БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
BIOENERGY COMPLEX

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к комплексам для переработки органических отходов сельскохозяйственного производства в анаэробных условиях, и может быть использовано для производства биогаза.
Известен биоэнергетический комплекс, содержащий метантенк, коллектор солнечной энергии, нагреватель сбраживаемой массы [1].
Известен биоэнергетический комплекс с использованием солнечной энергии для обогрева сбраживаемой биомассы, содержащий метантенк с системой загрузки и выгрузки биомассы, солнечный коллектор с трубопроводами [2].
Наиболее близким по технической сущности комплексом к предлагаемому является биоэнергетическая установка для производства биогаза [3].
Недостатком известного биоэнергетического комплекса является: низкая эффективность двигателя Стерлинга в виде термомеханического генератора с распложенной со стороны днища двигателя биогазовой горелкой. Расходуется биогаз для выработки электрической энергии, которая в свою очередь тратится в электронагревателе.
В период отсутствия солнечного излучения значительно снижается производительность гелиоколлектора. Существующая водяная рубашка в метантенке не обеспечивает глубокий прогрев биомассы.
Механизм перемешивания биомассы затрачивает значительную мощность в силу своего несовершенства.
Целью изобретения является обеспечение стабильного обогрева сбраживаемого субстрата и гарантированного минимума автономного энергосбережения локальных потребителей.
Биоэнергетический комплекс содержит метантенк со змеевиком, расположенным в геометрическом центре метантека, теплоизоляцией, шнековое перемешивающее устройство, загрузочным и выгрузочным патрубками биомассы, трубопроводы подачи биогаза в газгольдер. Комплекс снабжен ветроэнергетической установкой, позволяющей в период отсутствия солнечного излучения поддерживать температуру в интервале 47-55°С в метантеке, котлом АоГВ и гелиоколлектором с баком-аккумулятором. Наличие ветроэнергетической установки с ТЭНом и гелиоколлектором позволяет существенно повысить надежность работы метантенка, снизить потребление вырабатываемого биогаза на собственные нужды за счет энергии солнечного излучения и энергии ветра.
В результате использования предлагаемого изобретения повышается КПД и надежность работы биоэнергетического комплекса для получения биогаза в условиях отсутствия централизованного источника электрической энергии, появляется возможность обеспечения гарантированного минимума энергообеспечения локальных потребителей.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что биоэнергетический комплекс, содержащий метантенк со змеевиком, расположенным в геометрическом центре метантека, теплоизоляцией, шнековым перемешивающим устройством, обеспечивающим с меньшими затратами энергии эффективное перемешивание верхних и нижних слоев биомассы, загрузочным и выгрузочным патрубками, трубопроводы для отвода биогаза, котел АоГВ для нагрева теплоносителя в виде незамерзающей жидкости на основе этиленгликоля (далее теплоноситель), трубопровод для подачи биогаза, газгольдер, гелиоколлектор с баком-аккумулятором и ветроэнергетическую установку, способен производить биогаз и значительно его экономить благодаря наличию котла АоГВ, гелиоколлектора с баком-аккумулятором и ветроэнергетической установки с ТЭНом, который в период отсутствия солнечного излучения поддерживает температуру в интервале 47-55°С в метантенке.
В период отсутствия солнечного излучения теплоноситель подогревается ТЭНом от ветроэнергетической установки, в период отсутствия ветра и солнца теплоноситель подогревается котлом АоГВ, работающим на биогазе от газгольдера. Вырабатываемый биогаз частично подается для использования в котле АоГВ, а большая его часть - локальным потребителям.
Работа биоэнергетического комплекса согласно технологической схеме, представленной на чертеже, осуществляется следующим образом: исходная биомасса в виде органических отходов животноводства через загрузочный патрубок 7 загружается в метантенк 3 со змеевиком 4, шнековым перемешивающим устройством 5 и теплоизоляцией 6, отработанная биомасса удаляется через выгрузочный патрубок 20.
Необходимый температурный режим процесса анаэробного сбраживания биомассы в метантенке 3 обеспечивается посредством преобразования солнечной энергии в тепловую энергию в гелиоколлекторе 11, а накапливаемый в баке-аккумуляторе 9 теплоноситель через вентиль 10 и трубопровод 12 поступает в змеевик 4 метантенка 3.
В период отсутствия солнечного излучения подогрев теплоносителя осуществляется ТЭНом 13, установленном в баке-аккумуляторе 9, электрически запитанном от ветроэнергетической установки 14.
В процессе анаэробной бактериальной деструкции органических веществ биомассы в метатенке 3 выделяется биогаз, который через трубопровод отвода биогаза 2 накапливается в газгольдере 1.
Далее осуществляется утилизация получаемого биогаза: часть биогаза используется путем непосредственного сжигания в бытовых отопительных газовых приборах, часть его идет по мере необходимости, в периоды отсутствия солнечного излучения и безветренную погоду, по трубопроводу подачи биогаза 16 для сжигания в котле АоГВ 8.
Теплоноситель, нагретый до необходимой температуры, от котла АОГВ 8 по трубопроводу 15 через вентиль 17 поступает в змеевик 4 метантенка 3.
Для повышения эффективности работы котла АоГВ в трубопровод обратной подачи теплоносителя 18 встроен циркуляционный насос 19. Таким образом, предлагаемое изобретение позволит, используя для подогрева биомассы в метатенке гели о коллектор и ветроэнергетическую установку, значительно снизить потребление биогаза на собственные нужды.
Литература
1. Авторское свидетельство СССР №1745707, БИ№25, 1992 г.
2. Авторское свидетельство СССР №1527191, 06.07.1987 г.
3. Авторское свидетельство RU №2284967, 10.10.2006 г.