БИОЭНЕРГОКОМПЛЕКС

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к установкам для переработки органических отходов сельскохозяйственного производства в анаэробных условиях, и может быть использовано для производства биогаза из органических отходов.
Известен биоэнергокомплекс с использованием солнечной энергии для обогрева сбраживаемой биомассы, содержащий метантенк с системой загрузки и выгрузки биомассы, солнечный коллектор с трубопроводами [1]
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой установке является биоэнергокомплекс, содержащий метантенк с водяной рубашкой, теплоизоляцией, мешалкой, загрузочным и выгрузным патрубками, трубопроводы для отвода биогаза, электроводонагреватель, трубопроводы для подачи биогаза и газгольдер [2]
Недостатком известного биоэнергокомплекса является невозможность обеспечения стабильного обогрева сбраживаемой биомассы, а также невозможность обеспечения автономных энергопотребителей стабильным электроснабжением.
Техническим эффектом предлагаемого биоэнергокомплекса является обеспечение стабильного обогрева сбраживаемой биомассы, а также обеспечение автономных энергопотребителей стабильным электроснабжением.
Технический эффект достигается тем, что биоэнергокомплекс, содержащий метантенк с водяной рубашкой, теплоизоляцией, мешалкой,
загрузочным и выгрузочным патрубками, трубопроводы для отвода биогаза, трубопровод для подачи биогаза и газгольдер, снабжен двигателем внутреннего сгорания, работающим в режиме двухфазного смесеобразования, центробежным насосом и вихревым теплогенератором для обогрева метантенка, причем впускной коллектор двигателя внутреннего сгорания соединен с трубопроводом для подачи газа из газгольдера, а вихревой теплогенератор подключен параллельно центробежному насосу.
Вырабатываемая двигателем внутреннего сгорания электроэнергия обеспечивает автономных энергопотребителей стабильным электроснабжением, а тепловая энергия, вырабатываемая в когенерационном комплексе этого двигателя совместно с вихревым теплогенератором, используется на обеспечение тепловой энергией метантенка и автономных потребителей.
На фиг.1 приведена схема предлагаемого биоэнергокомплекса, который содержит метантенк 1 с водяной рубашкой 2, мешалкой 3 и теплоизоляцией 4, загрузочным 5 и выгрузочным 6 патрубками, трубопровод отвода биогаза 7, газгольдер 8, трубопровод подачи газа 9 с регулятором 10, работающий на жидком топливе двигатель внутреннего сгорания 11 с всасывающим патрубком 12, центробежный водяной насос 13, когенерационный комплекс 14, производственно-хозяйственный комплекс потребления тепла 15, расширительный бак 16, вихревой теплогенератор 17, трубопроводы производственно-хозяйственного отопления 18, трубопроводы подогрева метантенка 19, с регулятором температуры 20, предохранительный клапан 21 с горелкой 22.
Поясним работу биоэнергокомплекса на примере конкретного выполнения (фиг.1). Исходная биомасса в виде органических отходов животноводства через загрузочный патрубок 5 загружается в метантенк 1 с водяной рубашкой 2, мешалкой 3 и теплоизоляцией 4. Необходимый температурный режим процесса анаэробного метанового сбраживания биомассы в метантенке 1 обеспечивается посредством вырабатываемого двигателем внутреннего сгорания 11 в
когенерационном комплексе 14, и в вихревом теплогенераторе 17 тепла: соединенный с двигателем внутреннего сгорания 11 центробежный насос 13 прокачивает воду по трубопроводам 18 через когенерационный комплекс 14, использующий тепло первого контура охлаждения и выпускных газов двигателя, и производственно-хозяйственный комплекс потребления тепла 15, а также параллельно через вихревой теплогенератор 17 и метантентенк 1, обеспечивая циркуляцию нагретой воды по тубопроводам 19 через водяную рубашку 2 метантенка. Расширительный бак 16 служит для компенсации температерных расширений воды и поддержания подпора при наличии утечек. Регуляторм 20 поддерживается постоянная температура в метантенке.
В процессе разложения органических веществ биомассы в метантенке 1 выделяется биогаз, который через трубопровод отвода биогаза 7 поступает и накапливается в газгольдере 8.
Далее осуществляется утилизация полученного биогаза: по трубопроводу 9 он поступает к всасывающему коллектору 12 двигателя внутреннего сгорания 11, где смешивается с воздухом и поступает далее в цилиндры, обеспечивая экономию топлива за счет замены части жидкого топлива на газообразное и улучшения процесса сгорания топлива, причем количество биогаза в смеси с воздухом ограничивается и регулируется регулятором 10; часть газа при превышении давления в газгольдере выше нормативного, определяющегося эффективностью процесса газообразования, выходя через предохранительный клапан 21, сгорает в атмосфере в горелке 22.
Таким образом, в результате использования предлагаемого изобретения повышается эффективность и надежность работы биоэнергокомплекса при получении биогаза, появляется возможность преобразования энергии сжигаемого биогаза в электрическую и тепловую энергию для обеспечения автономных энергопотребителей без дополнительных специальных устройств для подачи и сжигания газа, устройств для сжатия и хранения излишков, которые удорожают и усложняют установку.
С учетом того, что в настоящее время постоянно растет стоимость электроэнергии и становится неэффективным ее использование для нужд сельскохозяйственного крупного производства и фермерских хозяйств, применение таких биоэнергокомплексов с двигателем с двухфазным смесеобразованием, центробежным насосом и вихревым теплогенератором, позволит с малыми затратами значительно повысить эффективность сельскохозяйственного производства.