Аппарат для получения метана из навоза или растительных материалов

 

Изобретение относится к ферментативной переработке отходов сельского хозяйства, к аппаратам дли получения метана из навоза или растительных материалов. Цель изобретения - ускорение процесса и тем самым увеличение производительности. Аппарат содержит емкость 1 с патрубком 2 для подвода субстрата, патрубками 3 и 4 для вывода газа и переработанного субстрата, расположенные в емкости 1 анод 5 и катод 6, выполненные в виде сеток с образованием по высоте емкости 1 двух зон 7 и 8 для кислотного и метанового брожения соответственно, осевые насосы 9 для перемешивания среды по зонам, устройство для подачи субстрата в емкость 1, включающее загрузочную воронку 11, шнек 12 и привод 13. Устройство 10 сообщено с патрубком 2 посредством трубопровода 14 и камеры 15, а анод 5 и катод 6 подключены к блоку питания через выпрямитель 17. Предложенный аппарат позволяет совмещать в одной емкости две стадии брожения, кислотного и метанового , при непрерывности процесса получения метана. 5 ил. а сп («;

СС103 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19} (11) А1 (511 4 С 12 М I/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

4 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А BTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4049449/28-13 (22) 03.04.86 (46) 23.12.88. Вюл. М 47. (71) Украинский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства (72) А.И. Адаменко и Н. К, Линник (53) 631.562(088.8). (56) Заявка Франции Ф 2.515.205, кл. С 12 И 1/02, 1983. (54) AIIIIAPAT ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАНА

ИЗ НАВОЗА ИЛИ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к фер" ментативной переработке отходов сельского хозяйства, к аппаратам для получения метана иэ навоза или растительных материалов. Цель изобретения — ускорение процесса и тем самым увеличение производительности, Аппарат содержит емкость 1 с патрубком 2 для подвода субстрата, патрубками 3 и 4 для вывода газа и переработанного субстрата, расположенные в емкости 1 анод 5 и катод 6, выполненные в виде сеток с образованием по высоте емкости 1 двух зон 7 и 8 для кислотного и метанового брожения соответственно, осевые насосы 9 для перемешивания среды по зонам, устройство для подачи субстрата в емкость 1, включающее загрузочную воронку ll шнек 12 и привод 13.

Устройство 10 сообщено с патрубком

2 посредством трубопровода 14 и камеры 15 а анод 5 и катод 6 подключены к блоку питания через выпря- а митель 17. Предложенный аппарат позволяет совмещать в одной емкости две стадии брожения, кислотного и метанового, при непрерывности процесса получения метана. 5 ил.

1446148

Изобретение относится к устройствам для ферментативной переработки отходов сельского хозяйства, к аппаратам для получения метана из навоза или растительных материалов.

Цель изобретения — ускорение процесса и тем самым увеличение производительности.

На фиг. 1 изображен аппарат для получения метана, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — то же, вариант выполнения; на фиг. 4 — узел I на фиг. 2; на фиг. 5 — узел II на фиг.3.

Аппарат для получения метана из навоза или растительных материалов содержит емкость 1 с патрубком 2 для подвода субстрата, размещенным в нижней части емкости 1, и патрубками 3 и 4 для вывода газа и переработанного субстрата соответственно.

Емкость 1 снабжена анодом 5 и установленным над .ним катодом 6, выполненными в виде сеток, расположенных по поперечному сечению емкости 1, с образованием по ее высоте двух зон

7 и 8, нижняя 7 из которых служит для кислотного брожения субстрата, а верхняя 8 — для метанового брожения. При этом в емкости 1 у ее стенок по высоте размещены осевые насосы

9 для перемешивания субстрата по зонам 7 и 8, установленные таким образом, что их продольные оси расположены тангенциально к стенке емкости 1.

1(роме того, аппарат снабжен устройством 10 для подачи субстрата к патрубку 2, включающим загрузочную воронку 11,,шнек 12 и привод 13.

Устройство 10 сообщено с патрубком

2 посредством трубопровода 14 и камеры 15, установленной на патрубке

4 и служащей теплообменной рубашкой.

Анод 5 и катод 6 подключены к блоку 16 питания через выпрямитель

17. Емкость 1 имеет также патрубок

l8 для подвода в емкость в зону 7 культуры кислотообразующих бактерий и патрубок 19 для подвода в .зону 8 культуры метанобразующих бактерий.

Осевые насосы 9 могут иметь различное выполнение, Например, рабочий орган насоса может быть выполнен в виде шнека 20, размещенного продольно оси электродвигателя 21 внутри ротора 22.или в виде элеКтродвигателя 23 с укрепленными на его валу ло5

55 пастями 24, размещенными в кольцевом кожухе 25.

Двигатели осевых насосов 9 имеют дополнительные устройства для увеличения потерь в роторе, размещенные в блоке 16 питания, и представляют собой диоды, накладывающие на пере— менный ток в двигателях постоянную составляющую, тормозящую ротор для использования при этом образующейся тепловой энергии на нагрев среды.

Аппарат работает следующим образом.

Навоз или растительный материал подают в загрузочную воронку 11 устройства 10, в котором масса измельчается шнеком 12 и, проходя через камеру 15, подается по трубопроводу

14 и патрубку 2 в емкость 1, в ее нижнюю часть. Проходя через .камеру

15, субстрат частично нагревается переработанным субстратом, выходящим через патрубок 4, так как он размещен внутри камеры 15. Наполнение емкости 1 через патрубок 2 идет непрерывно. Субстрат (навоз или растительные отходы ), подвергаясь ферментативному разложению, постоянно перемещается в емкости 1 снизу вверх под действием напора среды из патрубка 2 и выводится через патрубок 4.

Через патрубок 18 в зону 7 вводится культура кислотных бактерий, которые распределяются по объему зоны 7 под действием осевых насосов 9, а через патрубок 19 в зону 8 вводится культура метанообразующих бактерий и также распределяется о объему зоны 8.

Осевые насосы 9 перемешивают среду в емкости 1 по окружности, в зонах 7 и 8. Так как двигатели осевых насосов имеют устройства для увеличения потерь в роторе, что приводит к дополнительному выделению тепла, то при перемешивании субстрат также нагревается до необходимой температуры.

Для нормального роста кислотообразующих бактерий в зоне 7 необходимо поддерживать рН среды в пределах

4,5-5. Это достигается тем, что к аноду 5 и катоду 6 прикладывается электрическое напряжение, величина которого устанавливается в зависимости от размеров аппарата, Возле анода 5 за счет электролиза среды образуется кислая зона с pH = 4,5-5, а возле катода 6 — щелочная с рН=8, 14461 необходимая для жизнедеятельности метанобразующих бактерий.

Так как субстрат в. емкости 1 постоянно перемещается снизу вверх и

i происходит послойное перемешивание среды в поперечной плоскости емкости

1 в зонах 7 и 8 под действием осевых насосов 9, то в емкости 1 образуются две зоны, в одной 7 из которых происходит кислотное брожение субстрата, а в другой 8 — образование и выделение метана, который выводится через патрубок 3.

Таким образом удается совместить в одном аппарате две стадии переработки субстрата (навоза или растительных материалов) при непрерывности процесса ферментации и сокра— тить время процесса образования метана, что приводит к увеличению производительности.

В сравнении с известной предлагаемая конструкция аппарата обеспечивает оптимальные условия разложения р5 субстрата как на стадии кислотного брожения, так и на стадии метанового, а их разделение по ходу технологического процесса позволяет более

48

4 полно осуществлять проведение каждой из стадий, что также способствует увеличению производительности.

Формула изобретения

Лппарат для получения метана из навоза или растительных материалов, содержащий емкость с патрубком для подвода субстрата, размещенным в нижней части емкости, и патрубками для вывода газа и переработанного субстрата, о т л и чающий с я тем, что, с целью ускорения процесса и таким образом увеличения производительности, емкость снабжена анодом и установленным над ним катодом, вы-, полненными в виде сеток, расположенных по поперечному сечению емкости с образованием по ее высоте двух зон, нижняя иэ которых служит для кислотного брожения субстрата, а верхняя для метанового, при этом в емкости у ее стенок,по высоте размещены осевые насосы для перемешивания субстрата по зонам, установленные таким образом, что их продольные оси расположены тангенциально к стенке.

1446148

A-4

Составитель Н. Осипов

Редактор И. Гунько Техред М.Моргентал Корректор Г. Решетник

Заказ 7566 Тираж 520 Подписное

ВНЕ

ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113I335, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4