Установка для двухступенчатого анаэробного сбраживания органических отходов

 

Изобретение относится к установкам анаэробного сбраживания органических отходов, преимущественно навоза, предназначено для получения биогаза, органических удобрений и обеззараживания отходов и может быть использовано при очистке городских и промышленных стоков. Целью изобретения является повышение выхода биогаза, упрощение конструкции и снижение энергоемкости. Установка, включающая навозосборник, насос для подачи навоза, камеры первой и второй ступеней сбраживания с системой перемешивания, устройства для подогрева и разделения отходов на фракции, емкости для хранения сброженной жидкой и твердой фаз и биогаза, снабжена системой подогрева, состоящей из водонагревателя, насосов и трубопроводов горячей и охлажденной воды с установленными на них задвижками, компрессором и устройством для подогрева биогаза. Камеры первой и второй ступеней сбраживания снабжены рубашками, соединенными с трубопроводами горячей и охлажденной воды, камера второй ступени сбраживания снабжена также иммобилизационным устройством и кольцевым патрубком. Устройство для подогрева отходов размещено между навозосборником и камерой первой ступени сбраживания и снабжено мешалкой и водяной рубашкой, соединенной с трубопроводами горячей и охлажденной воды. Устройство разделения отходов на фракции выполнено в виде пресса - отделителя волокнистых частиц и размещено между камерами первой и второй ступеней сбраживания, а емкость для хранения биогаза через компрессор, устройство для подогрева биогаза и кольцевой патрубок соединено с камерой второй ступени сбраживания, причем система перемешивания камеры первой ступени сбраживания выполнена в виде механической мешалки, а иммобилизационное устройство камеры второй ступени сбраживания выполнено в виде вертикальных стержней - капроновых щеток, установленных по окружности у внутренней стенки камеры. 2 з. п. ф-лы, 1 табл. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ Х

РЕСПУБЛИН цц 4 С 02 F 11/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4192993/30-26 (22) 10.02.87 (46) 15.05.89. Бюл. N - 18 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (72) А.А. Ковалев, M.В.Левчикова, А.А. Перов и В.П.Лосяков (53) 628. 334(088.8) (56) Современные методы регенерации энергии биомассы при помощи газификации (отечественный и зарубежный опыт). Ашхабад, 1985, с. 70-73.

Двухступенчатая биогазовая установка Швартинг. Проспект фирмы Швартинг, ФРГ, 1986. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ДВУХСТУПЕНЧАТОГО

АНАЭРОБНОГО СБРАЖИВАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ

ОТХОДОВ (57) Изобретение относится к установкам анаэробного сбраживания органических отходов, преимущественно навоза, предназначенного для получения биогаза, органических удобрений и обеззараживания отходов и может быть использовано при очистке городских и промышленных стоков. Целью изобретения является повышение выхода биогаза, упрощение конструкции и сни- . жение энергоемкости. Установка, включающая навозосборник, насос для подачи навоза, камеры первой и второй ступеней сбраживания с системой перемешивания, устройства для подогрева и разделения отходов на фракции, емкости для хранения сброженной жид„„SU„„1479423 А1 кой и твердой фаз и биогаза, снабжена системой подогрева, состоящей иэ водонагревателя, насосов и трубопроводов горячей и охлажденной воды с установленными на них задвижками, компрессором и устройством для подогрева биогаза. Камеры первой и второй ступеней сбраживания снабжены рубашками, соединенными с трубопроводами горячей и охлажденной воды, камера второй ступени сбраживания снабжена также иммобилизационным устройством и кольцевым патрубком.

Устройство для подогрева отходов размещено между навозосборником и камерой первой ступени сбраживания и снабжено мешалкой и водяной рубашкой, соединенной с трубопроводами горячей и охлажденной воды.. Устройство разделения отходов на фракции выполнено в виде пресса-отделителя волокнистых частиц и размещено между камерами первой и второй ступеней сбраживания, а емкость для хранения биогаза через компрессор, устройство для подогрева биогаза и кольцевой патрубок соединена с камерой второй ступени сбраживания, причем система перемешивания камеры первой ступени сбраживания выполнена в виде механической . мешалки, а иммобилиэационное устрой-ство камеры второй ступени сбраживания выполнено в виде вертикальных стержней — капроновых щеток, установленных по окружности у внутренней стенки камеры. 2 з.п.ф-лы, 1 табл.

1 ил.

1479423

Изобретение относится к установкам анаэробного сбраживания органических отходов, например навоза животноводческих ферм, предназначено для получения биогаза, органических удобрений и обеззараживания отходов и может быть применено при очистке городских и промышленных стоков.

Цель изобретения — повышение вы- 10 хода биогаза, упрощение конструкции и снижение энергоемкости.

На чертеже приведена технологическая схема установки для двухступенчатого анаэробного сбраживания органических отходов.

Установка включает навозосборник

1, насос 2 для подачи навоза, теплообменник 3 с перемешивающим устройством 4, камеру 5 первой ступени . 20 сбраживания с механической мешалкой

6, пресс-отделитень 7 волокнистых частиц, камеру 8 второй ступени сбраживания, емкость 9 для хранения биогаэа. Б камере 8 установлены им- 25 мобилизационное устройство 10 и кольцевой патрубок 1 1 для подачи биогаза.

Установка содержит также компрессор

12 и нагревательное устройство 13 для нагрева биогаэа, емкость 14 для сброженного навоза, водонагреватель

15, насосы 16 и задвижки 1.7 на трубопроводах.

Установка работает следующим образом.

3S

Исходный навоз из навозосборника

1 насосом 2 подают в камеры первой

5 и второй 8.ступеней сбраживания через теплообменник 3, где нагревают до режимной температуры.

В камере 5, где проходит стадия гидроли а и кислотообразования, органическая масса частично преобразуется в кислоты, выделяются несбраживаемые и трудносбраживаемые волокнистые компоненты (лигнин, целлюлоза, гемицеллюлоза и др.), которые следует удалять. Для этого массу в количестве,.равном дозе разовой загрузки, из камеры 5 подают на прессотделитель 7 твердых волокнистых

50 частиц где твердая фракция выводится наружу, а жидкая поступает в теплообменник 3 для нагрева до температуры второй стадии сбраживания. Нагрев осуществляют сброженной массой, 55 поданной в теплообменник из камеры 8 в количестве, равном разовой дозе загрузки, и горячей водой, циркулирующей в водяной рубашке теплообменника, Нагретую сбраживаемую массу подают в камеру 8, а на ее место в теплообменник насосом-дозатором 2 закачивают исходный навоз в количестве, соответствующем дозе загрузки. Этот навоз нагревают до температуры первой стадии сбраживания той же сброженной массой и при необходимости горячей водой, после чего подают в камеру 5, а сброженную массу — в емкость" 14. Выделяющийся биогаз поступает в емкости 9 для хранения биогаэа (в основном иэ камеры 8), а оттуда — на производственные нуждь1 или, циркулируя в замкнутой системе, в камеру 8 второй ступени сбраживания для подогрева и перемешивания массы.

Поддержание температурного режима на обеих стадиях сбраживания осуществляют циркуляцией горячей воды в водяных рубашках камер 5 и 8. Подогрев массы в камере 8 с одновременным ее перемешиванием можно производить и нагретым биогазом (вместо горячей воды), подаваемым компрессором 12 через нагревательное устройство 13 и кольцевой патрубок 11 непосредственно в камеру.

Перемешивающее устройство 4 и механическая мешалка 6 служат для более интенсивного теплообмена и кислотообраэования соответственно в теплообменнике 3 и камере 5 первой ступени сбраживания. Иммобилизационное устройство 10, например, в виде вертикальных стержней — капроновых щеток, установленных по окружности у внутренней стенки камеры 8, предназначено для удержания в камере метанообраэующих бактерий.

Нагрев охлажденной воды до режимной температуры производят в водо нагревателе 15. Насосы 16 и задвижки 17 служат для загрузки, выгрузки и перекачки навозной массы, воды и биогаза при работе установки.

Сравнительные данные по выходу биогаэа в известной и предложенной установках гриведены в таблице.

Использование предлагаемой установки позволяет интенсифицировать процесс сбраживания, т.е. повысить интенсивность газовыделения (ежесуточный выход биогаза в расчете на единицу объема камеры сбраживания) и сократить продолм тельность цикла сбраживания, уменьшить рабочий объем

1479423

Влажность

Объем газовыделения за цикл сбраживания с 1 л навоза (предлагаемый вариант), л

Объем газовыделения за цикл сбраживания с 1 л навоза (прототип), л

Зольность исходного навоза, Х исходного навоза, Ж

21,3

20,7

24,0

27,7

26,9

28,5

16,4

17,0

18,8

92,3

92 5

90, 8. камеры второй ступени сбраживания, снизить затраты энергии на транспортировку сброженной массы и улучшить теплообмен за счет своевременного удаления твердой несбраживаемой фрак5 ции, а также упростить конструкцию камеры сбраживания.

Формула изобретения

1. Установка для двухступенчатого анаэробного сбраживания органических отходов, преимущественно навоза, включающая навозосборник, насос для 15 подачи навоза, камеры первой и второй ступеней сбраживания с системой перемешивания, устройства для подогрева и разделения отходов на фракции, емкости для хранения сброженной жид- 20 кой и твердой фаз и биогаза, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения выхода биогаза, упрощения конструкции и снижения энергоемкости, установка снабжена системой подогре- 25 ва, состоящей из водонагревателя, насосов и трубопроводов горячей и охлажденной воды с установленными на них задвижками, компрессором и устройством для подогрева биогаза, ка- 30 меры первой и второй ступеней сбраживания снабжены водяньпи рубашками, соединенными с трубопроводами горячей и охлажденной воды, камера второй ступени сбраживания снабжена также иммобилизационным устройством и кольцевым патрубком, устройство для подогрева отходов размещено между навозосборником и камерой первой ступени сбраживания и снабжено мешалкой и водяной рубашкой, соединенной с трубопроводами горячей и охлажденной воды, устройство разделения отходов на фракции выполнено в виде прессаотделителя волокнистых частиц и размещено между камерами первой и второй ступеней сбраживания, а емкость для хранения биогаза через компрессор, устройство для подогрева биогаза и кольцевой патрубок соединена с камерой второй ступени сбраживания.

2. Установка по и. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что система переиешивания камеры первой ступени сбраживания выполнена в виде механической мешалки.

3. Установка по п. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что иммобилиэационное устройство камеры второй ступени сбраживания выполнено в виде вер" тикальных стержней — капроновых щеток, установленных по окружности у внутренней стенки камеры.

1479423

Составитель E. Войцеховская

Редактор M Келемеш Техред A.Кравчук Корректор С. Черни

Закаэ 2498/21 Тираж 828 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина,101