УСТАНОВКА ДЛЯ АНАЭРОБНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ

Заявляемая полезная модель относится к области сельского хозяйства и может быть использована для анаэробной переработки органических отходов животного и растительного происхождения, производства биогаза и приготовления удобрений из навоза животных и отходов сельскохозяйственного производства.
Известно техническое решение по патенту РФ №2315721, МПК С02F 3/28, С02F 11/04, от 03.04.2006, в котором герметично закрытая емкость разделена с помощью вертикальных перегородок, сообщающихся между собой, набора переливных перегородок, установленных на разной высоте относительно дна корпуса биореактора и зеркала жидкости в нем.
Известно также техническое решение по патенту РФ №2056393, «Установка для переработки отходов животноводства и производства удобрений», МПК С05F 3/06, от 19.03.1993, содержащая блоки нейтрализации и очистки, компремирования и хранения газа. К отличительным особенностям данного решения можно отнести нахождение перед матантенком, на линии подачи подогретого навоза газожидкостного эжектора, а в метантенке установлен эрлифтный барботер. К недостаткам данного решения можно отнести большое количество громоздкого оборудования и наличие твердой фракции после окончания цикла переработки.
Наиболее близким к заявляемой установке по технической сущности можно отнести «Установку для анаэробной переработки органических отходов животного и растительного происхождения, производства биогаза и жидкого органического удобрения».
Установка для анаэробной переработки органических отходов животного и растительного происхождения, содержит биореактор с нагревателем биомассы, систему подачи предварительно подогретого и измельченного исходного сырья, систему интенсивного перемешивания биомассы, систему удаления биогаза из реактора с вакуумным насосом, систему управления технологическим процессом, систему выгрузки и розлива готового продукта, биореактор установки выполнен в виде герметичной емкости цилиндрической формы с размещенными в ней, с зазором с ней и между собой, по принципу «матрешки», емкостями, при этом биореактор снабжен дополнительной боковой мешалкой, установленной под углом λ° относительно горизонта.
Данное техническое решение принято за ближайший аналог (прототип).
К недостаткам данного технического решения можно отнести то, что в известной установке предварительный подогрев исходного сырья осуществляется естественным путем.
Задачей заявляемого технического решения является повышение производительности и надежности работы установки при непрерывном технологическом процессе.
Предлагаемое техническое решение содержит биореактор с нагревателем биомассы, выполненным в виде герметичной емкости цилиндрической формы с размещенными в ней, с зазором с ней и между собой, по принципу «матрешки» емкостями, систему подачи предварительно подогретого и измельченного исходного сырья, систему интенсивного перемешивания биомассы, систему удаления биогаза из реактора с вакуумным насосом, систему управления технологическим процессом и систему выгрузки и розлива готового продукта.
Отличительными особенностями заявляемого технического решения является следующее:
- система предварительного подогрева исходного сырья выполнена в виде змеевика установленного в емкости предварительного подогрева и перемешивания сырья и сообщающегося с биореактором.
Анализ совокупности существенных признаков заявляемого технического решения, обеспечивающих его отличие от известных решений, указывает на соответствие этого решения критерию «НОВИЗНА».
Возможность осуществления заявляемой полезной модели и использование ее при анаэробной переработке органических отходов растительного и животного происхождения, производства биогаза и жидкого органического удобрения указывает на соответствие этого решения критерию «ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ».
Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежами, где изображено:
- на фиг.1 - установка для анаэробной переработки органических отходов животного и растительного происхождения, производства биогаза и жидкого органического удобрения;
Установка для анаэробной переработки органических отходов животного и растительного происхождения, производства биогаза и жидкого органического удобрения содержит приемный бункер 1, емкость 2 для перемешивания и предварительного нагрева отходов, емкость 3 с гидрозатвором, биореактор 4, боковую мешалку 5, устаноленную под углом λ относительно горизонта. Установка имеет несколько насосов, обеспечивающих непрерывность процесса: вакуумный насос 6 для откачки биогаза из биореактора 4, погружной насос 7 с измельчителем для перемешивания и подачи исходного сырья из приемного бункера 1 в подготовительную емкость 2, погружной насос 8 с измельчителем для перемешивания, подачи сырья из подготовительной емкости 2 в реактор 4, погружной насос 9 для системы предварительного нагрева сырья и откачки готового удобрения, насосы 10, 11, 12 для интенсивного перемешивания, создания вращательного движения всей биомассы против часовой стрелки и разбития поверхностной корки биомассы в емкостях A, B, C, D, размещенных по принципу «матрешки» в биореакторе 4. Газовый котел 13, работающий на биогазе, производимом установкой, блок управления 14 установки. Теплообменники 15 и 16 соответственно емкостей А и В, теплоизоляция 17 биореактора 4, ревизионный люк 18, линию розлива готового продукта 19, змеевик 20 для предварительного подогрева исходного сырья.
Емкость А смонтирована от дна биореактора 4, с превышением над зеркалом жидкости в нем и с недоходом до крышки биореактора 4, при этом емкость А имеет теплообменник 15 в полости которого циркулирует теплоноситель (вода) разогретая при помощи газового котла 13, а в нижней части емкости А имеются окна для прохождения биомассы в емкость В (на чертеже не указаны).
Емкость В смонтирована от дна биореактора 4, с превышением над зеркалом жидкости в нем и с недоходом до крышки биореактора 4. Емкость В имеет теплообменник 16 в полости которого циркулирует теплоноситель (вода).
Емкость С смонтирована с недоходом до дна биореактора 4, а ее верхняя часть является крышкой биореактора 4 с теплоизоляцией 17.
Емкость D - наружный цилиндр биореактора 4 с теплоизоляцией 17 и ревизионным люком 18. В наружный цилиндр биореактора 4 смонтирована дополнительная боковая мешалка 5, установленная под углом λ относительно горизонта.
Установка работает следующим образом:
при поступлении разведенного водой исходного сырья в приемный бункер 1, включается насос 7, перемешивает и измельчает сырье, подает его в подготовительную емкость 2. Емкость 2 предварительно заполнена на 1/3 перебродившим, разогретым, с помощью змеевика 20, сырьем для предварительного осеменения исходного сырья. Змеевик 20 сообщается с биореактором 4. Затем включается насос 8, который перемешивает, измельчает и подает сырье в емкость А биореактора 4. Последующие порции исходного сырья подготавливаются аналогично.
Постепенно заполняется емкость А биореактора 4 и вместе с ней заполняется емкость В через окна в нижней части емкости А. Одновременно происходит нагрев поступающего сырья теплообменниками 15 и 16.
Достигнув верхней кромки емкости В сырье переливается в емкость С и одновременно заполняет емкости С и D.
При достижении необходимого уровня в емкостях С и D, процесс загрузки сырья прекращается, начинается процесс сбраживания при интенсивном перемешивании насосами 10, 11, 12 и дополнительной боковой мешалки 5. Теплообменники 15 и 16 при помощи газового котла 13 поднимают температуру сырья до 30-40 градусов (мезофильная фаза процесса), при которой начинается выделение биогаза. Включается вакуумный насос 6, который откачивает из биореактора 4 полученный биогаз и подает его в газовый котел 13 для поддержания нужной температуры в биореакторе 4, обеспечивая необходимые параметры по вакууму. Дальнейшее повышение температуры сырья переводит процесс его переработки из мезофильной в термофильную фазу. Термофильный режим работы биореактора 4 происходит при температуре 52-54 градуса. По окончании процесса брожения, возобновляется загрузка исходного сырья в емкость А, а готовое удобрение из емкости D в емкость гидрозатвора 3, откуда оно подается на линию розлива 19 с одновременным подогревом исходного сырья с помощью змеевика 20 в подготовительной емкости 2.
Использование данного технического решения - установки для анаэробной переработки органических отходов животного и растительного происхождения, производства биогаза и жидкого органического удобрения, позволило повысить ее производительность и надежность при непрерывности технологического процесса.