| 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) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2095322
Ферментаторі ДЛЯ ВИРОБНИЦТВА БІОГАЗУ
Ім'я винахідника: Тумченок Віктор Гнатович
Ім'я патентовласника: Тумченок Віктор Гнатович
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1993.01.19
Використання: очисні споруди. Суть винаходу: бродіння в камерах секцій анаеробів-гідролітіков, кіслотогенов, ацетогенов, ацетогідрогенов супроводжується подрібненням органіки зернистої абразивної засипанням при вібраціях, переданих від вібратора, причому суспензії послідовно переходять від патрубка по камерах і за компенсаційними елементами, а решітки затримують зернисту засипку і великі включення суспензій. Утворені газоподібні продукти розпаду надходять в збірники, а з них в колектор секції метаногенів, в камерах секції метаногени конвертують двоокис вуглецю в метан. Під впливом абразивного зернистої засипки в камерах відбувається часткове руйнування оболонок клітин метаногенів із звільненням ферментів, які забезпечують метаногенів ферментолиз, тобто розкладання води на кисень і водень, в результаті маса біогазу перевищує масу розпалася органіки. Проведення бродіння окремо по секціях зводить до мінімуму пригнічення життєдіяльності одних бактерій метаболітами інших і послідовний перехід від кислого середовища до слаболужного на секції. У метаногенів одночасно біогаз звільняється від шкідливих домішок, наприклад сірководню, що дозволяє використовувати його в якості пального в двигунах внутрішнього згоряння.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до техніки вироблення біогазу при зброджуванні полімерів рослинного і тваринного походження, фекально-побутових стічних вод і може бути використано на очисних спорудах.
Відомий ферментатор, що включає корпус з перегородками, що утворюють 4 секції, зі збирачами мулу в нижній частині і збірками біогазу в верхній частині горизонтального корпусу, виконаного з технологічними патрубками і трубопроводами, недоліком якого є низький вміст метану в біогазі, що знижує ефективність роботи ферментатора (див . У.Е.Віестур, А.М. Кузнецов, В.В.Савенков. Системи ферментації. Рига, 1986, с. 18, рис. 2.2).
Мета винаходу підвищення ефективності роботи.
Мета досягається тим, що секції анаеробів-гідролітіков, кіслотогенов, ацетогенов, ацетогідрогенов забезпечені встановленими вздовж осі корпусу на підвісці камерами з перфорованими стінками, зверненими до бічних стінок корпусу, з абразивної зернистої засипанням, що заповнює нижню частину камер, які повідомлені один з одним і з патрубком підведення субстрату компенсаційними елементами і гратами, встановленими між камерами і компенсаційними елементами, причому камери взаємодіють з вібратором, а секція метаногенів виконана у вигляді циліндричного корпусу, встановленого під кутом до секції ацетогедрогенов, а по осі секції змонтований колектор, повідомлений внизу зі збіркою біогазу секції ацетогідрогенов, забезпечений променевими барботерами з односторонніми отворами, розміщеними в камерах, утворених горизонтальними суцільними перегородками, причому камери повідомлені один з одним трубами і зі збіркою біогазу в верхній частині і збіркою освітленої бражки в нижній, при цьому секція ацетогідрогенов повідомлена по бражці з верхньої камерою секції метаногенів, забезпечених абразивної зернистої засипанням, над якою в камерах встановлені горизонтальні перфоровані решітки, забезпечені на поверхні, зверненої до зернистої засипці, пучками іммобілізаційний волокон.
Камери з абразивної зернистої засипанням (керамзит, спучений перліт, брусит, пластмаси, армовані зернами карбіду бору, кардіда кремнію і т. Д.) При вібрації в секціях анаеробів-гідролітіков, кіслотогенов, ацетогенов, ацетогідрогенов забезпечують подрібнення полімерів тваринного і рослинного походження (гній , послід, фекалії, тверді побутові відходи, рослинні залишки, торф, лігнін, рослинні залишки і т.д.) до розмірів, порівнянних з розмірами мікроорганізмів. Одночасно тонкодіспергірованние суспензії забезпечують підвищення буферности популяцій бактерій у відповідній секції. Виконання камер з гратами до мінімуму скорочує перетікання суспензій попередньої камери в наступну і забезпечує локальність функціонування популяцій мікроорганізмів. Виконання секції метаногенів з камер, викладених трубами, забезпечує створення умов по вичерпання біогенних елементів живлення бражки популяціями бактерій, адаптованих до зміни складу бражки при її переміщенні зверху вниз. Кругові рухи бражки під впливом імпульсів біогазу, що минає з односторонніх отворів барботерів, призводить до частотного пошкодження оболонок клітин метаногенів із звільненням ферментів, що розкладають воду на кисень і водень, і використання останнього для конверсії двоокису вуглецю в метан, в результаті чого маса біогазу на 30- 50% перевищує масу розпалася органіки. Перфоровані перегородки в камерах з пучками волокон збільшують контакт між біогазом і бражкою і збагачення біогазу метаном.
 |
 |
 |
На фіг. 1 показаний поздовжній розріз ферментатора; на фіг. 2 розріз А-А на фіг. 1; на фіг. 3 вузол I на фіг. 1; на фіг. 4 схема біологічних процесів по секціях ферментатора.
 |
Ферментатор включає корпус 1 з перегородками 2, що утворюють секції: I - анаеробів-гідролітіков, II кілотогенов, III ацетогенов, IV - ацетогідрогенов, V метаногенів, зі збірниками 3 мулу в нижній і збірками 4 біогазу в верхній частинах горизонтального циліндричного корпусу 1, виконаного з технологічними патрубками і трубопроводами. Секції I IV забезпечені встановленими вздовж осі корпусу 1 на підвісці 5 камерами 6 з перфорованими стінками 7, зверненими до бічних стінок корпусу 1, з абразивної зернистої засипанням 8, що заповнює нижню частину камер 6, які повідомлені один з одним і з патрубком 9 підведення субстрату компенсаційними елементами 10 і гратами 11, причому камери 6 взаємодіють з вібратором 12, а секція V метаногенів виконана у вигляді циліндричного корпусу 13, встановленого під кутом до секції IV ацетогідрогенов, а по осі секції V змонтований колектор 14, повідомлений внизу зі збіркою 4 біогазу секції IV ацетогідрогенов, забезпечений променевими барботерами 15 з односторонніми отворами, розміщеними в камерах 16, утворених горизонтальними суцільними перегородками, причому камери 16 повідомлені один з одним трубами 17 і зі збіркою 18 біогазу у верхній і збіркою 19 освітленої бражки в нижній частині секції V. Секція IV ацетогідрогенов повідомлена по бражці з верхньої камерою 16 секції V метаногенів, забезпечених абразивної зернистої засипанням 20, над якою в камерах 16 встановлені горизонтальні перфоровані перегородки 21, забезпечені на поверхні, зверненої до зернистої засипці 20, пучками 22 волокон іммобілізації метаногенів. |
Ферментаторі работатет наступним чином
Полімери тваринного і рослинного походження подрібнюють в диспергаторі і приготований субстрат нагрівають до температури 32-38 o C в теплообміннику (диспергатор і теплообменік не показані) і направляють через патрубок 9 в камери 6 корпусу 1. У камерах 6 під впливом вібрації від вібратора 12 абразивний зерниста засипка 8 подрібнює суспензії, що збільшує поверхню взаємодії між бактеріями біогенними елементами живлення полімеру. У секціях I IV послідовно бродінню піддають білки, жири, вуглеводи з протіканням процесів, зображених на фіг. 4. У секціях відбувається зміна pH від значень 5-5,5 в секції I до рН 7-7,5 в секції V. Слаболужна реакція в секції V утворюється за рахунок гідрату окису амонію і двовуглекислого амонію. Утворені гази зі збірки 4 секції IV ацетогідрогенов по колектору 14 через променеві барботери 15 надходять в камеру 16. Гази, що минає з односторонніх отворів променевих барботерів 15, створюють обертальні переміщення бражки в камерах 16 і абразивний зерниста засипка 20 пошкоджує частково оболонки клітин метаногенів із звільненням ферментів , які розкладають воду на кисень і водень. Кисень конверсірует шкідливі домішки, наприклад сірководень, до елементарної сірки, яка використовується метаногенами як амікроелемента. За рахунок ферментолиз маса біогазу перевищує масу розпалася органіки. Брага з верхніх камер 16 перетікає по трубах 17 на нижележащие, зрошуючи перфоровані перегородки 21 і пучки 22 волокон, на яких відбувається контакт між бражкою і біогазом, що підвищує вичерпування з нього двоокису вуглецю і конверсії її в метан. Збагачений біогаз збирають у збірнику 18, а осветленную бражку в збірнику 19 і використовують для приготування субстрату.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Ферментатор, що включає горизонтальний циліндричний корпус з перегородками, що утворюють секції, зі збірниками мулу в нижній і збірками біогазу в верхній частинах корпусу, виконаного з технологічними патрубками і трубопроводами, що відрізняється тим, що секції виконані у вигляді секцій анаеробів-гідролітіков, кіслотогенов, ацетогенов, ацетогідрогенов і метаногенів, причому в перших чотирьох з них встановлені вздовж осі корпусу на підвісі камери з перфорованими стінками, зверненими до бічних стінок корпусу, з абразивної зернистої засипанням, що заповнює нижню частину камер, які з'єднані з вібратором і повідомлені одна з одною і з патрубком підведення субстрату компенсаційними елементами і гратами, встановленими між камерами і компенсаційними елементами, а секція метаногенів виконана у вигляді циліндричного корпусу, встановленого під кутом до секції ацетогідрогенов, і по осі секції змонтований колектор, повідомлений в своїй нижній частині зі збіркою біогазу в секції ацетогідрогенов і забезпечений променевими барботерами з односторонніми отворами, розміщеними в камерах, утворених горизонтальними суцільними перегородками і частково заповнених абразивної зернистої засипанням, над якою в камерах встановлені горизонтальні перфоровані решітки, забезпечені на поверхні, зверненої до зернистої засипці, пучками іммобілізаційний волокон, причому ці камери повідомлені одна з іншого трубами і зі збіркою біогазу у верхній і збіркою освітленої бражки в нижній частині секції метаногенів, при цьому секція ацетогідрогенов повідомлена по бражці з верхньої камерою секції метаногенів.
Версія для друку
Дата публікації 05.01.2007гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.