МЕТАНТЕНК

Полезная модель относится к устройствам для производства удобрений, а именно к установкам для переработки отходов и отбросов посредством анаэробного сбраживания осадков сточных вод, навоза и других субстратов.
Из уровня техники известна установка для переработки отходов животноводства и производства удобрений (Пат. RU2056393, МПК С05FЗ/06, опубл. 20.03.1996), содержащая блоки нейтрализации и очистки, компремирования и хранения газа, первый из которых выполнен в виде последовательно установленных накопителя навоза с жидкостным разбавителем и насосом подачи, теплообменника, метантенка и сепаратор с магнистралями вывода твердой и жидкой фракций, подключенными соответственно через насосы-активаторы к потребителю и отстойнику. Перед матантенком установки на линии подачи подогретого навоза установлен газожидкостный эжектор, а в метантенке установлен эрлифтный барботер, соединенный по входу с выходом газожидкостного эжектора, вход которого по газу соединен с выходом блока компремирования и хранения газа.
Недостатком известного устройства является то, что полезное пространство биореактора используется не полностью: у дна установки присутствуют застойные зоны, в результате чего на поверхности жидкого субстрата возможно образование твердой корки. Кроме этого, при использовании теплообменника предложенной конструкции происходит температурное и концентрационное расслоение отдельных слоев биомассы, что снижает эффективность установки.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является метантенк (пат. RU2462509, МПК С12М1/00, А01СЗ/00, С02F11/04, опубл. 27.09.2012 Бюл. №27), содержащий герметичный резервуар с куполом и днищем, внутри которого расположены внутренняя и внешняя камеры сбраживания, патрубки подвода разжиженных органических отходов, отвода сброженной массы, и патрубок отвода биогаза. Внутренняя камера выполнена изолированной от внешней и расположена соосно внутри нее на опорах, соединенных с днищем резервуара, при этом внутренняя камера сообщена с внешней через систему трубопроводов, соединенных с
сепаратором, состоящей из патрубка для подачи во внутреннюю камеру смеси летучих жирных кислот из сепаратора и воздуха из воздухозаборника, патрубка для подачи из внутренней камеры субстрата после фаз гидролиза и кислотогенеза в сепаратор для отделения летучих жирных кислот от густой массы и трубопровода для подачи густой массы, отделенной от летучих жирных кислот в сепараторе, во внешнюю камеру самотеком.
Недостатком известного метантенка является его низкая технологичность, вследствие сложной конструкции, предусматривающей монтаж двух камер сбраживания. Вместе с этим устройство не обеспечивает температурную однородность слоев биомассы, что в целом снижает производительность метантенка по выходу биогаза.
Техническая задача, на решение которой направлена заявленная полезная модель, заключается в повышении технологичности метантенка и увеличении эффективности процесса перемешивания в нем биомассы с целью увеличения производительности по биогазу при минимальном дополнительном использовании энергетических и материальных ресурсов.
Указанная техническая задача решена за счет того, что метантенк для осуществления анаэробного сбраживания содержит корпус с расположенной в нем камерой брожения, при этом в верхней части корпуса расположен трубопровод подачи субстрата, в нижней части корпуса - трубопровод отвода субстрата, соединенный с циркуляционным насосом для циркуляции субстрата обратно в камеру брожения через трубопровод подачи субстрата. Метантенк дополнительно содержит первую циркуляционную трубу, установленную в верхней части корпуса и вторую циркуляционную трубу, установленную в нижней части корпуса, при этом упомянутые циркуляционные трубы выполнены коническими и закреплены на корпусе с помощью металлических штанг, а корпус метантенка в продольном разрезе имеет восьмиугольную форму.
Положительный технический результат, обеспечиваемый указанной совокупностью признаков, состоит в интенсификации процесса анаэробного сбраживания за счет стабилизации температурного поля, обеспечиваемого предложенной формой корпуса метантенка и дополнительно установленными в нем циркуляционными трубами, что приводит к увеличению скорости гидродинамических процессов и увеличивает производительность метантенка по выходу биогаза.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведен общий вид метантенка в разрезе, на фиг. 2 - вид метантенка в изометрии.
Метантенк для осуществления анаэробного содержит корпус 1 с расположенной в нем камерой брожения 2, в верхней части корпуса расположен трубопровод подачи субстрата 3, а в нижней части корпуса - трубопровод отвода субстрата 4, соединенный с циркуляционным насосом 5 для циркуляции субстрата обратно в камеру брожения через трубопровод подачи субстрата. Метантенк дополнительно содержит первую циркуляционную трубу 6, установленную в верхней части корпуса и вторую циркуляционную трубу 7, установленную в нижней части корпуса. При этом упомянутые циркуляционные трубы выполнены коническими и закреплены на корпусе с помощью металлических штанг 8, а корпус метантенка в продольном разрезе имеет восьмиугольную форму.
Устройство работает следующим образом. В метантенк по трубопроводу подачи субстрата 3 подается предварительно нагретая до температуры сбраживания биомасса. Для ускорения процесса брожения метантенк подогревают с помощью водяного или парового радиатора (на фигурах не показан). С целью улучшения условий сбраживания, из нижней части корпуса через трубопровод отвода субстрата 4 с помощью циркуляционного насоса 5 осадок выкачивается и после дополнительного нагрева в теплообменнике (на фигуре не показан) подается вновь в камеру брожения 2 через трубопровод подачи субстрата 3. В условиях отсутствия кислорода из органических веществ в результате брожения образуются жирные кислоты, из которых выделяется биогаз, состоящий в основном из метана и двуокиси углерода. Образовавшийся биогаз отводится через трубу 9, расположенную в верхней части корпуса метантенка.
Таким образом, за счет постоянной циркуляции биомассы, обеспечиваемой формой корпуса метантенка и дополнительно установленными циркуляционными трубами б и 7 равномерно распределяющими осадок по всему объему корпуса метантенка, достигается ее структурная и температурная однородность, что увеличивает производительность метантенка по выходу биогаза.