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 RU2159530

СПОСІБ ПОСЛІДОВНОГО пофазні анаеробного зброджування розрідження ОРГАНІЧНИХ ВІДХОДІВ І ПРИСТРІЙ ДЛЯ ЙОГО ЗДІЙСНЕННЯ

Ім'я винахідника: Андрюхин Тимофій Якович
Ім'я патентовласника: Андрюхин Тимофій Якович
Адреса для листування: 125445, Москва, Ленінградське шосе 112 / 1-4, кв.930, Андрюхіна Т.Я.
Дата початку дії патенту: 1999.07.15

Винахід відноситься до сільського господарства і каналізації і може бути використано на тваринницьких і птахівницьких фермах і в особистих господарствах для приготування пального біогазу та високоякісних стерильних органічних добрив з різних рослинних відходів, гною, посліду і фекалій. Спосіб включає подачу в зовнішню камеру метантенка розріджених органічних відходів з подальшим їх послідовним анаеробним зброджуванням в зовнішній і внутрішній камерах метантенка. Зброжує масу підігрівають і перемішують. Відбирається з зовнішньої камери біогаз змішують в інжекторі зі сбраживаемой в метантенке масою, а отриману при змішуванні газорідинної суміш вводять у внутрішню камеру метантенка. Спосіб здійснюють в коаксіальному метантенке, новим в якому є те, що до патрубку відбору біогазу з зовнішньої камери метантенка приєднаний газопровід від інжектора, що взаємодіє з насосом, що забирає з метантенка зброджують в ньому масу. Приєднаний до змішувальної камері інжектора напірний трубопровід всередині метантенка з'єднаний з встановленим у днища метантенка рассредоточітелем потоку. Пропоновані спосіб і пристрій дозволяють підвищити ефективність процесу і поліпшити якість і калорійність біогазу.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до області каналізації і переважно призначається для використання в сільському господарстві на тваринницьких і птахівницьких фермах, в фермерських господарствах, індивідуальних садибах сільських жителів і на садово-городніх ділянках для приготування високоякісних стерильних від патогенної мікрофлори, гельмінтів, їх яєць і насіння бур'янів органічних добрив і пального біогазу з гною, посліду, фекалій, різних рослинних відходів, непридатних до вживання пошкоджених плодів і корнеклубнеплодов.

Відомі спосіб анаеробного зброджування осаду стічних вод і здійснює його пристрій у вигляді коаксіального метантенка по а.с. СРСР N 552308, згідно з якими сирої осад вводять всередину коаксіальної перегородки метантенка, що є центральною внутрішньою камерою анаеробного зброджування, забезпеченою мішалкою. В основному зброджених у внутрішній камері метантенка осад виводиться з-під що не доходить до дна метантенка коаксіальної перегородки в зовнішню камеру, утворену стінкою резервуара метантенка і коаксіальної перегородкою, де при завершенні анаеробного досбражіванія надходить в неї з внутрішньої центральної камери маса розділяється на окремо видаляються з неї мулову воду і ущільнений зброджених осад. Виділяється з сбраживаемой в зовнішній і внутрішній камерах маси біогаз відводиться з них через відокремлені патрубки.

Недоліками відомого способу і пристрою його здійснення є те, що зброджування здійснюють в центральній камері коаксіального метантенка, де вводиться в цю камеру свіже, насичене органічними речовинами сирої осад, змішують з усією сбраживаемой масою, об'єднуючи при цьому різні фази анаеробного зброджування - гідролізу, ферментації, ацетатогенной і метаногенной фаз - воєдино, усредняя фазні значення pH і змішуючи переважні фазні симбіози мікроорганізмів, що уповільнює процес зброджування і знижує продуктивність.

Наведені недоліки відомого способу не дозволяють використовувати його для анаеробного зброджування розріджених органічних відходів сільськогосподарського виробництва, насичених трудносбражіваемимі і легко спливають рослинними матеріалами.

Конструктивне виконання відомого по а.с. N 552308 метантенка з коаксіально закріпленій всередині його резервуара концентричній перегородкою має той недолік, що він не забезпечує можливість здійснення пофазного анаеробного зброджування органічних відходів, а подає сирої осад трубопровід, встановлений усередині центральної загальної камери зброджування, виключає можливість здійснити пофазні зброджування без конструктивних змін метантенка.

Відомі й інші спосіб анаеробного зброджування розріджених органічних відходів і пристрій для його здійснення за патентом РФ N 2073401, згідно з якими зброджування розріджених органічних відходів здійснюють послідовно пофазно в зовнішній і внутрішній камерах коаксіального метантенка з перемішуванням зброджуються відходів у зовнішній камері шляхом подачі в неї свіжих розріджених органічних відходів, тоді як пристрій для здійснення способу, що містить резервуар, що виконується різної форми в плані з конічними або пірамідальними днищем і куполом з прикріпленою до нього не доходить до днища концентрической перегородкою, що утворює внутрішню і зовнішню камери з введенням в неї патрубка підведення розріджених органічних відходів. Відведення що виділяється у внутрішній і зовнішній камерах біогазу виробляється через відокремлені патрубки над обома камерами.

Недоліком цього відомого способу анаеробного зброджування розріджених органічних відходів, що виконується в пристрої для його здійснення, є те, що виводяться з внутрішньої і зовнішньої камер через відокремлені патрубки біогази істотно відрізняються один від одного за своїм складом і калорійності, що не дозволяє раціонально використовувати відводиться з зовнішньої камери біогаз відокремлено через малого змісту в його складі метану і підвищеного вмісту вуглекислоти з сірководнем, низьку калорійність, тоді як загальне змішування біогазу з обох камер істотно знижує якість і калорійність суміші.

Разом з тим за своєю технічної сутності і досягається результату відомі по патенту РФ N 2073401 спосіб анаеробного зброджування розріджених органічних відходів і пристрій для його здійснення є найбільш близькими до винаходу.

Завданням цього винаходу є створення такого способу і пристрою для його здійснення, яке усувало б наведені вище недоліки способу і пристрою його здійснення за патентом РФ N 2073401 і забезпечило б підвищення ефективності анаеробного зброджування, поліпшення якості та калорійності біогазу.

Згідно винаходу поставлена ​​задача у виконанні способу досягається тим, що спосіб послідовного пофазного анаеробного зброджування розріджених органічних відходів, що включає подачу в зовнішню камеру метантенка розріджених органічних відходів з подальшим їх послідовним анаеробним зброджуванням в зовнішній і внутрішній камерах метантенка, перемішування і підігрів сбраживаемой маси, висновок з метантенка збродженого осаду і відбір біогазу з зовнішньої і внутрішньої камер метантенка, виконують так, що відводиться з зовнішньої камери метантенка біогаз змішують в інжекторі зі сбраживаемой в метантенке масою, а отриману при змішуванні газорідинної суміш вводять у внутрішню камеру метантенка, тоді як введену у внутрішню камеру метантенка газорідинної суміш розподіляють по внутрішній камері метантенка окремими розосередженими потоками, переважно розміщеними у днища метантенка.

Досягається поставлена ​​задача і новим конструктивним виготовленням пристрою для здійснення наведеного вище нового способу послідовного пофазного анаеробного зброджування розріджених органічних відходів сільського та комунального господарства, що містить виготовляється з різних матеріалів герметичний резервуар круглої, овальної, квадратної, прямокутної або багатокутної форми в плані, конічні або пірамідальні днище і купол з прикріпленою до купола і не доходить до днища резервуара циліндричної або конічної концентричній перегородкою однаковою в плані з формою резервуара і розділяє його на зовнішню і внутрішню камери, патрубки підведення розріджених органічних відходів та відведення збродженого осаду, засіб перемішування і підігріву зброджуються відходів та патрубки відведення біогазу з зовнішньої і внутрішньої камер, яке виконують так, що патрубок відведення біогазу з зовнішньої камери метантенка з'єднаний газопроводом з всмоктуючим патрубком інжектора, до напірного патрубка якого приєднаний напірний патрубок насоса, а всмоктуючий патрубок насоса з'єднаний з всмоктуючим трубопроводом з метантенка, тоді як патрубок змішувальної камери інжектора з'єднаний напірним трубопроводом газорідинної суміші, введеним в метантенк, де у його днища всередині метантенка з'єднаний з встановленим над днищем рассредоточітелем потоку.

Поставлена ​​задача досягається і тим виконанням пристрою, що всмоктує газопровід інжектора двома паралельно відокремленими газопроводами з'єднаний з газопроводом відведення біогазу з патрубка внутрішньої камери метантенка в газгольдер або в інший регулятор постійного тиску біогазу у внутрішній камері метантенка, в один з яких вбудований редукційний клапан скидання надлишкового тиску біогазу з зовнішньої камери метантенка в газопровід відведення біогазу з внутрішньої його камери, а в другій паралельно відокремлений газопровід вбудований редукційний клапан подачі біогазу з газопроводу його відводу з внутрішньої камери в зовнішню камеру метантенка при утворенні в ній вакууму.

На кресленнях схематично наведено пристрій коаксіального метантенка, де на фіг. 1 показаний його загальний вигляд в розрізі з приєднаними до нього і вбудованими в нього газопроводами, редукційними клапанами, інжектором, насосом, трубопроводами і рассредоточітелем потоку, а на фіг. 2 показаний вид по А-А на фіг. 1 при круглій формі виконання резервуара метантенка в плані / при інших формах виконання резервуара метантенка в плані рассредоточітель потоку газорідинної суміші встановлюють в центральній частині днища резервуара аналогічно як і при круглій формі його виконання і що розмір "Б" більше розміру "В" /.

Коаксіальний метантенк / фіг. 1 і 2 / представляє собою герметичний / в даному виді - циліндричний / резервуар 1 з конічними днищем 2 і купольним покриттям 3 з газосборником 4, знизу під яким до нього приєднана не доходить до днища 2 резервуара 1 концентрическая у вигляді усіченого конуса перегородка 5, однакова в плані за своєю формою з формою резервуара 1 в плані і звернена своєю підставою "Б" до днища 2. Концентрична перегородка 5 поділяє резервуар 1 на зовнішню 6 і внутрішню 7 камери, в яких розміщені патрубки підведення розріджених відходів 8 і відведення збродженого осаду 9. з різноспрямованого трійника на кінці патрубка 8 забезпечується перемішування сбраживаемой маси у зовнішній камері 6 струменевим напором подаються розріджених відходів патрубком 8. Над зовнішньої 6 і внутрішньої 7 камерами виконані патрубки 10 і 11 відводу з них біогазу, тоді як патрубок 10 відведення біогазу з зовнішньої камери 6 метантенка з'єднаний газопроводом 12 з всмоктуючим патрубком 13 інжектора 14, до напірного патрубка 15 якого приєднаний напірний патрубок 16 насоса 17, а всмоктуючий патрубок 18 насоса 17 з'єднаний з всмоктуючим трубопроводом 19 з метантенка, тоді як патрубок змішувальної камери 20 інжектора 14 з'єднаний напірним трубопроводом 21 газожидкостной суміші з введенням в метантенк і приєднаному всередині метантенка до встановленого над його днищем 2 рассредоточітелем потоку 22.

Для забезпечення широкого діапазону регулювання заданих величин надлишкового тиску біогазу і величин його вакууму у зовнішній камері 6 всмоктуючий газопровід 12 інжектора 14 двома паралельно відокремленими газопроводами 24 і 26 з'єднаний з газопроводом 23, в один з яких 24 вбудований редукційний клапан 25 скидання надлишкового тиску біогазу з зовнішньої камери 6 метантенка в газопровід 23 відведення біогазу з внутрішньої його камери 7, а в другій паралельно відокремлений газопровід 26 вбудований редукційний клапан 27 подачі біогазу з газопроводу 23 в зовнішню камеру 6 метантенка при утворенні в ній вакууму.

З метою недопущення надходження біогазу з рассредоточітеля потоку газорідинної суміші 22 в зовнішню камеру 6 розмір зовнішнього його габариту "В" встановлено менш розміру "Б" підстави конічної концентричній перегородки 5, що забезпечує більш повне використання худого біогазу газорідинної суміші метаноутворюючих мікроорганізмами.

Інші трубопроводи / для підігріву метантенка, контролю переливу та ін. /, Як і пристрій теплоізоляції метантенка, установка приладів КИПА на кресленнях не показані, тому що їх виконання можливе у багатьох варіантах. Відповідно до вимог СНиП тиск біогазу у внутрішній камері 7 метантенка встановлюється в межах 1,5-2,5 кПа / 150-250 мм вод. ст. /.

Послідовне пофазні анаеробне зброджування розріджених органічних відходів сільського та комунального господарства в запропонованому коаксіальному метантенке виконують наступним чином.

Свіжі розріджені органічні відходи, переважно попередньо подрібнені, вологістю 93 ± 4% по трубопроводу 8 вводять під напором в міжстінний зовнішню камеру 6, де струменями різноспрямованих потоків з трійника патрубка 8 вводяться відходи змішують з содержимой в камері 6 сбраживаемой масою. При цьому легко спливають трудносбражіваемие целюлоза, легнін, жир і білки, що містять легкі включення, спливають вгору, будучи до цього перемішані потоками струменів з вмістом камери 6 і засіяні найактивнішим симбіозом розщеплюють / гидролизующих / мікроорганізмів, що забезпечують в першій фазі анаеробного зброджування руйнування складних з'єднань в більш прості з утворенням з них у другій фазі зброджування більш щільних кислот і амінокислот, що мають pH менше 7,2 і опускаються вниз по камері 6 в камеру 7, де pH більше 7,2 і де здійснюють наступні ацетогенную і метаногенів фази анаеробного зброджування.

Утворений в міжстінній зовнішньої камері 6 малокалорійний біогаз виводять з неї по патрубку 10, а більш калорійний біогаз, що утворюється в камері 7, виводять з метантенка по патрубку 11.

Постійне надходження газорідинної суміші з рассредоточітеля потоку 22 у днища 2 камери 7 забезпечує поєднане гідравлічне та газове перемішування сбраживаемой маси з вливати в неї з камери 6 більш щільного потоку кислот і амінокислот, раскисляют висхідними розосередженими газорідинними потоками сбраживаемой маси в камері 7. Рясне надходження біогазу з газожидкостной сумішшю з рассредоточітеля потоку 22 спільно з біогазом, який виробляють метаноутворюючих мікроорганізми, забезпечує біля основи газосборника 4 постійно "киплячу" поверхню сбраживаемой в метантенке маси, перешкоджаючи тим самим утворенню щільної кірки, тоді як при підйомі біогазу від днища 2 до основи газосборника 4 здійснюється досбражіваніе легких частинок маси і поглинання з худого біогазу з камери 6 вуглекислого газу і сірководню на формування симбіозу мікроорганізмів, які здійснюють анаеробне зброджування в метантенке. Поєднане гідравлічне та газове перемішування сбраживаемой маси в єдиному потоці, що істотно спрощує і здешевлює експлуатаційне обслуговування метантенка, активізує і прискорює процес анаеробного зброджування зі збільшенням виходу біогазу і підвищує% змісту в його складі метану при зниженні вуглекислоти і сірководню.

Залежно від здійснюваних режимів роботи метантенка, обумовлених вологістю сбраживаемой маси, періодичністю та дозою завантаження відходів і їх складом, температурою зброджування і іншими факторами, стабільність тиску виробляється в камері 6 біогазу може змінюватися, тоді як рівень тиску біогазу в камері 7 практично стабільний, т .до. він регулюється за нормами СНиП газгольдером або іншим пристроєм в встановлених межах. При роботі насоса 17 зброжує в камері 7 маса засмоктується трубопроводом 19 і під тиском подається в інжектор 14, який через газопровід 12 і патрубок 10 виводять біогаз з камери 6. Утворена в камері змішувача 20 інжектора 14 газожидкостная суміш по трубопроводу 21 під напором подається в рассредоточітель потоку 22, який може бути виконаний в тому числі і у вигляді закільцьованої системи перфорованих трубопроводів. Їх численних отворів рассредоточітеля потоку 22 газожидкостная суміш окремими малими струминними потоками вводиться у внутрішню камеру 7, піднімається вгору і змішується з вмістом камери 7 і вливається в неї масою з камери 6.

При припиненні роботи насоса 17 з інжектором 14, а і при спонтанному рясному газоутворення в камері 6, тиск біогазу в камері 6 може перевищити 2,0 кПа / 200 мм вод. ст. /, що зумовить автоматичне спрацьовування редукційного клапана 25 і біогаз з камери 6 надійде в газопровід 23 і далі через газгольдер до споживача / мається на увазі, що в газопроводі 23, як і у внутрішній камері 7 метантенка, газгольдером підтримується тиск біогазу на рівні 2,0 кПа /.

У разі утворення в камері 6 вакууму більше 2,0 кПа / 200 мм вод. ст. / спрацьовує автоматично редукційний клапан 27 і біогаз з газопроводу 23 по газопроводу 26 надійде в камеру 6 і по газопроводу 12 буде відсмоктувати інжектором 14.

Залежно від видів, кількості і якості відходів, дози і періодичності їх завантаження в метантенк, температури зброджування і інших чинників в призначенні режиму роботи метантенка, регулювальні значення величин тиску спрацювання редукційних клапанів 25 і 27 можуть бути змінені.

Запропонований спосіб послідовного пофазного анаеробного зброджування розріджених органічних відходів сільського господарства і комунальних стоків, що передбачає спільне гідравлічне рідинне і газове перемішування сбраживаемой маси в коаксіальному метантенке в поєднанні з відсмоктуванням біогазу з його зовнішньої камери, може бути здійснений в широкому діапазоні температурних режимів від 12 до 60 ^o C, вибір оптимального з яких обумовлюється конкретними умовами, видом і якістю органіки, призначенням циклічного або безперервного режиму зброджування.

Експериментальна перевірка запропонованого способу і метантенка для його здійснення, проведена стосовно анаеробного зброджування посліду курей, гною великої рогатої худоби і свиней, показала високу ефективність у веденні процесу, забезпечила спрощення управління його операціями.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Спосіб послідовного пофазного анаеробного зброджування розріджених органічних відходів, що включає подачу в зовнішню камеру метантенка розріджених органічних відходів з подальшим їх послідовним анаеробним зброджуванням в зовнішній і внутрішній камерах метантенка, підігрів і перемішування сбраживаемой маси, висновок з метантенка збродженого осаду і відбір біогазу з зовнішньої і внутрішньої камер метантенка, що відрізняється тим, що відбирається з зовнішньої камери метантенка біогаз змішують в інжекторі зі сбраживаемой в метантенке масою, а отриману при змішуванні газорідинної суміш вводять у внутрішню камеру метантенка.

2. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що введену у внутрішню камеру метантенка газорідинної суміш розподіляють по внутрішній камері метантенка окремими розосередженими потоками (струменями), переважно розміщеними у днища метантенка.

3. Пристрій для послідовного пофазного анаеробного зброджування розріджених органічних відходів, що містить виготовляється з різних матеріалів герметичний резервуар круглої, овальної, квадратної, прямокутної або багатокутної форми в плані, конічні або пірамідальні днище і купол з прикріпленою до купола і не доходить до днища резервуара концентричній конічної або циліндричної перегородкою однаковою в плані з формою резервуара і розділяє його на зовнішню і внутрішню камери, патрубки підведення розріджених органічних відходів та відведення збродженого осаду, засоби перемішування і підігріву зброджуються відходів та патрубки відведення біогазу з зовнішньої і внутрішньої камер, що відрізняється тим, що патрубок відводу біогазу з зовнішньої камери метантенка з'єднаний газопроводом з всмоктуючим патрубком інжектора, до напірного патрубка якого приєднаний напірний патрубок насоса, а всмоктуючий патрубок насоса з'єднаний з всмоктуючим трубопроводом з метантенка, тоді як патрубок змішувальної камери інжектора з'єднаний з напірним трубопроводом газорідинної суміші, введеним в метантенк.

4. Пристрій за п.3, що відрізняється тим, що напірний трубопровід подачі газорідинної суміші в метантенк у його днища всередині метантенка з'єднаний з встановленим над днищем рассредоточітелем потоку.

5. Пристрій за п.3, що відрізняється тим, що всмоктує газопровід інжектора двома паралельно відокремленими газопроводами з'єднаний з газопроводом відведення біогазу з патрубка внутрішньої камери метантенка в газгольдер або в інший регулятор постійного тиску біогазу у внутрішній камері метантенка, в один з яких вбудований редукційний клапан скидання надлишкового тиску біогазу з зовнішньої камери метантенка в газопровід відведення біогазу з внутрішньої його камери, а в другій паралельно відокремлений газопровід вбудований редукційний клапан подачі біогазу з газопроводу його відводу з внутрішньої камери в зовнішню камеру метантенка при утворенні в ній вакууму.

Версія для друку
Дата публікації 28.03.2007гг

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