МЕТАНТЕНК

Полезная модель относится к сельскому хозяйству, а именно к установкам для переработки органических отходов сельскохозяйственного производства и может быть использована для производства биогаза, органических удобрений и кормовой биологической добавки.
Известны устройства для анаэробного сбраживания органических отходов (см. RU №2163430, A01C 3/00, C02F 11/04, 27.02.2001; RU №2284967, C02F 11/04, A01C 3/00, 10.10.2006), содержащие резервуары различной конструкции (шарообразные с концентрической перегородкой, горизонтальными формами днища и купола).
Недостатками известных устройств являются сложность конструкции резервуаров, высокие теплопотери в окружающую среду и невысокая эффективность перемешивания сбраживаемой массы.
Наиболее близким по устройству является метантенк (см. RU №124261, C05F 3/00, 20.01.2013), содержащий резервуар вертикальной цилиндрической емкости с патрубками для подвода органических отходов, выгрузки отработанного субстрата и отвода биогаза, при этом цилиндрическая емкость заключена в теплоизолирующий кожух из пенополистирола и имеет конусное днище и сферический купол.
Однако конструкция резервуара не позволяет исключать доступ воздуха во время процессов его загрузки свежим навозом, что не способствует сохранению метаногенных микроорганизмов и, как следствие, высокой эффективности выработки биогаза.
Известно, что биогаз - продукт жизнедеятельности метаногенов, микроорганизмов, размножающихся и продуцирующих биогаз только в анаэробных условиях (см. Руководство по биогазу. От получения до использования / 5-е полностью перераб. издание. - Гюльцов: 2010. Размещение на сайте http://www.stadtdruckerei-weidner.de).
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение эффективности работы установок для переработки органических отходов сельскохозяйственного производства за счет создания благоприятных условий для их сбраживания.
Технический результат, получаемый при использовании устройства, выражается в повышении выработки биогаза без существенного усложнения конструкции.
Для решения поставленной задачи метантенк для аэробного сбраживания разжиженных органических отходов, содержащий резервуар в виде вертикальной цилиндрической емкости с конусным днищем и сферическим куполом, с патрубком для подвода органических отходов, патрубком выгрузки отработанного субстрата и патрубком отвода биогаза, заключенный в теплоизолирующий кожух, отличается тем, что, с целью исключения попадания воздуха в емкость, патрубок для подвода органических отходов выполнен длиной не менее 1/3 высоты емкости. В процессе загрузки навоза (помета) патрубок для подвода органических отходов остается заглубленным в субстрат и выполняет функцию затвора.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».
Совокупность признаков полезной модели обеспечивает решение заявленной технической задачи, а именно, сохранение несложной конструкции метантенка и повышение выработки биогаза.
Устройство представляет собой герметичный стальной резервуар с патрубком для загрузки свежего навоза (помета) и патрубком выгрузки переработанного субстрата (эффлюента) с датчиком давления.
Для поддержания температуры сбраживания в 36-42°C используется нагревающая лента, например, типа ЭНГЛ-1, при этом длина ленты должна быть достаточной для обтягивания конусного дна метантенка. Регулировка температуры производится с помощью терморегулятора, например, типа АРТ-18-БН. В целях уменьшения теплопотерь в окружающую среду метантенк заключен в цилиндрический теплоизолирующий кожух.
Заявленное устройство иллюстрируется чертежом, где на фигуре схематически показан его вид сбоку в поперечном разрезе.
Метантенк представляет собой резервуар в виде вертикальной цилиндрической емкости 1 с конусным днищем 2 и сферическим куполом 3, установленный на опорах 4, заключенный в цилиндрический теплоизолирующий кожух 5.
Установка работает следующим образом.
Для создания анаэробности сбраживания в резервуар 1 через загрузочную воронку 8 и патрубок для подвода органических отходов 6 загружается вода до его заполнения (до уровня сферического купола). Далее вода сливается на часть объема резервуара, при котором патрубок 6 остается частично загруженным в воду. Следующим этапом в резервуар через воронку 8 и патрубок 6 загружается разжиженный свежий навоз (помет) с влажностью 92-93% до его заполнения (до уровня сферического купола). При этом навозом сначала загружается воронка 8, после заполнения которой открывается вентиль 7 и навоз самотеком стекает в емкость резервуара. Сферическая форма купола метантенка образует емкость для скапливания образующегося биогаза и способствует его выходу в атмосферу через патрубок 9. Получаемый биогаз аккумулируется в газгольдере.
Выгрузка переработанных отходов (эффлюента) осуществляется периодически через патрубок 10 и вентиль 11 выгрузного устройства в конусном днище резервуара. При этом объем выгружаемой массы должен соответствовать следующей дозе загрузки свежей порции навоза (помета), что исключает переполнение реактора и забивание отверстия патрубка для выхода биогаза.
Давление в емкости отслеживается при помощи датчика манометра 12, установленного в сферическом куполе метантенка.
Конусная форма днища обеспечивает качество выгрузки переработанных отходов, а сферический купол и удлиненный патрубок для подвода органических отходов предотвращают попадание воздуха в резервуар и обеспечивают сбраживание органических отходов с высокой степенью надежности.
Температура сбраживания в 36-42°C поддерживается нагревающей лентой 13 и терморегулятором 14. Сохранению теплового режима способствует кожух 5, в котором заключено устройство.
3
В случаях использования метантенка небольшого объема (0,7-1,0 м) отпадает необходимость применения дополнительного перемешивающего устройства, т.к. при малых объемах резервуаров создаются условия для протекания активного спонтанного перемешивания сбраживаемой массы.
Полезная модель обеспечивает надежность и стабильность работы метантенка, простоту в изготовлении и эксплуатации, способствует его использованию в животноводческих хозяйствах для получения из органических отходов биогаза, удобрений и кормовых добавок.