УСТАНОВКА ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА В ЖИВОТНОВОДЧЕСКОМ ПОМЕЩЕНИИ
PLANT FOR RECYCLING CARBON DIOXIDE IN LIVESTOCK BUILDING

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к охране окружающей среды от вредных выбросов животноводческих помещений и получению экологически чистых консервантов, преимущественно углекислого газа.
Известно устройство для утилизации углекислого газа из животноводческих помещений (авт. св. СССР 1554842, А01К 1/00) по средствам трубчатой камеры, разделенной посредством стеклянной перегородки на две секции, одна из которых расположена в помещении для выращивания животных, а другая - в растильне, при этом газообменный аппарат установлен в помещении для выращивания животных за стеклянной перегородкой, а газоотводные и газоподводящие трубы расположены соответственно в нижней части помещения для выращивания животных и растильне. Растильня и помещение для выращивания животных связаны между собой и атмосферой посредством воздушных отверстий с заслонками, а растильня ориентирована на юг. Газообменный аппарат выполнен в виде градирни с отстойником для хлореллы, имеющим спускное устройство, при этом кожух градирни с внешней стороны снабжен теплообменными ребрами.
Недостатками данного устройства являются сложность конструкции из-за наличия газообменного аппарата и стеклянных трубчатых камер, а также низкая надежность эксплуатации в связи с большим наличием стеклянных деталей.
Известна система утилизации выбросов вредных примесей (патент №2468569, A01G 7/02) в воздухе животноводческих помещений, обеспечивающая подкормку растений углекислым газом и азотными удобрениями за счет подачи воздуха со смесью газов по трубопроводам из животноводческого помещения в систему аэрационного дренажа почвенного слоя теплиц. Воздух, отбираемый из животноводческого помещения, направляется через систему трубопроводов в дренажную систему площадок для приготовления субстратов из древесной коры и прочих органических материалов в периоды между культурооборотами, а в периоды активного роста и развития растений - направляется через дренажную сеть теплиц в адсорбирующее устройство, представляющее собой слой тепличного грунта высотой 0,25 0,3 м.
Недостатком данной системы является не полная утилизация вредных примесей из животноводческого помещения, которые попадают в окружающую среду через дренажную сеть теплицы.
Известно устройство (патент №2419282, А01К 1/00) для очистки воздушных выбросов животноводческих комплексов с использованием растений, которое содержит емкости для выращивания растений, воздушный насос, систему трубопроводов для отвода загрязненного воздуха. Трубопроводы для отвода загрязненного воздуха установлены под коньком животноводческого комплекса, при этом выход воздушного насоса соединен через нагреватель с трубопроводами аэрационного дренажа, установленными на глубине от 10 до 25 см от поверхности почвы и расположенными в теплице. Изобретение обеспечивает биологическую очистку воздушной среды от аммиака, сероводорода и углекислого газа и поступление насыщенного кислородом воздуха вновь в животноводческое помещение.
Недостатком данного способа является расположение воздухозаборников, не обеспечивающее полное удаление углекислого газа из животноводческого помещения, а также приводящее к чрезмерным потерям тепла в зимний период.
2
4
3
Известна установка для санитарной обработки воздуха (патент №2244561, МКИ A61L 9/00, F24F 3/16), содержащая вентилятор, нагреватель, форсуночную оросительную камеру, насос и воздуховод, при этом форсуночная оросительная камера выполнена двухсекционной с двумя поддонами, заполненными водой и загруженными адсорбентами сульфата алюминия Al(SO) в одном поддоне и негашеной известью СаО в другом, в секциях установлены сепараторы, воздухораспределитель, клапаны переключения секций при раздельной очистке воздуха от аммиака и углекислого газа, а также сетчатые фильтры защиты форсунок от пыли, а воздуховод выполнен треугольный формы в поперечном сечении.
Известная установка не позволяет осуществлять сбор углекислого газа, который в дальнейшем может быть использован как консервант.
Задача изобретения - создание конструкции, которая осуществляет сбор выбросов животноводческого помещения, очистку воздуха и сбор углекислого газа с последующим его использованием в заготовке консервированных кормов.
Технический результат состоит в расширении функциональных возможностей, установка позволяет повысить степень очистки загрязненного воздуха в животноводческом помещении, утилизировать углекислый газ путем сбора в баллоны для дальнейшего использования в качестве консерванта кормов.
Технический результат достигается тем, что установка для утилизации углекислого газа в животноводческом помещении, содержащая компрессор для закачивания газа, блок очистки, систему трубопроводов, емкость для хранения газа, согласно изобретению содержит воздухозаборники, установленные в нижней части животноводческого помещения, вентилятор, соединенный системой трубопроводов с воздухозаборниками, накопительную емкость для загрязненного воздуха с обратным клапаном для предотвращения выхода загрязненного воздуха из накопительной емкости, компрессор для сжатия загрязненного воздуха, ресивер для накопления загрязненного воздуха, соединенный трубопроводом с компрессором, ресивер для накопления газа, соединенный с блоком очистки, при этом блок очистки выполнен в виде мембранного фильтрационного блока с мембранным картриджем, обеспечивающим отделение углекислого газа и очистку воздуха, состоящим из пористого полимерного волокна с газоразделительным слоем, емкость для хранения газа выполнена в виде баллонов для последующего использования в качестве консерванта.
На фиг. 1 показано предлагаемое устройство. На фиг. 2 представлена схема работы устройства.
Устройство содержит:
- воздухозаборники 1, установленные в нижней части животноводческого помещения;
- вентилятор 3, соединенный системой трубопроводов с воздухозаборниками 1;
- накопительную емкость для загрязненного воздуха 5 с обратным клапаном 4 для предотвращения выхода загрязненного воздуха из накопительной емкости 5;
- компрессор 6 для сжатия загрязненного воздуха;
- ресивер 7, обеспечивающий удаление конденсата, соединенный трубопроводом с компрессором 6;
- мембранный фильтрационный блок 9, соединенный трубопроводом 8 с вентиляционной системой 2;
- ресивер 11 с клапаном для накопления углекислого газа, соединенный с блоком 9;
- компрессор 10, снабженный клапаном для закачивания углекислого газа в баллоны 12.
Мембранный фильтрационный блок 9 состоит из сменного мембранного картриджа и корпуса. Мембрана состоит из пористого полимерного волокна с нанесенным на его внешнюю поверхность газоразделительным слоем. Пористое волокно имеет сложную асимметричную структуру, плотность полимера возрастает по мере приближения к внешней поверхности волокна. Применение пористых подложек с асимметричной структурой позволяет разделять газы при высоких давлениях (до 6,5 МПа). Толщина газоразделительного слоя волокна не превышает 0,1 мкм, что обеспечивает высокую удельную проницаемость газов через полимерную мембрану и обеспечивает высокую степень очистки. Плотность упаковки волокон в картридже достигает значений 500-700 квадратных метров волокна на один кубический метр картриджа, что позволяет минимизировать размеры мембранного блока 9.
Разделение смеси с помощью мембранного блока 9 происходит поэтапно за счет разницы парциальных давлений на внешней и внутренней поверхностях половолоконной мембраны. Газы, «быстро» проникающие через полимерную мембрану, поступают внутрь волокон и выходят из мембранного картриджа через один выходной патрубок. Газы, «медленно» проникающие через мембрану, выходят из мембранного модуля через второй выходной патрубок.
Устройство работает следующим образом.
На фиг. 2 приведена схема работы установки.
Загрязненный воздух из животноводческого помещения засасывается в установку через воздухозаборники 1 с помощью вентилятора 3, который накачивает загрязненный воздух (газовоздушную смесь) в накопительную емкость 5. Обратный клапан 4 предотвращает выход газовоздушной смеси из емкости 5. Из накопительной емкости 5 загрязненный воздух (газовоздушная смесь) компрессором 6 через ресивер 7 подается на мембранный фильтр 9. С помощью блока 9 происходит удаление влаги, отделение углекислого газа и очистка загрязненного воздуха от аммиака, пыли и иных примесей. Углекислый газ (75-80% степень очистки) после фильтрации собирается в накопительной емкости 11, а очищенный воздух (газовоздушная смесь), состоящий преимущественно из азота с небольшими примесями, возвращается через трубопровод 8 в вентиляционную систему 2. Вода и пыль осаждаются в мембранном фильтре 9. Из накопительной емкости 11 углекислый газ посредством компрессора 10 закачивается в газовые баллоны 12 для дальнейшего использования в хозяйстве, например при заготовке сенажа.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет очистить загрязненный воздух в животноводческом помещении и получить дешевый экологически безопасный консервант для заготовки кормов, в частности сенажа.