РЕАКТОР БИОЛОГИЧЕСКОГО ГАЗА

Полезная модель относится к области переработки отходов и может быть использована в коммунальном и сельском хозяйстве для ликвидации отвалов, свалок и отходов, содержащих органические компоненты, а также при переработке торфа, растительной биомассы и ее отходов.
Известно устройство для переработки органических отходов, состоящее из заборной емкости, соединенной с реактором, имеющим гидролизно-ферментационную, газовую, метанообразующую камеры, патрубки подвода исходной жидкости, отвода ила, осветленной жидкости и биогаза. Реактор имеет средства магнитного, светового и звукового воздействий на микроорганизмы, нагреватели, выполненные в виде конвекторов, расположенных соосно метанообразующим камерам, которые имеют иммобилизационное устройство и обогатитель биогаза метаном (RU, U1, №120098, 2012).
Недостатками известного решения является высокая энергоемкость процесса переработки и сложность установки.
Наиболее близким к заявленной полезной модели является реактор биогаза, содержащий крытую рабочую емкость с газоотводящим патрубком на крыше, патрубки для подачи суспензии перерабатываемого материала и отвода биошлама, а также лопаточное устройство для перемешивания перерабатываемого материала (RU, U1, №115350, 2012).
Недостатком известного решения является высокая энергоемкость процесса переработки при низкой его производительности.
Заявленная полезная модель направлена на снижение материалоемкости и энергоемкости переработки отходов, а также повышение производства биогаза на один кубометр реактора в час.
Указанный технический результат достигается тем. что в реакторе биологического газа, содержащем рабочую емкость с горизонтальным днищем, газоотводящий патрубок, патрубки для подачи суспензии перерабатываемого материала и отвода биошлама, а также средство формирования потока суспензии в емкости, рабочая емкость размещена в нижней части несущего корпуса, над ней установлена, по меньшей мере, одна дополнительная наклонно установленная рабочая емкость в виде лотка с перегородками на днище, ориентированными поперек потока суспензии, нижняя боковая поверхность дополнительного лотка установлена с зазором относительно стенки корпуса, при этом газоотводящий патрубок размещен на крыше несущего корпуса.
Смежные по высоте лотки установлены с наклоном в противоположные стороны и с зазорами у противоположных стенок корпуса.
Каждый дополнительный лоток снабжен перепускной трубой для биогаза.
Перегородки на днище лотка выполнены в виде в виде углового порога и трубчатого его фиксатора.
В перегородках под углом к их продольной оси выполнены прорези.
В трубчатом фиксаторе уголка размещен теплонагревательный элемент или термопара.
Стенки корпуса выполнены двойными с зазором между ними для подачи теплоносителя.
На фиг.1 представлена конструкция реактора.
Реактор выполнен в виде каскада рабочих лотков 1, установленных в несущем корпусе 2. На крыше корпуса 2 установлен газоотводящий патрубок 3. Корпус 2 может быть усилен ребрами 4 жесткости, выполненными из швеллера.
В боковой стенке корпуса 2 над верхним в каскаде лотком 1 размещен патрубок 5 для подачи суспензии перерабатываемого материала, а в донной части емкости - патрубок 6 для отвода отработанной массы переработанного материала. Помимо этого в днище корпуса 2 установлен патрубок 7 для отбора некоторого количества микроорганизмов, направляемого в блок подготовки исходного материала для переработки.
По своей длине рабочие лотки 1 меньше наиболее длинной фасадной стенки корпуса 2. Они установлены под утлом не более 5-6° к горизонту. Верхняя торцевая стенка каждого лотка 1 установлена вплотную к корпусу 2, а нижняя торцевая стенка имеет меньшую высоту по сравнению со смежными боковыми его стенками и расположена с зазором от стенки корпуса 2 над ниже расположенным лотком 1.
Каждый нижний лоток 1 наклонен в сторону, противоположную наклону смежного с ним вышерасположенного лотка 1.
Донная часть корпуса 2 предназначена для сбора и аккумулирования перерабатываемого материала.
Днища лотков 1 и корпуса 2 выполнены с перегородками в виде угловых порогов 8, прижимаемых потоком движущейся по лотку 1 суспензии перерабатываемого материала к трубчатым фиксаторам 9.
Фиксаторы 9 закреплены в стенках корпуса 2. В их полостях может устанавливаться теплонагревательный элемент или термопара (не показаны).
Каждый рабочий лоток 1 снабжен перепускной трубой 10 для перетока биогаза с нижних уровней к газоотводящему патрубку 3.
Стенки корпуса выполнены двойными с зазором 11 между ними для подачи теплоносителя.
Работа реактора осуществляется следующим образом.
Предварительно в перерабатываемый исходный материал в виде суспензии вводят затравку из взятой ранее переработанной массы материала, содержащую полезную микрофлору, после чего его вводят в верхний рабочий лоток 1 реактор. Материал самотеком плавно перемещается в нижнюю часть рабочей зоны. Благодаря перегородкам 8 на дне лотков 1 происходит перемешивание перерабатываемого материала за счет увеличения скорости потока при преодолении лих перегородок.
В процессе движения происходит выделение продуктов жизнедеятельности культуры полезных микроорганизмов, в том числе метана. Незначительный уклон днища рабочей емкости или лотков 1 позволяет предотвратить разрушение колоний микрофлоры, осуществляющей сбраживание с выделением метана.
Толщина слоя перерабатываемого материала в 150-300 мм предотвращает негативное влияние столба биомассы на процесс образования пузырьков биогаза и их укрупнение.
Выделившийся газ по перепускным трубам 10 и зазорам между торцами лотков 1 со стенками несущего корпуса 2 поднимается к газоотводящему патрубку 3, откуда его отводят потребителю.
Температура в реакторе поддерживается на оптимальном уровне посредством теплонагревательных элементов или теплоносителя, циркулирующего в полостях двойного корпуса.
Часть переработанного материала (90-95%) через патрубок 6 через гидрозатвор направляют в емкость-накопитель биошлама (суспензии органического удобрения), оставшуюся часть - через патрубок 7 - на рециркуляцию в качестве затравки предназначенной для ускорения процесса анаэробного сбраживания измельченного и обеззараженного материала, содержащего органические компоненты.