировать скорость перемещения осадка вдоль реактора, т.е. обеспечить надежное обеззараживание ферментной массы.

Образующийся в процессе анаэробной ферментации биогаз из газовой полости корпуса 1 через вентиль 29 поступает в вертикальную часть 23 реактора, смешивается там с биогазом, образующимся в последнем отсеке реактора, и выходит в газовую систему технологической установки через сепарационное устройство 26, ус- тановленное на крышке 25 вертикальной части 23 реактора. При этом уносимая биогазом пена разрушается в трубопроводе 28 и запорном устройстве (вентиле 29), а также при ударе об отбойник 27. Мелкие частицы жидкости, поднятые- биогазом в верхнюю часть реактора, отделяются от биогаза в сепарационном устройстве 26 и по поверхности отбойника 27 стекают в нижнюю часть реактора. Биогаз, скапли- вающийся в полости трубопровода 3 в процессе ферментации и препятствующий

переливу сброженной массы из выгрузочного отсека корпуса 1 в емкость 6, сбрасывается через вентиль 22.

Использование тепла сброженной массы для подогрева исходного сырья в емкости для предварительной обработки позволяет сократить энергозатраты на проведение технологического процесса. Независимое подключение барботеров, установленных в отсеках реактора, обеспечивает полноту процесса сбраживания и надежное обеззараживание получаемой ферментной массы, используемой в качестве органического удобрения.

Формула изобретения

Реактор для анаэробного сбраживания органических отходов, содержащий горизонтальный корпус с трубопроводами подвода сырья и отвода отферментированной биомассы, размещенные в корпусе по его длине вертикальные перегородки с образованием сообщающихся отсеков для обрабатываемого материала, отличающийся тем, что, с целью повышения полноты сбраживания и сокращения энергозатрат, он снабжен емкостью для предварительной обработки сырья, содержащей вертикальную волнообразную перегородку с образованием в емкости двух изолированных камер - внешней и внутренней, каждая из которых сообщена с полостью корпуса посредством трубопроводов с насосами, при этом внутренняя камера служит для накопления и подогрева сырья, а внешняя - для накопления отферментированной биомассы и ее теплообмена с сырьем причем каждый из отсеков корпуса снабжен в нижней части барботе- ром, подключенным отдельным трубопроводом с вентилем к патрубку для подвода биогаза.

U I

ct,

Й °°

JgWU.-.«X. . И

:

J

«

./. i ..JV

i.. .f

.s

i. . //1

Л

#

Kb

I

Изобретение относится к мясомолочной, пищевой промышленности и сельскому хозяйству. Цель изобретения - повышение полноты сбраживания и сокращение энергозатрат, Реактор содержит горизонтальный корпус 1 с трубопроводами 2 и 3 подвода сырья и отвода отферментирован- ной биомассы соответственно, размещенные 6 корпусе 1 по его длине вертикальные перегородки 4 и 5 с образованием сообщающихся отсеков для обрабатываемого материала, Реактор снабжен емкостью 6 для предварительной обработки сырья, содер/; в жащей волнообразную перегородку 7 с образованием в емкости 6 двух изолированных камер - внешней 8 и внутренней 9, каждая из которых сообщена с полостью корпуса 1 посредством трубопроводов 2 и 3 с насосами. Каждый из отсеков корпуса 1 снабжен барботером 12, независимо подключенным через вентиль 13 к патрубку 14. Реактор соединен с коллекторным каналом 15 сбора сырья через ловушку-решетку 16 и штуцер 17. На трубопроводе 3 установлен вентиль 22 сброса биогаза. Корпус 1 имеет вертикальную цилиндрическую часть 23, отделенную от него вертикальной перегородкой 24. На крышке 25 вертикальной части 23 размещено сепарационное устройство 26 с отбойником 27. Газовая полость корпуса 1 соединена с вертикальной частью 23 трубопроводом 28 с вентилем 29, Предварительный подогрев сырья за счет использования тепла сброженной биомассы и установка барботеров с независимым подключением в отсеках позволяет повысить полноту сбраживания и сократить энергозатраты на проведение процесса ферментации. 6 ил. и ,. ft 26 25 гЛч 2 2829 27 т / 23 сл С о 00 ю со к ю

.v/

.V ч

25

л-д

26 IT

(-.: . .« .i:

I... . { . . V. V- f. -Фиг.6