БИОГАЗОВАЯ УСТАНОВКА

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для переработки навоза.
Известны обвалованные земельными валами лагуны (заглубленные навозохранилища), стены и днище которых утрамбованы и покрыты полимерными пленками (проспект фирмы «Полимерные материалы», Краснодар, 2007, стр.4). Они служат для хранения навоза и получения удобрения, но при этом выделяемый биогаз выбрасывается в атмосферу, загрязняя окружающую среду.
Известны также лагуны и биогазовые установки, изготовленные из бетона, стали, снабженные гидроизоляцией с целью соблюдения санитарных требований. Они также служат для временного хранения навоза и получения биогаза, но стоимость их изготовления превышает 2-2,8 млн. рублей (Проспект фирмы «Veltec». Германия. Берлин, 2008 г. Проспект фирмы «Энбум», Финляндия. 2008 г.).
Известна биогазовая установка для переработки навоза, включающая приемную емкость, гидрогерметизатор, газовый колпак, манометр, устройство подогрева и отбора газа. Приемная емкость выстлана чехлом из водонепроницаемого материала с армированным дном и жестко закрепленным верхним краем. Чехол является подвижным, так как армированное дно чехла связано с подъемным механизмом. Причем дно чехла опирается на решетку, под которой расположено устройство подогрева в водяной рубашке. Гидрогерметизатор снабжен выгрузным трубопроводом, конец которого находится выше уровня выгрузной площадки (патент RU №2286038, А01С 3/02, опубл.27.10.2005, Бюл. №30). Недостатком этой установки является низкая производительность, так как она способна
обеспечивать переработку отходов только мелких хозяйств (2-3 коровы, 5 свиней). Кроме того, перемешивание биомассы в реакторе подвижным чехлом энергоемко и не обеспечивает нужное качество.
Эта установка является наиболее близкой по технической сущности к заявляемой и мы принимаем ее за прототип.
3
Задача полезной модели - увеличение производительности путем использования приемной емкости большого объема и переработки в сутки 5-150 м стоков ферм, снижение стоимости биогазовой установки, экологичность.
Техническим результатом является одновременное хранение навозной биомассы, получение биогаза и обеззараженного удобрения в недорогих биогазовых установках.
Технический результат достигается тем, что в биогазовой установке, содержащей приемную емкость, выстланную чехлом из эластичного водонепроницаемого материала, газовый колпак, гидрогерметизатор и устройство подогрева биомассы, емкость образована земляным валом, облицована чехлом из теплоизоляционного материала, причем чехол является неподвижным и его края расположены в углублении кольцевого гидрогерметизатора; снабжена вертикальной и наклонной мешалками, разгрузочным и выгрузным трубопроводами, теплоизоляционным редко перфорированным экраном, расположенным непосредственно над биомассой и края которого уложены в углубление кольцевого гидрогерметизатора; газовый колпак выполнен из полимерного материала, края газового колпака закручены в виде кольцевого накопителя балластной воды и уложены в углубление кольцевого гидрогерметизатора, кольцевой накопитель балластной воды оснащен заливным и сливным патрубками, системой подогрева балластной воды; кольцевой гидрогерметизатор заполнен водой; в днище емкости установлена дренажная труба, при этом емкость является
одновременно накопителем для хранения навоза и реактором для получения биогаза и удобрения.
Облицовка емкости чехлом из теплоизоляционного материала позволит сохранять заданную температуру биомассы в реакторе в пределах 35-55°С и экономно расходовать энергию на ее подогрев.
Использование неподвижного чехла обеспечит герметичность емкости биореактора и экологическую защиту окружающей среды.
Расположение края чехла из полимерной пленки в углублении кольцевого гидрогерметизатора дает возможность фиксировать его и образовывать кольцевой накопитель заданного количества воды в качестве гидрозатвора.
Снабжение реактора вертикальной и наклонной мешалками позволяет поддерживать биомассу в определенном размешанном состоянии. Расположение экрана из теплоизоляционной редко перфорированной пленки в реакторе непосредственно над биомассой позволит сохранить ее тепло и обеспечит свободный проход биогаза в газовый колпак.
Укладка края экрана из теплоизоляционной редко перфорированной пленки в углубление кольцевого гидрогерметизатора позволит фиксировать ее в заданном положении.
Выполнение края газового колпака в виде кольцевого накопителя позволит заполнить его балластной водой.
Кольцевой накопитель балластной воды, уложенный в кольцевое углубление с водой, обеспечивает плотное запирание приемной емкости (реактора) и хранение биогаза в нем.
Оснащение кольцевого накопителя балластной воды системой ее подогрева позволит при минусовых температурах воздуха обеспечить герметичность системы запора реактора и стабильность анаэробного процесса.
Оснащение кольцевого накопителя заливным и сливным патрубками позволит осуществить запуск биореактора в работу.
Установление дренажной трубы в днище емкости обеспечивает отвод влаги из-под неподвижного чехла реактора.
Использование емкости одновременно накопителем для хранения навоза и реактором для получения биогаза и удобрения дает возможность в больших объемах и с минимальными затратами получить биогаз и качественные удобрения.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где фиг.1 - общий вид установки, сечение А-А; фиг.2 - то же, вид сверху.
Биогазовая установка состоит из приемной емкости 1, образованной земляным валом 2 и днищем 5, которые покрыты пленкой 3; теплоизоляционным материалом 4. На днище 5 уложен под углом слой песка 6, в котором размещается дренажная труба 7. Земляной вал 2 имеет входную 8 и выходную 9 трубы загрузки и выгрузки биомассы 28 с запорной арматурой. Параллельно днищу 5 на уровне верхней части земляного вала 3 установлен теплоизоляционный редко перфорированный экран 11, края которого уложены в углублении кольцевого затвора 27. Сверху по контуру углубления 27 уложены края полимерной пленки 3, 11, 21, а также водосодержащее кольцо 25 газового колпака (газгольдера) 10. Внутри приемной емкости 1 смонтирована вертикальная мешалка 18, 19, 20, 30 с ручным механическим приводом. Кольцо 25 снабжено заливочным краном 22 с системой подогрева воды. Углубление 27 имеет по контуру уклон в сторону дренажной трубы 23. В приемной емкости 1 в противоположной стороне от мешалки 18 размещена наклонная мешалка 12, 13, 14, 15, 16, через газгольдер 10 и уплотнение 17. Газовый колпак (газгольдер) 10 снабжен краном 29 отбора газа. Внутри приемной емкости 1 установлена система 32 подогрева биомассы. Теплозащиту установки обеспечивает
теплоизоляционный материал 4 и теплоизоляционный редко перфорированный экран 11.
Биогазовый реактор работает следующим образом. По трубе 8 навозную биомассу 28 (свиной, птичий, коровий навоз) влажностью 92% закачивают в приемную емкость 1 с верхней отметкой до 0,5 м от теплоизоляционного экрана 11. Затем включают систему 31 и подогревают биомассу до заданной температуры 35°С. С целью создания герметичности уплотнения между кольцом 25 и углублением 27 заливается вода 26. Проводят подготовительные операции: прокачивают реактор, перемешивают биомассу и др. Начинается выделение биогаза, который собирается под газовым куполом (газгольдером) 10. В течение 20-25 суток в приемной емкости 1 происходит мезофильный процесс разложения биомассы.
По истечении этого срока времени биомасса обеззараживается (гибнут гельменты, семена сорных растений и др.) и образуется качественное удобрение, биогаз.