БИОГАЗОВАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к биотехнологии, а именно к устройствам для ферментативной переработки отходов растительного и животного происхождения, бытовых отходов, в том числе отходов лесной и деревообрабатывающей промышленности, ботвы, стеблей растений, навоза животных и птицы, сточных вод для получения биогаза и органического экологически чистого удобрения.
5
Известна установка для сбраживания навозной массы, содержащая корпус с загрузочным и выгрузным люками, патрубком отвода биогаза. Корпус содержит накопительную, бродильную и разгрузочную камеры, отделенные одна от другой днищами, установленными под углом естественного схода массы. Наклонные днища разгрузочной и бродильной камер снабжены нагревательными электропанелями с терморегуляторами, а днища накопительной и бродильной камер - шиберными заслонками для разгрузки камер. Кроме того, установка снабжена устройством для перемешивания биомассы, выполненным в виде приводных валов с закрепленными на них лопатками, установленными горизонтально в бродильной и разгрузочной камерах (см. а.с. SU, 1825583, МКИ А01С 3/00).
Недостатком известной установки является ее пожароопасность, обусловленная наличием большого количества отверстий в корпусе для установки вращающихся валов механизмов перемешивания биомассы и открывания шиберных заслонок днищ камер, что ведет к утечке биогаза из корпуса через уплотнения, накоплению его около корпуса и часто к возгоранию установки. Кроме того, наличие большого количества приводных механизмов установки усложняет ее обслуживание и требует затрат электроэнергии.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является биореактор, содержащий корпус с патрубками для подачи перерабатываемой биомассы, слива готового удобрения, отвода биогаза, устройство для прогрева биомассы, барботажное устройство, включающее вертикальный газопровод, переходящий в горизонтальные отводы, снабженные форсунками, и вертикальные трубы, размещенные в объеме биомассы и взаимодействующие с форсунками, при этом патрубки для подачи перерабатываемой биомассы и слива готового удобрения размещены на одной торцовой стенке корпуса, устройство прогрева биомассы выполнено в виде узкого прямоугольного бака, заполненного подогреваемой водой с высотой, превышающей уровень заполнения корпуса биомассой, при этом узкий прямоугольный бак установлен по продольной оси корпуса, одной торцовой стенкой примыкая к торцовой стенке корпуса со стороны загрузки и выгрузки на равном расстоянии от боковых стенок корпуса, совпадающем с расстоянием между вторыми торцовыми стенками узкого прямоугольного бака и корпуса, причем горизонтальные отводы барботажного устройства размещены внизу и вдоль боковых стенок узкого прямоугольного бака, а форсунки размещены равномерно по длине горизонтальных отводов, при этом узкий прямоугольный бак делит днище корпуса на два участка, выполненных с наклоном в противоположные стороны под углом естественного схода массы (патент RU, №2208004, МКИ С05F 3/06, опубл. 10.07.2004).
Недостатком известного решения является сложность конструкции и значительное потребление энергии.
Задачей полезной модели является улучшение эксплуатационных характеристик биогазовой установки.
Техническим результатом полезной модели является упрощение конструкции и снижение энергозатрат биогазовой установки.
Технический результат достигается тем, что биогазовая установка содержит биореактор, корпус которого выполнен с патрубками для подачи перерабатываемой биомассы, слива готового удобрения, отвода биогаза, устройство для прогрева биомассы, барботажное устройство, включающее вертикальный газопровод, переходящий в горизонтальные отводы, при этом биореактор выполнен в виде одной камеры, а так же содержит компрессор для откачивания биогаза и перемешивания биомассы в биореакторе, за счет пропускания биогаза через биомассу, при помощи труб с односторонними клапанами, устройство прогрева биомассы, выполненное в виде теплообменника с теплоносителем, который нагревается в котле электричеством или газом, при этом дополнительно может содержать насос для подачи жидких органических удобрений в емкость расположенную выше уровня биогазовой установки или в сепаратор для преобразования жидких органических удобрений в твердые.
Фиг.1. общий вид установки
Фиг.2. вид сверху установки
Фиг.3. вид сбоку
Фиг.4. вид установки в изометрии
Фиг.5. вид размещения насоса в приямке
Фиг.6. вид сверху размещения внутри биореактора труб устройства обогрева биомассы, труб с односторонними клапанами перемешивающего устройства
Биогазовая установка содержит раму 1, мембранный расширительный бак 2, клапан редукционный 3, ресивер 4, клапан предохранительный 5, кран шаровой 6, котел электрический 7, система управления 8, компрессор 9, маслоотделитель 10, соленоидный вентиль 11, кран 12, насос напорный 13, кран шаровой 14, манометр 15, фильтр 16, биореактор 17, люк 18, смотровое стекло 19, кран шаровой 20, реле давления 21, насос фекальный 22, трубы системы обогрева биомассы 23, трубы с односторонними клапанами перемешивающего устройства 24.
3
3
Биогазовая установка может содержать один или несколько биореакторов. Биореактор состоит из герметичной емкости объемом от 0.001 м до 10000 мс люком для очистки и ремонта, с входными и выходными трубами, с фланцами для соединения труб снаружи и внутри биореактора. На раме биогазовой установки 1 смонтирована система отопления, выполненная из электрического либо газового котла 7, насоса 13, системы труб внутри реактора 17, соединенных с котлом 7, по которым циркулирует теплоноситель, датчиков температуры в системе отопления и в биореакторе, расширительного бака 2 и автоматики для поддержания постоянной температуры в биореакторе (в автоматическом исполнении). Система перемешивания состоит из системы труб с клапанами 24, по которым биогаз под давлением подается в биореактор, вызывая частичное перемешивание биомассы и разрушение корки. Система откачки газа состоит из манометров 15 (в том числе, электронных либо электроконтактных в автоматическом исполнении) с байпасными линиями (включая которые, можно снимать манометры), компрессора 9, системы управления 8. Система подачи отходов и выгрузки удобрений выполнена в виде труб. Для контроля уровня вещества в биореакторе на стенках имеется одно смотровое стекло 19, либо несколько, с системой промывки, с возможностью установки электронного датчика уровней.
Биореакторы установлены в горизонтальном положении. Все трубы снабжены кранами и задвижками.
Система управления 8 состоит из общего щита управления, отражающего состояние биореакторов, насосов, компрессоров и системы в целом, отдельных блоков управления с компрессорами, насосами и тепловыми системами на каждом биореакторе.
Приемник удобрений представляет собой закрытую стальную емкость или забетонированную яму с люком, в которую по трубам подаются удобрения для временного хранения. Биогазовая установка работает следующим образом.
Органические отходы попадают в приемник загрузки, далее, в случае необходимости, они разбавляются и гомогенезируются до определенной влажности. После этого фекальным режущим насосом 22 отходы подаются в биореактор.
При помощи системы отопления в биореакторе поддерживается постоянная температура. Температура от 20 до 60 градусов для психофильного, мезофильного, термофильного режимов.
При помощи компрессора из биореактора откачивается биогаз при превышении определенного давления. Таким образом, биореактор находится в разное время под повышенным и пониженным давлением. Пониженное давление ускоряет выход биогаза из отходов. 1-8 раз в день биогаз под давлением пропускают через систему перемешивания, для удаления корки и частичного перемешивания биомассы - это способствует быстрому образованию биогаза.
В результате использования биогазовой установки из органических отходов образуется биогаз (содержит метан, углекислый газ и другие вещества) и органические удобрения (содержат азот, фосфор, калий и другие вещества).
Влажность органических отходов можно понизить сепарированием или выпариванием с получением сухих органических отходов.
Предлагаемая полезная модель позволяет ускорять процессы переработки материала.