УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БИОГАЗА ПРИ АНАЭРОБНОЙ ФЕРМЕНТАЦИИ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ

Полезная модель относится к биогазовым технологиям и предназначена для получения биогаза при анаэробной ферментации органических отходов.
Известно устройство для перемешивания субстрата с подогревом (см. пат.106138 RU; МПК B01F/06), содержащее биореактор для выработки биогаза, газгольдер для хранения биогаза, линию для отбора вырабатываемого биогаза в газгольдер, линию для подачи биогаза в рабочий объем биореактора с целью эрлифтного перемешивания субстрата и компрессор, обеспечивающий подачу биогаза в биореактор, линия для подачи биогаза содержит проточный обогреватель.
Недостатками данного устройства является неравномерное распределение биогаза, поступающего на перемешивание и, следовательно, низкая эффективность перемешивания всего объема биомассы в биореакторе. Известно (Гельперин Н.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. В двух книгах. - М.: Химия, 1981. - 812 с., ил.), что данная конструкция устройства перемешивания применяется только в биореакторах малого диаметра, что также ограничивает область применения данного устройства.
Наиболее близким техническим решением к заявленному является барботажное перемешивающее устройство, представляющее собой аппарат со спиральным трубчатым барботером, патрубками входа и выхода газа. Трубчатый барботер расположен в нижней части аппарата и выполнен из трубы, изогнутой в форме плоской спирали с просверленными в ее стенках отверстиями для выхода газа (Гельперин Н.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. В двух книгах. - М.: Химия, 1981. - 812 с., ил.).
Известно, что барботажное перемешивание заключается в пропускании газа через слой жидкости.
Недостатком известного технического решения является недостаточная эффективность и интенсивность перемешивания, что обусловлено плоской формой спирали, вследствие чего происходит слияние всплывающих пузырей газа и снижение площади поверхности контакта жидкой и газообразной фаз.
Техническим результатом заявленного устройства является повышение эффективности и интенсивности процесса перемешивания биомассы.
Технический результат достигается тем, что устройство для получения биогаза при анаэробной ферментации органических отходов, содержит биореактор для получения биогаза, трубопровод для подачи производимого биогаза, трубопровод подачи биогаза в устройство перемешивания барботажного типа, расположенное в нижней части биореактора и выполненное в виде газораспределителя с равномерно расположенными отверстиями. Газораспределитель выполнен из трубы, изогнутой в виде вертикальной спирали в форме конуса, обращенного основанием вниз.
Выполнение газораспределителя из трубы, изогнутой в виде вертикальной спирали в форме конуса, обращенного основанием вниз, обеспечивает равномерность распределения выходящего биогаза в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Это позволяет уменьшить слияние всплывающих пузырей и увеличить площадь поверхности контакта газообразной фазы биогаза и жидкой фазы биомассы, вследствие чего пузыри биогаза увлекают за собой и равномерно распределяют больший объем биомассы. Это способствует повышению эффективности и интенсивности процесса перемешивания биомассы.
Сравнение предлагаемого технического решения с прототипом позволяет установить наличие отличительных от прототипа признаков, а именно выполнение газораспределителя из трубы, изогнутой в виде вертикальной спирали в форме конуса, обращенного основанием вниз.
Следовательно, заявленное техническое решение соответствует критерию «новизна».
Повышение эксплуатационной надежности устройства, заключающееся в отсутствии движущихся частей и элементов, позволяет широко его использовать, что доказывает соответствие критерию «промышленная применимость».
Устройство для получения биогаза при анаэробной ферментации органических отходов поясняется графическим материалом.
На фиг.1 изображена схема данного устройства; на фиг.2 - разрез А-А.
Устройство для получения биогаза при анаэробной ферментации органических отходов, содержит биореактор 1, трубопровод 4 для подачи производимого биогаза, трубопровод 3 для подачи биогаза в устройство перемешивания барботажного типа. Устройство перемешивания барботажного типа расположено в нижней части биореактора 1 и выполнено в виде газораспределителя 2 с равномерно расположенными отверстиями 5.
Устройство работает следующим образом.
В процессе анаэробной ферментации в биореакторе 1 выделяется биогаз, который поступает в трубопровод 3. Для перемешивания биомассы, находящейся в биореакторе 1, через трубопровод 3 подается биогаз в газораспределитель 2. При выходе из отверстий 5 газораспределителя 2, газ в виде пузырей проходит через всю толщу биомассы перемешивает ее. Выполнение газораспределителя 2 в виде спирали в форме конуса с равномерно расположенными отверстиями 5 позволяет равномерно распределять пузыри газа по горизонтальному и вертикальному сечениям биореактора 1.
Таким образом, равномерное распределение биогаза приводит к равномерному перемешиванию биомассы и увеличению площади поверхности контакта газообразной фазы и жидкой фазы биомассы, вследствие чего повышается эффективность и интенсивность процесса перемешивания биомассы.