початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2065408

БІОГАЗОВА ВСТАНОВЛЕННЯ

Ім'я винахідника: Ільїн А.К .; Ковальов О.П .; Тимошенко В.А.
Ім'я патентовласника: Інститут проблем морських технологій Далекосхідного відділення РАН
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1994.04.05

Використання: переробка органічних відходів сельскохяйственного виробництва з метою отримання високоякісних органічних добрив і біогазу на сільськогосподарських підприємствах та приватних господарствах. Суть винаходу: біогазова установка являє собою реактор, всередині якого розміщений теплообмінник, що розділяє його на дві сполучені у верхній частині камери. Вільні кінці трубопроводу прийому і трубопроводу відведення виведені в нижню частину камер. Пристрій для подрібнення вихідної біомаси встановлено в трубопроводі прийому. Завантажувальний люк встановлено вище люка вивантаження для забезпечення гідростатичного підпору виходу готової продукції. Кожне переміщуючий пристрій виконаний у вигляді вертикального вала, на якому встановлені верхній і нижній ряд лопаток. Верхній ряд лопаток в першій камері встановлено плаваючим з можливістю переміщення уздовж вала для руйнування щільної кірки на поверхні сбраживаемой біомаси. Лопатки нижнього ряду встановлені з нахилом для забезпечення підйомного руху сбраживаемой маси вгору. Лопатки нижнього ряду в другій камері встановлені з нахилом для переміщення сбраживаемой маси вниз і в бік вільного кінця трубопроводу відведення готового органічного добрива. Пристрій для переміщення і пристрій для роздрібнення вихідної біомаси з'єднані з передачею за допомогою муфт і вводяться в дію за допомогою вітродвигуна. Утворений при зброджуванні органічної маси біогаз надходить в газгольдер, звідки розподіляється по споживачах. Поза реактора встановлено сонячний нагрівати і розширювальний бачок, з'єднані трубопроводами з теплообмінником. Реактор покритий шаром ізоляції.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до біоенергетики, а саме до пристроїв з переробки органічних відходів переважно сільськогосподарського виробництва з метою отримання високоякісних органічних добрив і біогазу. Винахід може знайти широке застосування на сельскохозйственних підприємствах і приватних господарствах.

Найбільш близьким технічним рішенням до заявляється є "Пристрій для виробництва біогазу з гною" [1] Даний апарат містить двокамерний біореактор і систему відбору біогазу. Біореактор виконаний U-подібної форми і забезпечений з'єднувальним трубопроводом, який повідомляє камери в нижній їх частині, в якому розміщені гвинтові ребра для перемішування рідини. Одна камера має перепускний вентиль і газопровід, що з'єднує камеру з газгольдером, друга камера тупикова. В результаті бродіння і виробництва газу тиск у камерах підвищується, але з першої камери йде постійний відбір газу в газгльдере, а в тупиковій збільшення виходу газу призводить до збільшення тиску на поверхню біомаси і перетікання її в першу камеру через нижній трубопровід. При досягненні певного рівня в тупиковій камері спрацьовує перепускний вентиль, газ перепускается в першу камеру, тиск в обох камерах вирівнюється і рівень біоамасси в тупиковій камері приходить в початковий стан. Таким чином відбувається постійне перемішування біомаси.

Загальними недоліками як аналога так і прототипу являеются:

• додатковий витрата теплової енергії для виходу установки на розрахунковий режим і його підтримку, за рахунок підвищених теплових втрат з боку зовнішньої поверхні сорочки, тому що її температура вище, ніж температура сбраживаемой маси;
• періодичний режим роботи, що призводить до зниження її експлуатаційної продуктивності за рахунок простоїв при завантаженні, вивантаженні і виходу на режим;
• відсутність пристрою для подрібнення вихідної біомаси, що не дозволяє безпосередньо використовувати відходи рослинництва.

В основу винаходу поставлена ​​задача підвищення експлуатаційної продуктивності установки за рахунок використання безперервного процесу експлуатації і підвищення економічності при використанні сонячної і вітрової енергії, розширення переліку вихідних компонентів.

Поставлена ​​задача вирішується тим, що в біогазової установки, яка містить реактор з вертикальною перегородкою, що розділяє реактор на дві камери, що містить і трубопровід прийому вихідної біомаси трубопровід відведення готового органічного добрива, пристрій перемішування сбраживаемой біомаси і систему відбору біогазу, а реакторі в якості вертикальної перегородки встановлений теплообмінник сонячної нагрівальної установки, а камери повідомлені між собою у верхній їх частині, причому вільні кінці трубопроводу прийому вихідної біомаси та трубопроводу відведення органічного добрива виведені відповідно в нижню частину першої камери і в нижню частину другої камери, причому верхня частина трубопроводу подачі вихідної біомаси виконана в вигляді завантажувального люка і встановлена ​​вище верхньої частини трубопроводу відведення органічного добрива, виконаного у вигляді люка вивантаження, робочі органи пристрої перемішування сбраживаемой маси виконані у вигляді двох рядів лопаток, поміщених на вертикальному валу в кожній камері, причому верхній ряд лопаток плаваючий і встановлений з можливістю переміщення вздовж вала, а лопатка нижнього ряду в першій камері встановлені з нахилом, що забезпечує переміщення сбраживаемой маси вгору, в другій з нахилом, що забезпечує переміщення біомаси вниз (в сторону відвідного трубопроводу). Крім того, в трубопроводі прийому вихідної біомаси встановлено пристрій для її подрібнення, в якості приводу пристрою роздрібнення вихідного матеріалу і пристрою для перемішування сбраживаемой маси встановлено вітродвигун, кінематично пов'язаний з валом кожного пристрою. Поділ реакторі на дві камери і наявність двох трубопроводів, виведених вище робочого рівня сбраживаемой маси в реакторі дозволяє забезпечити зигзагоподібний шлях руху сбраживаемой маси для досягнення необхідного часу перебування сбраживаемой маси в реакторі і безперервність роботи реактора під час експлуатації.

Плоский теплообмінник, розміщений в товщі сбраживаемой маси дозволяє з найбільшою ефективністю передати їй всю теплоту, що надходить від солечного нагрівачів. Таке розміщення теплообмінника дозволяє зменшити теплові втрати від зовнішніх стінок реактора в навколишнє середовище в порівнянні з прототипом, де температура зовнішньої поверхні гріючої сорочки, що є наружнолй стіною реактора, вище температури сбраживаемой біомаси.

Верхній ряд лопаток призначений для руйнування твердої кірки, що утворюється на поверхні сбраживаемой біомаси.

Завантажувальний люк трубопроводу прийому вихідної біомаси розміщений вище рівня сбраживаемой біомаси в реакторі і вище рівня люка вивантаження готового органічного добрива. Це забезпечує гідростатичний підпір при завантаженні свіжої партії вихідного матеріалу і видавлювання партії готового органічного добрива. Додатковий ефект витискування забезпечує і пристрій роздрібнення вихідного продукту, розміщеного в верхній частині трубопроводу прийому вихідного продукту.

У даній конструкції реактора теплові втрати в районі патрубків і менше, за рахунок того, що температура органічної маси в них менше, ніж в реакторі. Крім того, в трубопроводі прийому вихідної біомаси забезпечує її попередній розігрів за рахунок початку бродіння.

Таким чином, біогазова установка працює автономно, використовуючи енергію від нетрадиційних джерел енергії (сонячну і вітрову). Додаткова кількість теплоти передається зброжує масі за рахунок переходу механічної енергії в теплову при обертанні лопаток пристрої перемішування від веродвігателя.

Винахід пояснюється кресленням, де показаний поздовжній розріз біогазової установки.

Біогазова установка являє собою реактор 1, всередині якого розміщений теплообмінник 2, що розділяє реактор 1 на дві камери 3 і 4, сполучені між собою у верхній їх частині. У нижню частину першої камери 3 виведений вільний кінець трубопроводу 5 прийому вихідної біомаси, а в нижню частину другої камери 4 виведений вільний кінець трубопроводу 6 відведення органічного удобреренія. При цьому завантажувальний люк 7 трубопроводу 5 прийому вихідної біоамасси встановлений вище люка 8 трубопроводу 6 відведення органічного добрива гідростатичного підпору виходу готової продукції. Цей ефект підсилює пристрій 9 для подрібнення вихідної біомаси, яке встановлено в трубопроводі 5. У камерах 3 і 4 встановлені перемішують пристрої. Кожне переміщуючий пристрій виконаний у вигляді вертикального вала, на якому встановлені верхній ряд лопаток і нижній ряд лопаток. У камері 3 на валу 10 верхній ряд лопаток 11 встановлений плаваючим з можливістю переміщення уздовж вала 10 для руйнування щільної кірки на поверхні сбраживаемой біомаси. Лопаток 12 нижнього ряду встановлені з нахилом для забезпечення підйомного руху сбраживаемой маси вгору. У другій камері 4 на алу 13 верхній ряд лопаток 14 встановлений аналогічно лопаток 11. А лопатки 15 нижнього ряду встановлені з нахилом для переміщення сбраживаемой маси вниз і в бік вільного кінця трубопроводу 6 відведення готового органічного добрива.

Пристрої для перемішування і пристрій 9 для роздрібнення вихідної біомаси з'єднані за допомогою муфт 16 з передачею 17 і пускають у хід за допомогою вітродвигуна 18. Що утворюється при зброджуванні органічної маси біогаз надходить в газгольдер 19, звідки розподіляється по споживачах 20. Поза реактора 1 встановлено сонячний нагрівач 21 і розширювальний бачок 22, з'єднані трубопроводами 23, 24 з теплообмінником 2. Реактор покритий шаром ізоляції 25.

ПРАЦЮЄ БІОГАЗОВА ВСТАНОВЛЕННЯ наступним чином

Вихідна біомаса (відходи домашнього господарства, стебла рослин, бур'яни після прополки, гній домашніх тварин, солома та інші органічні відходи) через завантажувальний люк 7 подається в трубопровід 5, де пристрій 9 подрібнює біомасу. Потім вона потрапляє в камеру 3 реактора 1, де проісхолдіт зброджування вихідної біомаси з утворенням біогазу та високоякісних добрив. Зброджування відбувається в мезофільному режимі при температурі органічної маси 35-40 ^{o C} за допомогою додаткового обігріву теплообмінником 2. Теплообмінник 2 обігріває від сонячного нагрівача 21. Заливка системи теплоносія здійснюється через розширювальний бачок 22. Привід пристрої для перемішування сбраживаемой маси і роздрібнення вихідної біомаси здійснюється від вітродвигуна 18. Зусилля від вітродвигуна 18 через передачі 17, за допомогою муфт 16 передаються на пристрій 9 для роздрібнення вихідного продукту і на вали 10, 13 з лопатками верхнього 11, 14 і нижнього 12, 15. Перемешивающие пристрої здійснюють зигзагообразное рух біомаси вгору і вниз , тим самим сприяють інтенсифікації процесу зброджування. Утворений в результаті зброджування біогаз надходить в газгольдер 19 і потім споживачам 20. Розташовані на різній висоті розвантажувальний люк 7 і люк вивантаження 8 дозволяють створити гідростатичний підпір для видавлювання готової продукції.

Технічні рішення, використані при розробці конструкції біогазової установки дозволили створити автономну економічну біогазову установку, яка потребує додаткових традиційних джерел енергії. Розміщення теплообмінника всередині реактора підвищує ефективність використання теплової енергії. Основною перевагою цієї установки є безперервний процес експлуатації біогазової установки, що дозволяє підвищити її експлуатацію продуктивність за рахунок відсутності простоїв для завантаження, вивантаження і часу виходу на режим.

ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ

А. С. N 165017. Пристрій для виробництва біогазу з гною (прототип). кл. З 02F 11/04, 1991.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Біогазова установка, що містить реактор, розділений вертикальною перегородкою на дві сполучені камери, трубопровід прийому вихідної біомаси з завантажувальним люком, трубопровід відведення готового органічного добрива з люком вивантаження, пристрій переміщення сбраживаемой біомаси з приводом і систему відбору біогазу, що відрізняється тим, що в реакторі як вертикальної перегородки встановлений теплообмінник сонячної нагрівальної установки, а камери повідомлені між собою у верхній їх частині, вільні кінці трубопроводу прийому вихідної біомаси та трубопроводу відведення органічного добрива виведені відповідно в нижню частину першої камери і в нижню частину другої камери, завантажувальний люк трубопроводу прийому вихідної біомаси встановлено вище люка вивантаження трубопроводу відведення органічного добрива, робочі органи пристрої перемішування сбраживаемой маси встановлені в кожній камері і виконані у вигляді двох рядів лопаток, поміщених на вертикальному валу, причому верхній ряд лопаток виконаний плаваючим і встановлений з можливістю переміщення уздовж вала, лопатки нижнього ряду в першій камері встановлені з нахилом для переміщення сбраживаемой маси вгору, а лопатки нижнього ряду в другій камері встановлені з нахилом для переміщення сбраживаемой маси вниз і в бік вільного кінця трубопроводу відведення готового органічного добрива.

2. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що в трубопроводі прийому вихідної біомаси встановлено пристрій для роздрібнення останньої.

3. Установка по пп. 1 і 2, що відрізняється тим, що в якості приводу пристрою роздрібнення вихідного матеріалу і пристрою для перемішування сбраживаемой маси встановлено вітродвигун, кінематично пов'язаний з валом кожного пристрою.

Версія для друку
Дата публікації 05.01.2007гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів