| 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 RU2254700
БІОГАЗОВА ВСТАНОВЛЕННЯ анаеробного зброджування ОРГАНІЧНИХ ВІДХОДІВ
Ім'я винахідника: Сафін Р.Г. (RU); Лашков В.А. (RU); Голубєв Л.Г. (RU); Князєва О.В. (RU); Воронін Є.К.
Ім'я патентовласника: Науково-технічний центр з розробки технологій та обладнання (НТЦ РТО)
Адреса для листування: 420126, м.Казань, пр. Амірхана, 10, кв.281, А.В.Князевой
Дата початку дії патенту: 2003.12.29
Винахід відноситься до сільського господарства і може бути використано для утилізації біомаси при переробці відходів тваринницьких виробництв. Біогазова установка включає багатосекційний реактор, дно якого має ухил від вузла завантаження до вузла вивантаження, причому останні виконані у вигляді конвеєрів з приводами мішалки, довжина лопатей яких перевищує рівень біомаси, розташовані в кожній секції реактора і кінематично пов'язані з приводом вузла завантаження, і газгольдер. Установка забезпечена массонасосом і водонагрівальних котлом з газовими пальниками, повідомленими з газгольдером. Вузли завантаження і вивантаження виконані у вигляді гвинтових конвеєрів, що складаються з кожуха і вала зі спіраллю, причому вал конвеєра вузла завантаження виконаний порожнистим і перфорованим. Кожух конвеєра вузла вивантаження забезпечений герметичній циліндричної ємністю, встановленої вище рівня біомаси та утворює з ним кільцеву порожнину, повідомлену з порожниною вала конвеєра вузла завантаження через водогрійний котел і массонасос, при цьому в місці розташування ємності кожух виконаний перфорованим. Винахід дозволяє підвищити інтенсивність процесу біометаногенеза за рахунок збільшення концентрації активної маси анаеробів і однорідності надходить в біореактор субстрату.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до техніки утилізації біомаси і може знайти застосування для переробки відходів тваринницьких виробництв.
Переважно даний винахід призначений для мікробіологічної анаеробної конверсії гною в біогаз в умовах тваринницьких комплексів, а й індивідуальних і фермерських господарств.
Відома безперервно діюча анаеробна установка системи Шмідта-Егерглюса, що включає циліндричну камеру бродіння, по центру якої встановлена телескопічна труба з гідронасадкой, насос для перекачування гною, змішувач, газгольдер низького тиску, гноєсховище і автоклав (див. Книгу Калюжного С.В., Пузанкова А В. Г.., Варфоломєєва С.Д. Біогаз: Проблеми і рішення. Біотехнологія. // Підсумки науки і техніки: ВІНІТІ АН СРСР. - М., 1988, т.21, с.75-77).
До конструктивних недоліків відомої установки відноситься те, що виконання пристрою для перемішування і нагрівання біомаси може привести до порушення герметичності газового ковпачка і витоку метану, а в разі проскаківанія іскри - до вибуху самого пристрою.
Відсутність измельчающего пристрої неминуче призведе до частого забивання гідронасадкі, а наявність розгалуженої мережі трубопроводів з запірною арматурою ускладнює експлуатацію установки.
Відома і біогазова установка системи "Дармштадт", що містить розташований під землею реактор з вузлами завантаження і вивантаження, горизонтальну мішалку з приводом і збірник газу (див. Книгу Калюжного С.В., Пузанкова А.Г., Варфоломєєва С.Д. Біогаз: проблеми і рішення. Біотехнологія. // Підсумки науки і техніки: ВІНІТІ АН СРСР. - М, 1988, т.21, с.74-75).
При зброджуванні необхідно підтримувати рівень біомаси в реакторі постійним. В іншому випадку робота реактора буде малоефективною: при підвищенні рівня свіжий гній, що володіє меншою питомою вагою, в процесі завантаження не надійде до реакційну зону, а при зниженні рівня виділяється біогаз буде прориватися через вузол завантаження в атмосферу.
Процес зброджування здійснюється в повному обсязі реактора. У момент розвантаження за рахунок усереднення біомаси по довжині бродильної ємності з реактора видаляється разом зі зброджених масою свіжий і частково перероблений гній. Втрата навіть незначної кількості вихідної сировини призводить до зниження швидкості біометаногенеза.
Крім того, конструкція мішалки не запобігає утворенню застійних зон, що призводять до коркообразованія, збільшення витрат енергії на її руйнування і зниження інтенсивності утворення газу.
Найбільш близькою по технічній сутності і досягається результату до винаходу є біогазова установка, що складається з багатосекційній ємності, кожна секція якої забезпечена мішалкою, збірки біогазу, вузлів завантаження і вивантаження, у вигляді стрічкових транспортерів з приводами, повідомленими з донною частиною ємності, яка виконана нахиленою в сторону вузла вивантаження, при цьому вузол завантаження кінематично пов'язаний з мішалками (Патент РФ №2074600, МПК А 01 с 3/2, опубл. 10.03.97. Бюл. №7).
Недоліком відомого технічного рішення є нестабільність процесу метаногенеза при змінних умовах зброджування. Зазначений недолік обумовлений різницею температур біомаси в реакторі і сировини, що завантажується, що призводить до збільшення часу ферментації і зниження інтенсивності утворення газу.
Метою винаходу є інтенсифікація процесу біометаногенеза.
Зазначена мета досягається тим, що певною біогазової установки анаеробного зброджування органічних відходів, що включає багатосекційний реактор, дно якого має ухил від вузла завантаження до вузла вивантаження, останні виконані у вигляді конвеєрів з приводами, мішалки, довжина лопатей яких перевищує рівень біомаси, розташовані в кожній секції реактора і кінематично пов'язані з приводом вузла завантаження, а й газгольдер, відповідно до винаходу вона забезпечена массонасосом і водонагрівальних котлом з газовими пальниками, повідомленими з газгольдером, вузли завантаження та вивантаження виконані у вигляді гвинтових конвеєрів, що складаються з кожуха і вала зі спіраллю, вал конвеєра вузла завантаження виконаний порожнистим і перфорованим, а кожух конвеєра вузла вивантаження забезпечений герметичній циліндричної ємністю, встановленої вище рівня біомаси та утворює з ним кільцеву порожнину, повідомлену з порожниною вала конвеєра вузла завантаження через водогрійний котел і массонасос, при цьому кожух в місці розташування ємності виконаний перфорованим .
Відмінними ознаками даної установки є те, що вона забезпечена массонасосом і водонагрівальних котлом з газовими пальниками, повідомленими з газгольдером, вузли завантаження та вивантаження виконані у вигляді гвинтових конвеєрів, що складаються з кожуха і вала зі спіраллю, вал конвеєра вузла завантаження виконаний порожнистим і перфорованим, а кожух конвеєра вузла вивантаження забезпечений герметичній циліндричної ємністю, встановленої вище рівня біомаси та утворює з ним кільцеву порожнину, повідомлену з порожниною вала конвеєра вузла завантаження через водогрійний котел і массонасос, при цьому кожух в місці розташування ємності виконаний перфорованим.
Завдяки цьому забезпечується одночасний підігрів і перемішування свіжого гною до температури біомаси в реакторі, що веде до збільшення концентрації активної біомаси анаеробів і забезпечує однорідність надходить субстрату в біореактор.
Винахід ілюструється кресленням, на якому зображена принципова схема біореактора.
Установка складається з розташованого під землею реактора 1, розділеного на секції 2, вузлів завантаження і вивантаження з гвинтовими конвеєрами 3, 4 і приводами 5, 6.
Секції реактора забезпечені колоколообразной збірками газу 7, мішалками 8 і повідомляються між собою в нижній частині бродильної ємності.
Обертання мішалок, пов'язаних між собою кінематично, здійснюється від приводу 5 гвинтового конвеєра 3 вузли завантаження через ланцюгову передачу 9.
Гвинтовий конвеєр 3 вузли завантаження складається з кожуха 10 і вала 11 зі спіраллю 12. Вал 11 виконаний порожнистим, перфорованим і розташований горизонтально.
Гвинтовий конвеєр 4 вузли вивантаження складається з кожуха 13, вала 14 зі спіраллю 15 і циліндричної ємності 16, що утворює з кожухом 13 кільцеву порожнину 17. В місці розташування циліндричної ємності 16 кожух перфоровано. Верхній зріз гвинтового конвеєра повідомлений з приймачем шламу 18.
Газгольдер 19 повідомлений з пальниками 20 водогрійного котла 21, а порожнину 17 через водогрійний котел 21 і массонасос 22 - з перфорованим валом 11 гвинтового конвеєра 3 вузли завантаження.
Установка працює в такий спосіб. Після заповнення бродильної ємності гноєм починається процес біометаногенеза. В процесі зброджування гній періодично перемішують і підтримують заданий температурний режим (t = 35 ° C).
Свіжі органічні відходи з тваринницьких ферм подають в вузол завантаження реактора 1. Включають привід 5 гвинтового конвеєра 3 і гній перемішується з рідиною, що перекачується массонасосом 20 і потрапляє в порожнистий перфорований вал 11 гвинтового конвеєра 3.
З гвинтового конвеєра 5 гній самопливом переміщається в донну частину першої секції 2 реактора 1. Оскільки питома вага сброженной маси більше питомої ваги свіжого гною, останній спливає з дна бродильної ємності в основну масу. Одночасно із завантаженням мішалки 8 в секціях реактора 1 усредняют біомасу і руйнують утворюється кірку на її поверхні. У міру заповнення першої секції свіжим гноєм частина сброженной маси видаляється в наступну секцію реактора. Різниця в питомих вагах основної маси секції і надходить призводить до витіснення частини прореагировавшего гною. Усереднення маси в наступних секціях і усунення коркообразованія здійснюється і за допомогою мішалок 8, пов'язаних ланцюговою передачею 9 з приводом 5 гвинтового конвеєра 3.
Ступінь активності біомаси знижується в міру віддалення секції від вузла завантаження. При цьому за рахунок збільшення розмірів секцій обсяг газу, що виділяється в кожній секції залишається постійним. Накопичується зброджені маса видаляється гвинтовим конвеєром 4 вузли вивантаження, що працює від приводу 6, до збірки шламу 18. У міру підйому в гвинтовому конвеєрі 4 зброджені маса віджимається, при цьому частина рідини, яка через перфорації в кожусі надходить в герметичну ємність 16, подають у водогрійний котел 21, де підігрівають до необхідної температури, і массонасосом 22 перекачують в вузол завантаження.
Газ, що виділяється в секціях 2 реактора 1, збирають в колоколообразной збірнику 7 і відводять в газгольдер 19, з нього частину газу йде споживачеві, а частина потрапляє в пальники 20 водогрійного котла 21 для підігріву циркулюючої рідини. Збірник газу 7 виконаний плаваючим, що охороняє реактор 1 від підвищення тиску і проникнення атмосферного повітря в біомасу.
В даний час розроблені робочі креслення біогазової установки, впровадження якої планується на фермерських господарствах Республіки Татарстан.
Таким чином, перемішування і підігрів гною до температури біомаси в реакторі дозволить у порівнянні з прототипом забезпечити однорідність субстрату і збільшити концентрацію активної біомаси анаеробів.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Біогазова установка анаеробного зброджування органічних відходів, що включає багатосекційний реактор, дно якого має ухил від вузла завантаження до вузла вивантаження, останні виконані у вигляді конвеєрів з приводами, мішалки, довжина лопатей яких перевищує рівень біомаси, розташовані в кожній секції реактора і кінематично пов'язані з приводом вузла завантаження, газгольдер, що відрізняється тим, що вона забезпечена массонасосом і водонагрівальних котлом з газовими пальниками, повідомленими з газгольдером, вузли завантаження та вивантаження виконані у вигляді гвинтових конвеєрів, що складаються з кожуха і вала зі спіраллю, вал конвеєра вузла завантаження виконаний порожнистим і перфорованим, а кожух конвеєра вузла вивантаження забезпечений герметичній циліндричної ємністю, встановленої вище рівня біомаси та утворює з ним кільцеву порожнину, повідомлену з порожниною вала конвеєра вузла завантаження через водогрійний котел і массонасос, при цьому в місці розташування ємності кожух виконаний перфорованим.
Версія для друку
Дата публікації 28.03.2007гг
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.