Способ анаэробного сбраживания биомассы

 

Изобретение может быть использовано при изготовлении резервуаров-метантенков для сбраживания сельскохозяйственных, городских и промышленных сточных вод. Способ анаэробного сбраживания биомассы заключается в том, что подают биомассу в резервуар, осуществляют подогрев биомассы выполненным в днище резервуара нагревательным элементом в виде электропроводного бетона с электроизоляционным слоем. Перемешивание биомассы осуществляют путем создания термосифонного эффекта за счет выполнения внутренней цилиндрической камеры с раструбом над нагревательным элементом. Изобретение позволяет упростить конструкцию метантенка и снизить энергозатраты при осуществлении процесса сбраживания. 1 ил.

Изобретение относится к области обработки жидких органических отходов, например жидкого навоза, и может быть использовано при изготовлении резервуаров-метантенков для сбраживания сельскохозяйственных, городских и промышленных сточных вод.

Известен способ анаэробного сбраживания навоза животноводческих ферм, осуществляемый за счет использования для подогрева содержимого метантенка солнечной энергии (патент России 1468872, кл. C 02 F 11/04, 1998).

Однако использование этого способа в холодных климатических условиях не может обеспечить надежной работы метантенка.

Известен также способ обогрева железобетонных панелей, выполненных из электропроводного бетона с электроизоляционным слоем (патент России 2035565, кл. E 04 F 15/00, 1995).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ анаэробного сбраживания биомассы в классических метантенках, включающий подачу в резервуар биомассы, подогрев содержимого с помощью парового теплообменника, механическое перемешивание, осуществляемое во внутренней цилиндрической камере, вывод сброженной биомассы и отвод и использование биогаза (Кагановский А. М. и др. Очистка промышленных сточных вод. Киев: Техника, 1974, с. 243).

Недостатками способа являются сложность конструкции метантенка и расход электроэнергии для перемешивания биомассы.

Задачей изобретения является упрощение конструкции метантенка и снижение энергозатрат при осуществлении процесса брожения.

Указанный результат достигается тем, что подогрев биомассы осуществляют выполненным в днище резервуара нагревательным элементом в виде электропроводного бетона с электроизоляционным слоем, а для перемешивания биомассы создают термосифонный эффект благодаря выполнению внутренней цилиндрической камеры с раструбом над нагревательным элементом.

На чертеже представлена схема резервуара метантенка для осуществления способа.

Предлагаемый способ включает заглубленный в грунт резервуар 1, который выполняют из железобетона. В днище резервуара монтируют нагревательный элемент 2 из электропроводного бетона с электроизоляционным слоем. В верхней части резервуара 1 устраивают подающий биомассу трубопровод 3 и газосборник 4. В центре резервуара 1 выполняют цилиндрическую камеру 5 с переливными окнами вверху (на чертеже не показаны) и с раструбом 6 внизу над нагревательным элементом 2. Биогаз утилизируют на теплоэлектростанции 7, откуда полученную электроэнергию подают к электронагревательному элементу 2. Для отвода сброженной биомассы используют трубопровод 8.

Осуществляется способ следующим образом.

Биомассу, например жидкий навоз, влажностью 92-96% по трубопроводу 3 подают из животноводческих комплексов в резервуар 1, где происходит начальная стадия анаэробного сбраживания. Выделяющийся биогаз отводят в газосборник 4, откуда он поступает на теплоэлектростанцию 7. Полученный электроток пропускают через электробетон нагревательного элемента 2, обеспечивая при этом равномерный нагрев дна резервуара 1 и создание направленного теплового потока. Нагретый жидкий навоз улавливается раструбом 6 цилиндрической камеры 5 и благодаря образующемуся термосифонному эффекту поднимается вверх, обеспечивая перемешивание содержимого резервуара 1. Процесс переходит в следующую стадию сбраживания с выделением большого количества биогаза и повышением степени разложения обрабатываемого навоза.

Сброженный навоз отводят через трубопровод 8.

Выполнение нагревательного элемента в виде электропроводного бетона в совокупности с цилиндрической камерой с раструбом благодаря термосифонному эффекту обеспечивает высокоэффективный нагрев и интенсивное перемешивание сбраживаемой биомассы.

Предложенный способ дает возможность поддержания температурного режима в нужном диапазоне при значительном сокращении энергоемкости процесса, создает надежность работы метантенка практически в любых климатических зонах, а также решает санитарные и экологические задачи.

Формула изобретения

Способ анаэробного сбраживания биомассы, включающий подачу в резервуар биомассы, подогрев, перемешивание ее во внутренней цилиндрической камере, вывод сброженной биомассы, отвод и использование биогаза, отличающийся тем, что подогрев биомассы осуществляют выполненным в днище резервуара нагревательным элементом в виде электропроводного бетона с электроизоляционным слоем, а перемешивание биомассы осуществляют путем создания термосифонного эффекта за счет выполнения внутренней цилиндрической камеры с раструбом над нагревательным элементом.

РИСУНКИ

Рисунок 1