МЕТАНТЕНК С БОКОВОЙ ЗАГРУЗКОЙ

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, A01C3/00, C02F11/04, 27.02.2001; RU №2284967, C02F11/04, A01C3/00, 10.10.2006, RU №124261, C05F3/00, 20.01.2013), содержащие резервуары различной конструкции, например 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 метантенка.
Известны устройства метантенков (см. RU №124261, C05F3/00, 20.01.2013; RU №142699, C05F3/06, C12M1/107, 18.10.2013), содержащие резервуар в виде вертикальной цилиндрической емкости с патрубками для подвода органических отходов, выгрузки отработанного субстрата и отвода биогаза, заключенный в теплоизолирующий кожух. При этом у ближайшего прототипа (см. RU №142699, C05F3/06, C12M1/107, 18.10.2013) патрубок для подвода органических отходов выполнен в виде внутренней трубки длиной не менее 1/3 высоты емкости, который в процессе загрузки навоза (помета) остается заглубленным в субстрат и выполняет функцию затвора.
Известная 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 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 анаэробного сбраживания разжиженных органических отходов, содержащий резервуар вертикальной цилиндрической емкости с конусным днищем и сферическим куполом, с патрубками для подвода органических отходов, выгрузки отработанного субстрата и отвода биогаза, заключенный в теплоизолирующий кожух, отличается тем, что, с целью исключения попадания воздуха в емкость и для удобства загрузки, загрузочная воронка (патрубок для подвода органических отходов) установлена в боковой стенке метантенка на уровне 2/3 части по высоте от днища. При этом воронка снабжена внутренним задерживающим (односторонним) клапаном, выполняющим роль затвора, исключающего возможность обратного выхода навоза в загрузочную воронку.
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 патрубками для загрузки свежего навоза (помета) и выгрузки переработанного субстрата (эффлюента) с датчиком давления.
Заявленное устройство иллюстрируется чертежом, где на фигуре схематически показан его вид сбоку в поперечном разрезе.
Метантенк состоит из вертикального цилиндрического резервуара 1 с конусным днищем 2 и сферическим куполом 3, установленного на опорах 4.
В загрузочной воронке (патрубке) 6 установлен задерживающий клапан 7, выполненный, например, из гибкой (резиновой) трубки, внешний край которой задернут на корпусе загрузочного патрубка 6. Клапан 7 является односторонним и исключает возможность обратного выхода воды и навоза.
Патрубок 6 герметично закрывается съемной крышкой 8. При загрузке метантенка через патрубок 6 навоз выдавливает клапан 7, который открывается под давлением и закрывается обратно по окончании процесса загрузки, исключая возможность обратного выхода навоза наружу. Кроме того, герметичность клапана 7 обеспечивает анаэробность процесса внутри метантенка.
Для поддержания температуры сбраживания используется нагревающая лента, обтягивающая конусное дно метантенка, например, типа ЭНГЛ-1. При этом регулировка температуры производится с помощью терморегулятора, например, типа АРТ-18-БН. В целях уменьшения теплопотерь в окружающую среду метантенк заключен в цилиндрический теплоизолирующий кожух 5.
Установка работает следующим образом.
Для создания анаэробности сбраживания в резервуар 1 через патрубок 6 подается вода до нижнего конца крышки 8. Далее вода сливается до 2/3 объема резервуара, при котором загрузочный клапан 7 остается частично загруженным в воду. Следующим этапом в резервуар 1 через патрубок 6 загружается разжиженный свежий навоз (помет) с влажностью 92-93% до заполнения 2/3 части объема метантенка. При этом навозом сначала загружается патрубок 6, который по клапану 7 самотеком поступает в емкость метантенка. Клапан 7 выступает и как анаэробный затвор. Сферическая форма купола метантенка образует емкость для скапливания производимого биогаза и способствует его отводу 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 свежей дозе загрузки новой 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 установленный загрузочный патрубок с клапаном предотвращает попадание воздуха в резервуар и обеспечивает сбраживание органических отходов с высокой степенью надежности, а также технологически упрощает загрузку метантенка. Температура сбраживания в 18-20°С поддерживается нагревающей лентой 13 и терморегулятором 14.
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.