Биогазовая установка анаэробного сбраживания фекальных масс
Использование: в сельскохозяйственном машиностроении , в частности в устройствах для сбраживания фекальных масс. Сущность изобретения: биореактор содержит заглубленный в землю корпус, внутри которого имеется перемешивающее устройство . Последнее выполнено в виде радиально закрепленных на валу спиц и связано с приводным приспособлением, которое для предотвращения коркообразования совмещено со средством загрузки свежего навоза и выполнено в виде замнутого скребкового транспортера Этот транспортер установлен по периметру корпуса, скребки которого взаимодействуют с днищем корпуса и стенками загрузочного и выгрузного лотков. Скребки взаимодействуют со спицами и приводят во вращение перемешивающее устройство 2 ил.
«с+ (19) RRU U(11) (51) 5 А01СЗ 00
ИЕ ИЗОБРЕТЕН
«
)(), "- «j . л
I !
ОПИСАН
К ПАТЕНТУ
Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5044931/15 (22) 01.04.92 (46) 30.12.93 Бюл % 47-48 (71) Промышленно — внедренческая коммерческая фирма "ПРОНКОМ" (72) Голубев Л.Г„Филиппов АК; Мухтаров Я.С„Нигаметзянова Л.Н„Юхнович В.Г„Сафин P.Ä Наумова
АЛ. (73) Промышленно-внедренческая коммерческая фирма "ПРОНКОМ" (54) БИОГАЗОВАЯ УСТАНОВКА АНАЭРОБНОГО СБРАЖИВАНИЯ ФЕКАЛЬНЫХ МАСС (57) Использование: в сельскохозяйственном машиностроени, в частности в устройствах дпя сбраживания фекальных масс Сущность изобретения: биореактор содержит заглубленный в землю корпус, внутри которого имеется перемешивающее устройство. Последнее выполнено в виде радиально закрепленных на валу спиц и связано с приводным приспособлением, которое для предотвращения коркообразования совмещено со средством загрузки свежего навоза и выполнено в виде замнутого скребкового транспортера Этот транспортер установлен по периметру корпуса, скребки которого взаимодействуют с днищем корпуса и стенками загрузочного и выгрузного лотков. Скребки взаимодействуют со спицами и приводят во вращение перемешивающее устройство. 2 ил.
2004952
20 навоза в реакторе с существующим разру50
Изобретенле предназначено для переработки отходов сельскохозяйственных
ОООИЭВОдСтВ.
Преимущественно заявленное усгройство предназначено для анаэробной конверсии навоза крупномасштабных индивидуальных и фермерских хозяйств, Известен горизонтальный аназробный писковый реактор для биоконварсии навоза, содержащий корпус, расположенные соОтветственно в его верхней и нижней части патрубки подачи отходов и отвода отработанных стоков, размещенные в корпусе горизонтальные дисковые и лопастные мешалки с рядом параллельных и переме>«а:Ощихся лопастей и дисков для прикреплef)и", биомассы и перемешивания слоя (см.
in К.V„Chen W.Y., Liao Р.Н. Mesophiiic
digestion of screened daily manure using
anaегоbic rotating Ыо!офса1 contact reactor. — Biomass, 1986, 9, ¹ 22, р.81 — 92 или Калюжный С.В., Пузанков А,Е„Варфоломеев С.Д.
"Биогаз; проблемы и решения". Биотехнологля, (Итоги науки и техники ВИНИТИ АН
CCCP). M., l988, 21, с.94 — 95, рис.32).
Недостатком реактора является Сложность загрузки навоза и выгрузки зффлюзнга, Обусловленflaÿ их самотеком через соответствующие патрубки, кроме Tol o, согласно изложенному на с.80 — 81 вышеукаaña; íoro сборника ВИНИ ГИ, îëüøàÿ длина горизсгггальных механических мешалок в метантенках такого рода требует сложного механ)лческого Оборудования и значительнь. х затрат на их вращение.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к изобретениfî является биогаэовая установка системь) "Дармштадт", содержащая располо><енный под поверхностью земли биореактор с лотками подачи и выгрузки сброженного навоза, i.ориэонтальной мешалкой с приводом и сборником газа (см. вышеуказанный сборник ВИНИТИ, с.74-75, рис. 19), Недостатком известного устройства, согласно с.75 соорника ВИНИТИ, является Образованле застойных зон, что приводит к интенсивному к0ркообразованию, снижает интенсивность процесса Образования газа.
Кроме того, устройство мешалки требует сложного механи«еского оборудования и з))ачительных энергегических затрат на ее
Оабо гу. 3агpy3Ka f аз()за самотеком являет ся )-)едостат{> IH<) {iaf, жной, а выгрузка сброженнОГО эфФлк):>н {:) предусмотс. на путем использования {э )О ., "0I 0 механического () ) Q I> { { ) в а н,.л ч — i г;,.
ЗО
4е
Целью изобретения является упрощение загрузки и выгрузки при повышении удельной производительности установки.
Цель достигается тем, что в известной биогазовой установке, содержащей расположенный под поверхностью земли биореактор с размещенной в нем мешалкой и противопог)ожно расположенными лотками загрузки и выгрузки, сборник биогаза, в биореактор сквозь лотки загрузки и выгрузки пропущен бесконечный цепной транспортер с равноудаленными друг от друга пластинчатыми скребками, а мешалка выполнена в виде радиально закрепленных на горизонтальном валу спиц, в своем нижнем положении введенным в зацепление со скребками транспортера, Такая конструкция установки позволяет осугцествлять эффективное перемешивание шением образовавшегося коркового слоя, что, в свою очередь, интенсифицирует продуцирование биогаза, синхронизировать выгрузку зффлюзнта и загрузку свежего навоза путем применения надежного и простого устройства загрузки-выгрузки.
Схема биогазовой установки приведена на фиг.1 и 2, Установка состоит из расположенного под поверхностью земли биореактора 1 с колоколообразным сборником 2 газа и с размещенной внутрл реактора 1 горизонтальной мешалкой, выполненной в виде набора спиц 3 на общий вал 4. Биореактор снабжен расположенными противоположно лотками загрузки све>кего навоза 5 и выгрузки эффлюэнта 6, сквозь которые через реактор 1 пропущен бесконечный цепной транспортер 7 с приводом 8 и с равноотстоящими друг от друга скребками 9, причем последние введены в зацепление со спицами 3 мешалки в их нижнем положении (расстояние между скребками 9 равно величине шага между спицами 3 на их периферии), Для приема свежего навоза предусмотрен бункер 10, соединенныл с реактором 1 г)отком загрузки 5, для сбора зффлюзнта служит сборник 11.
Биогазовая установка функционирует следующим образом. В биореактор 1 при снятомсборнлке 2 газа загружается предварительно подготовленная исходная навозная композици-, после чего на реактор устанавливается сборник 2. Сборник выполнен плавающим, т.е. имеющим возможность всплывать в навозе при скоплении под ним газа и опускаться при расходе газа, т.е, служит ресивером, предотвращающим проникновение атмосферного воздуха в реактор 1. Также для предотвращения контак2004952
20
Формула изобретения
БИОГАЗОВАЯ УСТАНОВКА АНАЭРОБНОГО СБРАЖИВАНИЯ ФЕКАЛЬНЫХ
МАСС преимущественно навоза, содержащая заглубленный в землю корпус биореактора, внутри которого установлено перемешивающее устройство, связанное с приводным приспособлением и выполненное в виде радиально закрепленных на горизонтальном валу спиц, связанные загрузочным лотком с приемным бункером свежего навоза средство его загрузки в корпус биореактора и средство выгрузки сброженного навоза, связанное посредством выгрузного лотка с его накопителем, приспособление для предотвращения коркообразования в биореакторе, который сообщен со сборником биогаза, отличающаяся тем, что приспособление для предотвращения коркообраэования совмещено со средствами загрузки свежего навоза и выгрузки сброженного навоза и выполнено в виде связанного с механизмом привода замкнутого скребкового транспортера, установленного по периметру корпуса биореактора с воэможностью взаимодействия с его днищем, стенками загрузочного и выгруэочного лотков, при этом приводное приспособление перемешивающего устройства выполнено в виде упомянутого скребкового транспортера при взаимодействии его скребков со свободными концами радиальных спиц, а скребки транспортера расположены по его длине на одинаковом расстоянии друг от друга.
2004952
20
30
40
55 та воздуха со сбраживаемым навозом исходная смесь в реактор 1 заливается с перекрыванием отверстий лотков 5,6.
Происходит биоконверсия навоза, образовавшийся гаэ скапливается в сборнике
2, откуда по необходимости расходуется.
Периодическое перемешивание массы навоза в реакторе 1, необходимое для интенсивного образования газа, производится путем возвратно-поступательного перемещения транспортера 7 в пределах камеры реактора (на приводной механизм 8 транспортера может быть установлен реверсивный двигатель, в случае малого объема реактора, предназначенного, допустим, для фермерского или крестьянского хозяйства, возможен ручной привод при помощи ворота). При движении транспортера 7 его скребки 9, перемещаясь по дну реактора 1 возвратно-поступательно, интенсивно перемешивают эффлюэнт, способствуя проникновению его частиц в основную массу навоза. Одновременно скребки 9, введенные в зацепление со спицами 3 мешалки, приводят ее во вращение. Вращаясь, мешалка благодаря многочисленности своих спиц 3 активно перемешивает масу навоза в реакторе 1, а ее спицы, находящиеся в своем верхнем положении и частично выступающие над поверхностью навоза, эффективно разламывают образовавшуюся корку и увлекают ее частицы в основную массу навоза.
Таким образом, периодическое реверсивное перемещение транспортера 7 позволяет эффективно перемешивать как эффлюэнт, так и основную массу навоза, ломать образовавшуюся на ее поверхности корку, что резко интенсифицирует продуцирование биогаза во всем объеме реактора 1.
Загрузка-выгрузка навоза производятся следующим образом.
Предварительно подготовленный навоз размещается в бункере 10, после чего транспортер 7 приводится в движение. Скребки 9 транспортера подхватывают навоз и по лотку 5 транспортируют его внутрь реактора 1.
При достижении реактора навоз, будучи по своему удельному весу легче эффлюэента, всплывает в основную навозную массу, а скребки, продолжая свое движение в сторону лотка выгрузки 6, подхватывают эффлюэнт и транспортируют его по этому лотку вверх. сбрасывая его вспоследствии в сборник 11.
Вновь поступившие в реактор порции свежего навоза при своем всплывании перемешивают основную массу фекалий, усредняя ее. à lip!1 захватывании скребками 9 эффлюэнта эта часть осадка замещается навозом из основного слоя. Кроме того, при процессах загрузки-выгрузки неп„ерывно вращается мешалка, спицы 3 которои также интенсивно перемешивают навоз. Таким образом, при загрузке-выгрузке навозной массы также интенсивно производится пе10 ремешивание навоза, что благотворно влияет на продуцирование биогазэ. В данном случае уместно отметить также упрощение процессов загрузки и выгрузки сравнительно с прототипом.
Как видно из изоложенного, предложенная конструкция реактора, содержащего ус-, тройства загрузки и выгрузки.в виде бесконечного транспортера со скребками, являющегося одновременно и приводом мешалки, выполненной с набором радиальных спиц, позволяет активно перемешивать слой навоза как во время периодического собственно перемешивания, так и во время операции загрузки и выгрузки, легко разрушать образующуюся на поверхности навоза корку, что в совокупности способствует значйтельной интенсификации продуцировэ; ния биогэза. Кроме того, использование бесконечного транспортера для выгрузки из реактора осадка значительно упрощает конструкцию разгрузочного устройства, а использование его для вращения мешалки позволяет отказатъся от индивидуального привода мешалки. Ввиду этого можно говорить об упрощении конструкции установки, С целью проверки работоспособности предложенного устройства был изготовлен ее лабораторный образец (емкость реактора
0,76 мз), испытания которого подтвердили возможность его эффективного функционирования.
В настоящее время разработаны рабочие чертежи на установку с емкостями реактора 6 м3 (для индивидуального хозяйства), 12 м и 18 м (для фермерского хозяйства).
Изготовление и внедрение установок намечено на 1992 г. (56) Биотехнология, Итоги науки и техники
ВИНИТИ AH СССР. MÄ 1988. 1. с,94 — 95, рис.32.
"Дармштадт" (ФРГ). Обзорная информация "Состояние и перепекся л рэ-.пития биогазовых установок". Ljt 1986. с.12-.13, рис.10(1). 2004952 4-А Соста вител ь Т. Голубева Редактор Т.Лошкарева Техред М;Моргентал Корректор О.Густи Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5 Заказ 3414 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.l агарин; 101
