Газогенератор

 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно, к микробиологическим реакторам для биогазовых установок, и может быть использовано при переработки навозосодержащих сточных вод. Цель изобретения - повышение эффективности работы. Газогенератор состоит из корпуса 1, разделенного на камеры предварительного сбраживания 3 и метанового сбраживания 5, а также камеру 6 дображивания. Газогенератор содержит эрлифты 11 для перемешивания, транспортирующий патрубок 15, сообщающий камеры 3 и 5, переливной канал 18, сообщающий камеры 5 и 6, подогреватель 12 и рекуператор 26 тепла. Исходная жидкость по трубопроводу 4 поступает в камеру 3, где подогревается до температуры сбраживания, перемешивается и насыщается через эрлифты 11 биогазом, отходящим из камеры 5. Затем жидкость поступает в камеру 5, где подвергается интенсивному разложению, а оттуда через камеру 6 дображивания выводится из установки. Изобретение позволит увеличить производительность по обрабатываемым стокам в 1,5-1,7 раза или сократить во столько же раз длительность сбраживания при более глубоком разложении органических загрязнений и соответствующем выделении биогаза. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)4 02 F 3 28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Й двтогскоью свидкткльствм

2ЧЮ2

И

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4300658/30-26 (22) 21.08,87 (46) 23.05.89. Бюл. Р 19 (71) Научно-исследовательский и проектно-технологический институт механизации и электрификации сельского хозяйства Нечерноземной зоны

РСФСР (72) В.В.Миллер, Ф.П.Ковалев, Т.Л.Клявлина и Т.Ф.Падерина (53) 628.36(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1017184, кл. А 01 С 3/02, 1982. (54) ГАЗОГЕНЕРАТОР (57) Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к микробиологическим реакто рам для биогаэовых установок, и может быть использовано при переработ2 ке навозосодержащих сточных вод.

Цель изобретения — повышение эффективности работы. Газогенератор состоит из корпуса 1, разделенного на камеры предварительного сбраживания

3 и метанового сбраживания 5, а также .камеру 6 дображивания. Газогенера.тор содержит эрлифты 11 для перемешивания, транспортирующий патрубок

15, сообщающий камеры 3 и 5, переливной канал 18, сообщающий камеры

5 и 6, подогреватель 12 и рекуператор 26 тепла. Исходная жидкость по трубопроводу 4 поступает в камеру 3, где подогревается до температуры сбраживания, перемешивается и насыщается через эрлифты 11 биогазом, отходящим из камеры 5 ° Затем жидкость поступает в камеру 5, где подвергается интенсивному разложению, 1481213

1О.а оттуда через камеру 6 дображивания выводится из установки. Изобретение .позволит увеличить производительность по обрабатываемым стокам в

1,5-1,7 раза или сократить во стольИзобретение относится к сельско= хозяйственному машиностроению, а именно к микробиологическим реакто рам для биогазовых установок, и может 5 быть использовано при переработке навоэосодержащих сточных вод, концентрированных стоков от мойки корне.плодов, концентрированных стоков от мясокомбинатов.

Цель изобретения — повышение эффективности работы.

На фиг. 1 изображен газогенератор, разрез, на фиг. 2 — то же, план, на фиг. 3. — перепускной клапан, план, на фиг. 4 — то же, вид сбоку; на фиг. 5 - затвор переливного канала, вид сбоку, на фиг. 6 — то же, план.

Газогенератор состоит из корпуса

1, который разделен на последовательно соединенные и оборудованные трубопроводами 2 удаления биогаза камеру 3 предварительного сбраживания с трубопроводом 4 подачи исходной массы, камеру 5 метайового сбраживания и камеру 6 дображивания с трубопроводом 7 удаления сброженного стока.

Камера 3 предварительного сбраживания состоит из нижней накопительной

8 и верхней дозирующей 9 ячеек, которые сообщаются через водослив 10 и эрлифты 11, и оборудована подогревателем 12, связанным с тепловым насосом 13 и подпитывающим трубопроводом 14. Верхняя дозирующая ячейка 9 35 в нижней части имеет транспортирующий патрубок.15 с обратным клапаном 16, выходное отверстие 17 патрубка 15 расположено киже уровня жидкости в камере 5 метанового сбраживания. 4О

Последняя оборудована переливным каналом 18, входное отверстие 19 которого расположено в придонной части камеры 5 метанового сбраживания, а ко же раз длительность сбраживания при более глубоком разложении органических загрязнений и соответствую-. щем выделении биогаэа. 4 э.п. ф-лы, 6 ил. выходное отверстие 20 снабжено затвором 21 и расположено в отсеке газового колпака 22 камеры 6 дображивания, отсеки связаны между собой через перепускной клапан 23, размещенный в разделительной стенке 24.

Камера 6 дображивания снабжена подключенными к эрлифтам 11 газоводами

25 и оборудована рекуператором 26 тепла, соединенным с тепловым насосом 13.

Кромка 27 водослива 10 расположена над верхним уровнем переливного канала 18. Затвор 21 состоит из заслонки 28, закрепленной шарниром

29 у выходного отверстия 20 переливного канала 18 размещенного в отсеке газового колпака 22 камеры 6 дображивания. Заслонка 28 над шарниром 29 жестко связана со штоком 30, подпружиненным пружиной 3 1 в направлении мембраны 32.

Перепускной клапан 23 выполнен в виде патрубка 33, перекрытого шарнирно установленной заслонкой 34 и расположенного в отсеке газового колпака 22 камеры 6 дображивания.

Заслонка 34 фиксируется плечом 35 установленной шарнирно штанги 36, другое плечо 37 которой подпружинено пружиной 38 к мембране 39. Г1танга 36 и заслонка 35 перемещаются во взаимно перпендикулярных плоскостях.

Для регулирования работы эрлифтов используются краны 40 на газоводах 25.

Газогенератор работает следующим образом.

Исходная жидкость по трубопроводу

4 подачи поступает в нижнюю накопительную ячейку камеры 3 предварительного сбраживания, где подогревателем 12 доводится до температуры сбраживания и подвергается кислому

1481213 сбраживанию. Нагретая жидкость эрлифтами 11 перемещается в верхнюю доэирующую ячейку 9, после заполнения которой избыточная жидкость через во5 дослив IO вновь возвращается в нижнюю накопительную ячейку 8 и т.д., совершая циркуляционное движение, Эрлифты 11 поднимают жидкость за счет давления, поступающего из камеры 5 метанового сбраживания биогаза по газоводам 25. Интенсивность подачи газа регулируется кранами 40, При леремещении биогазом жидкости по эрлифту 11 последняя насыщается раст-. воренным углекислым газом из биогаза, что, с одной стороны, улучшает качество биогаза за счет увеличения в нем долевого содержания метана при снижении углекислого газа, с другой стороны, улучшает качество жидкости, в которой растворенный углекислый газ обеспечивает в камере метанового сбраживания дополнительное количество продуцируемого метана. 2S

Подготовленный исходный сток из верхней дозирующей ячейки 9 по транспортирующему патрубку 15 с обратным клапаном 16 через отверстие 17 изливается в камеру 5 метановогo сбраживания за счет гидрастатического напора жидкости в верхней секции при снятии давления в секции газового колпака 22 камеры 5. Гидростатическое давление. существует в связи с тем, что кромка 27 водослива 10 расположена над верхним уровнем переливного канала 18 . В камере 5 метанового сбраживания жидкость подвергается интенсивному разложению за счет качественной ее подготовки в камере

3 и содержания большого количества метаногенного ила в камере 5. При выделении биогаза, собирающегося в отсеке газового колпака 22, его давление увеличивается, при этом затвор

21 переливного канала 18 закрывается, а эрлифты 11 начинают перемешивать жидкость в камерах 3 и 6. По достижении давления биогаза в камере

5 некоторого заданного значения перепускной клапан 23 резко выпускает биогаз в камеру 6 дображивания, затем в трубопровод 2 удаления биога- за, в это же время затвор 21 открывает сечение переливного канала 18.

При резком снижении давленйя над сбраживаемой жидкостью в камере 5 происходит обильное выделение растворенного и мелко диспергированного биогаза, который флотируют к поверхности металогенный биоценоз. Эффект флотации усиливается благодаря тому, что анаэробный ил прикреплен B жидкости к мельчайшим пузырькам выделяемого им биогаза.

После снижения давления и вскипания жидкости возникает гидростатическое давление со стороны верхней ячейки 9, обратный клапан 16 открывается, предварительно сброженная жидкость выливается, а сброженная масса из нижней части камеры 5, из которой в данный момент биоценоз всплыл в верхние слои, через входное отверстие 20 переливного канала 18 выпивается в камеру 6 дображивания.

Затем происходит повторное накопление биогаза в отсеке газового колпака

22 камеры 5 метанового сбраживання, повышение давления, и весь процесс повторяется. При вспенивании массы обеспечивается тщательное ее переме- шивание по всей площади и объему.

В камере б дображивания сброженная жидкость отдает свое тепло рекуператору 26 тепла, дображивается при перемешивании эрлифтами 11 и по трубопроводу 7 удаляется из газогенератора. Рекуперируемое тепло от рекуператора 26 к подогревателю 12 переносится при помощи теплового насоса 13.

Затвор 21 работает следующим образом. При отсутствии давления биогаза в отсеке газового колпака камеры

5 заслонка 28 слегка подпружинеча через шток 30 пружиной 31 к выходному отверстию 20 переливного канала .18 в камере 6 дображивания. С увеливением уровня жидкости в камере 5, вызванным подачей жидкости из верхней дозирующей ячейки 9, заслонка 28 за счет избыточного давления приподнимается, избыточный объем сброженной массы из камеры 5 выпивается в камеру 6 дображивания. После возникновения давления биогаза в секции газового колпака 22 мягкая мембрана

32 выгибается в сторону штока 30 и плотно прижимает связанную с ним жестко заслонку 28 к отверстию 20.

После падения давления мембрана 32 давление на шток снимает, жидкость может вновь перетекать в камеру дображивания 6.

1481213

Перепускной клапан 23 работает следующим образом. При отсутствии давления в секции газового колпака

22 камеры 5 заслонка 34 прижата к патрубку 33 плечом 35 штанги 36 за счет того, что противоположное плечо

37 штанги 36 прижато пружиной 38 к мягкой мембране 39. В момент повышения давления в колпаке 22 мембрана перемещает плечо 37, вызывая возрастающее усилие в пружине 38. Плечо

35 штанги 36 при этом постепенно смещается к краю заслонки 34 и после достижения определенного давления в колпаке 22 камеры 5, на которое рассчитано противоусилие пружины 38, плечо 35 сходит с заслонки. Заслонка под действием давления приподнимается, выпуская газ из секции колпака

22 камеры 5 в камеру 6 дображивания.

После выхода газа заслонка 35 опускается на патрубок 33 и прижимается плечом 35 штанги 36.

Газогенератор обеспечивает возможность заполнения в камере метанового сбраживания значительной концентрации метаногенного ила за счет удаления иэ камеры метанового сбраживания осветленной от микроорганиз- 30 мов жидкости. Такая особенность позволяет использовать газогенератор для обработки концентрированных стоков в термофильном режиме, когда практически невозможно отделить метаногенный ил в существующих соору35 жениях, во-вторых, применять для сбраживания осветленных стоков при низкой длительности обработки, когда скорость разбавления метановых бактерий, их вымь|вание из аппарата превьппает скорость .их роста. При этом не требуется дополнительно привлекать иные средства .выделения биоценоза, требующие дополнительных

45 затрат на эксплуатацию.

P предлагаемом газогенераторе реша .ется вопрос перемешивания сбраживаемой жидкости. В камерах предварительного сбраживания и дображивания перемеши" ванне осуществляется при помощи эр50 лифтов, использующих потенциальную энергию продуцируемого биогаза, в камере метанового сбраживания †периодически интенсивным вскипанием массы. Леремешивание при этом осуществляется по всему объему жидкости что предотвращает возникновение балластных зон, снижающих эффективность работы генератора. ЭнергопотреоЬяющие механические средства, обслуживающий персонал, контрольно-измерительная аппаратура для перемешивания в генераторе .е используются. В газогенераторе рационально используется тепло сброженной массы, которое аннулируется рекуператором и используется для подогрева исходной жидкости.

Используемая в газогенераторе система перемешивания,и транспортирования предварительно сбраживаемого

I стока способствует более высокой производительности устройства по метану. за счет насьпцения исходной жидкости углекислым газом, который служит исходным материалом для получения метана в камере метанового сбраживания, обеспечивает получение обогащенного метаном биогаза с высокой теплотворной способностью.

Изобретение просто в работе, не содержит сложных узлов и деталей, энергопотреляемого механического оборудования, не требует привлечения дорогих средств автоматизации и привлечения многочисленного высококвалифицированного обслуживающего персонала. Использование газогенератора позволяет увеличить производительность по обрабатываемым стокам в 1,5-1,7 раза или сократить во столько же раз длительность сбраживания при более глубоком разложении органических загрязнений и способствующем выделении биогаза.

Газогенератор может быть использован для переработки навозосодержащих сточных вод, концентрированных стоков от мойки и резки корнеплодов, концентрированных стоков мясокомбината, осадков городских сточных вод и других органических отходов.

Формула изобретения

1 ..Газогенератор, содержащий корпус, разделенный на последовательно соединенные и оборудованные трубопроводом удаления биогаза камеры предварительного сбраживания, метанового сбраживания и дображивания, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности работы, камера предварительного сбраживания выполнена в виде двух ячеек — нижней накопительной и верхней дозирующей, I 48l 213 газогенератор снабжен установленными в камерах предварительного сбраживания и дображивания эрлифтами, размещенными в верхней дозирующей ячейке водосливом и транспортирующим патрубком с обратным клапаном, сообщающим камеры предварительного и метанового сбраживания, а также снабжен соединенными с эрлифтами газоводами, переливным каналом, входное отверстие которого расположено в придонной части камеры метанового сбраживания, а выходное снабжено затвором и расположено в верхней части камеры дображивания, а также перепускным клапаном, расположенным в верхней части камеры дображивания и сообщающим камеры метанового сбраживания и дображивания. г

2. Газогенератор по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что он снабжен установленными в камере добр аживания штоком с пружиной и мембраной, затвор переливного канала выполнен в виде шарнирно закрепленной у выходного отверстия заслонки, жестко связанной с штоком.

3. Газогенератор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что перепускной клапан выполнен в виде патрубка с шарнирно закрепленной заслонкой, газогенератор снабжен установленными под заслонкой шарнирно закрепленной штангой и мембраной, при этом одно плечо штанги закреплено

15 пружиной.

4. Газогенератор по пп. 1-3, отличающийся тем, что верхняя кромка водослива расположена выше верхнего уровня переливного ка2О нала .

5. Газогенератор по пп. 1-4, отличающийся тем, что он снабжен рекуператором тепла, размещенным в камере дображивания.

1481 213

Составитель А.Давидян

Техред А. Кравчук Корректор И.Иуска Редактор Н.Идола

Заказ 2633/22 Тираж 828 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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