Биогазовая установка

Изобретение относится к биоэнергетике. Биогазовая установка включает реактор, содержащий три концентрично расположенные цилиндрические секции: наружную для проведения мезофильной стадии анаэробного сбраживания биомассы, среднюю для промежуточной стадии и центральную для термофильной стадии анаэробного сбраживания, трубопровод подачи исходной биомассы в наружную секцию, трубопровод отвода полученного удобрения из нижней части центральной секции и систему отбора биогаза из секций. Наружная и средняя секции сообщаются в нижней части, а средняя и центральная - в верхней части. Центральная секция снабжена теплообменником для нагревания сбраживаемой массы. Наружная секция содержит перемешивающее устройство в виде крыльчатки. Конструкция биогазовой установки обеспечивает высокую степень разложения биологических отходов и достаточно высокую производительность по биогазу. 1 ил.

 

Изобретение относится к биоэнергетике, а именно к технологии анаэробной обработки жидкого помета с выработкой биогаза, высококачественного органического удобрения и белковой кормовой добавки, которая может быть использована на комплексах сельского хозяйства.

Известна биогазовая установка для анаэробного сбраживания органических отходов. Установка содержит реактор, разделенный на сообщающиеся между собой секции, имеющие колоколообразные сборники газа с лопастями, узлы загрузки и выгрузки. Каждая секция содержит стаканы, в которых установлены с возможностью вертикального перемещения относительно друг друга посредством привода колоколообразные сборники газа, имеющие в верхней части регулируемые клапаны и сетку. Стаканы в нижней части имеют отверстия с клапанами, между которыми установлена перегородка с лопастями, расположенными в шахматном порядке относительно дополнительных лопастей, установленных на стенках колоколообразных сборников газа, где нижняя лопасть выполнена длиннее верхних. Узел загрузки выполнен в виде емкости с входным патрубком для подачи исходного сырья, лотком для отвода нерастворимых твердых легких фракций и выходными патрубками на нижнем уровне для сброса излишней жидкости, твердых тяжелых нерастворимых фракций и подачи сырья на переработку через отверстия в стакане (RU 2202161 С2, 20.04.2003).

Недостатком установки является низкая производительность по производству биогаза.

Ближайшим аналогом является биогазовая установка, содержащая реактор, внутри которого размещен теплообменник, разделяющий его на две сообщающиеся в верхней части камеры. Свободные концы трубопроводов приема и трубопровода отвода выведены в нижнюю часть камер. Устройство для измельчения исходной биомассы установлено в трубопроводе приема. Загрузочный люк установлен выше люка выгрузки для обеспечения гидростатического подпора выхода готовой продукции. Каждое перемешивающее устройство выполнено в виде вертикального вала, на котором установлены верхний и нижний ряд лопаток. Верхний ряд лопаток в первой камере установлен плавающим с возможностью перемещения вдоль вала для разрушения плотной корки на поверхности сбраживаемой биомассы. Лопатки нижнего ряда установлены с наклоном для обеспечения подъемного движения сбраживаемой массы вверх. Лопатки нижнего ряда во второй камере установлены с наклоном для перемещения сбраживаемой массы вниз и в сторону свободного конца трубопровода отвода готового органического удобрения. Устройство для перемещения и устройство для размельчения исходной биомассы соединены с передачей при помощи муфт и приводятся в действие с помощью ветродвигателя. Образующийся при сбраживании органической массы биогаз поступает в газгольдер, откуда распределяется по потребителям. Вне реактора установлен солнечный нагреватель и расширительный бачок, соединенные трубопроводами с теплообменником. Реактор покрыт слоем изоляции (RU 2065408 С1, 20.08.1996).

Недостатком установки является недостаточно высокая производительность по производству биогаза.

Технический результат изобретения заключается в повышении производительности по биогазу.

Этот результат достигается тем, что предложенная биогазовая установка включает реактор, содержащий три концентрично расположенные цилиндрические секции: наружную для проведения мезофильной стадии анаэробного сбраживания биомассы, среднюю для промежуточной стадии и центральную для термофильной стадии анаэробного сбраживания, трубопровод подачи исходной биомассы в наружную секцию, трубопровод отвода полученного удобрения из нижней части центральной секции и систему отбора биогаза из секций. Наружная и средняя секции сообщаются в нижней части, а средняя и центральная в верхней части. Центральная секция снабжена теплообменником для нагревания сбраживаемой массы, а наружная секция - перемешивающим устройством в виде крыльчатки.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен продольный разрез установки.

Биогазовая установка включает реактор, содержащий три концентрично расположенные цилиндрические секции 1, 2 и 3.

Наружная секция 1 предназначена для проведения мезофильной стадии анаэробного сбраживания биомассы, средняя 2 - для промежуточной стадии сбраживания и центральная 3 - для термофильной стадии анаэробного сбраживания. Секции имеют общее основание, снабжены соединительными трубопроводами 4, сообщающими наружную секцию 1 и среднюю 2 в нижней части. Средняя секция 2 и центральная секция 3 сообщены в верхней части 5. Конец трубопровода 6 приема биомассы расположен в верхней части наружной секции 1. Трубопровод 7 отвода полученного удобрения подключен к нижней части центральной секции 3. В ней расположен теплообменник 8 для нагревания сбраживаемой биомассы. Наружная секция 1 снабжена загрузочным люком 9, перемешивающим устройством в виде крыльчатки 10.

Система отбора биогаза из секций содержит перепускные клапаны 11, 12 и 13 соответственно в наружной, средней и центральной секции. Эти клапаны подключены к газосборнику 14, имеющему выпускной кран 15.

В нижней части центральной секции 3 расположен выгрузочный люк 16, а в наружной секции 1 - аварийный люк 17 выгрузки биомассы.

Установка снабжена хранилищем 18 и насосом 19 подачи исходной биомассы.

Установка работает следующим образом.

Птичий помет насосом 19 подается из хранилища 18 в наружную секцию 1 через загрузочный люк 9. Брожение биомассы происходит в трех секциях реактора непрерывного действия в соответствии с тремя стадиями анаэробного сбраживания: мезофильного в наружной секции 1, промежуточного в средней секции 2 и термофильного в центральной секции 3.

Нагревание биомассы осуществляется теплообменником 8, установленным в центральной секции. В результате сбраживания биомассы выделяется биогаз. Под действием давления газа и гидростатического подпора биомасса из наружной секции 1 реактора, в которой температура достигает до 35°С, перемещается вниз и перетекает в среднюю секцию 2 - зону низкого давления. Брожение продолжается в средней секции при более высокой температуре 35-45°С. Проведение высокотемпературной стадии сбраживания во внутренней секции повышает эффективность процесса в результате уменьшения потерь тепла через стенд наружной секции, поскольку в ней температура субстрата низкая. В наружной секции 1 реактора осуществляется перемешивание субстрата крыльчаткой 10. При превышении давления в секциях в заданной последовательности срабатывают перепускные клапаны 11, 12, 13 и биогаз поступает в газосборник 14, откуда через выпускной кран 15 отводится в газольдер. Выгрузка полученного удобрения производится через выгрузочный люк 16. При необходимости может быть использован аварийный люк 7 выгрузки.

Конструкция предложенной установки обеспечивает повышение степени разложения помета и повышение производительности по газу.

Биогазовая установка, характеризующаяся тем, что включает реактор, содержащий три концентрично расположенные цилиндрические секции: наружную для проведения мезофильной стадии анаэробного сбраживания биомассы, среднюю для промежуточной стадии и центральную для термофильной стадии анаэробного сбраживания, трубопровод подачи исходной биомассы в наружную секцию, трубопровод отвода полученного удобрения из нижней части центральной секции и систему отбора биогаза из секций, при этом наружная и средняя секции сообщаются в нижней части, а средняя и центральная - в верхней части, причем центральная секция снабжена теплообменником для нагревания сбраживаемой массы, а наружная секция - перемешивающим устройством в виде крыльчатки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области очистки стоков и утилизации твердых углерод-азотосодержащих отходов с выработкой биометана для бытовых нужд в индивидуальных домах, удаленных от централизованных сетей тепло- и электроснабжения.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано в отраслях промышленного птицеводства и животноводства. .

Изобретение относится к способу получения продуктов переработки веществ органического происхождения в процессе сбраживания за счет инициирующего участия микроорганизмов, обладающих повышенной активностью и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, включая микробиологическую и пищевую промышленности.

Изобретение относится к аппаратам анаэробного сбраживания навоза, помета, фекалия, углеродсодержащих твердых отходов, стоков и может быть использовано для выработки биогаза для нужд отопления, приготовления пищи, нагрева воды в коттеджах, дачных домах, подворий фермерских хозяйств.

Изобретение относится к анаэробному сбраживанию углеродсодержащих твердых бытовых отходов, фекалий, навоза и помета домашних животных и птицы, бытовых стоков с выработкой биогаза для нужд отопления, приготовления пищи, нагрева горячей воды и может быть использовано в индивидуальных домах фермеров, крестьян, дачников.

Изобретение относится к аппаратам выработки метана из домашних бытовых отходов и отходов приусадебного хозяйства, которое может быть использовано в индивидуальных домах, удаленных от централизованных систем тепло- и электроснабжения и канализации.

Изобретение относится к анаэробной очистке стоков, а именно к биокультиватору, содержащему корпус с перегородками камер кислого, нейтрального, щелочного, метанового брожения, размещенное между патрубками загрузки и разгрузки перемешивающее устройство, перед камерой кислого брожения смонтирован диспергатор в виде цилиндрического корпуса с размещением по его оси приводным валом с винтовыми лопастями, взаимодействующими с закрепленными на внутренней боковой стенке цилиндрического корпуса под углом к винтовым лопастям винтовыми выступами, а днище цилиндрического корпуса выполнено перфорированным, сообщающимся с камерой кислого брожения, при этом камера метанового брожения сообщена с секцией сепарации биометана от воды в виде корпуса с наклонными перегородками, с патрубками отвода воды в нижней части, взрывным клапаном и патрубком отвода биометана через гидравлический затвор в верхней части корпуса.

Изобретение относится к очистке стоков, утилизации продуктов жизнедеятельности животных и птицы культивированием анаэробных микроорганизмов, разлагающих целлюлозосодержащие материалы /солома, сено, опилки и т.д./ с выработкой биометана для нужд фермерских хозяйств, удаленных от централизованных сетей теплоэнергоснабжения и канализации.
Изобретение относится к области биотехнологии и охраны окружающей среды и может быть использовано в производстве биогаза при сверхнормативном закисании сбраживаемых масс. Способ производства биогаза в периодическом или непрерывном режиме включает предварительную подготовку субстрата, анаэробное сбраживание в мезофильном режиме, непрерывный отвод биогаза из биогазовой установки и опорожнение метантенка от сброженной массы. При предварительной подготовке субстрата вводят буферный агент, содержащий преимущественно карбонат кальция. Изобретение позволяет повысить выход биогаза, нивелировать эффект сверхнормативного закисания сбраживаемых масс, исключить задержку и полную остановку процесса расщепления органических веществ, а также исключить торможение процесса метанового брожения. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 табл., 10 пр.

Изобретения относятся к области биотехнологии, а именно к способу и системе для получения одного или более продуктов, включающих спирты и/или кислоты, с помощью микробиологической ферментации. Принимают из производственного процесса прерывистый или непостоянный поток(и) дымового или отходящего газа, содержащего СО, в резервуар-хранилище. Направляют по существу непрерывный поток(и) газа из резервуара-хранилища в биореактор, в котором имеется культура одной или более карбоксидотрофной бактерии в жидкой питательной среде. Ферментируют эту культуру с получением одного или более продуктов, включающих спирты и/или кислоты. Система для получения одного или более продуктов, включающих спирты и/или кислоты, содержит впуск для приема прерывистого или непостоянного потока(ов) дымового или отходящего газа, содержащего CO, резервуар-хранилище для приема указанного потока газа, выполненный с возможностью направления указанного потока газа в по существу непрерывном режиме в биореактор. Причем система выполнена с возможностью направления по меньшей мере порции этого газа в биореактор. Изобретения позволяют использовать непостоянные по своей природе потоки газообразного субстрата и обеспечивают достижение непрерывности потока такого субстрата при его подаче в биореактор. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 17 ил., 5 табл., 2 пр.

Изобретение относится к области переработки и утилизации органических отходов путем сбраживания биомассы для получения биогаза и удобрения, в том числе в зонах с холодным климатом. Биогазовая установка содержит теплоизолированный метантенк, состоящий из экструдера-смесителя, электрических мешалок биомассы, насосов, камер гидролизного, кислотного и метанового брожения, каждая из которых имеет теплообменник. К выходу метантенка, к камере метанового брожения, подключен газгольдер и сепаратор сброженной массы. Биогазовая установка снабжена блоком источников возобновляемой и другой избыточной в данный момент энергии в сетях. Блок источников возобновляемой и другой избыточной энергии включает имеющий теплообменники, ТЭНы и генератор тепловой аккумулятор, соединенный с источниками возобновляемой энергии и электрической сетью. При этом вход теплоаккумулятора для подпиточной воды подключен к магистрали, а выходы горячей воды теплоаккумулятора соединены с экструдером-смесителем и камерами брожения. ТЭН теплоаккумулятора посредством переключателей электрической энергии соединен с электрическими мешалками, насосами и с экструдером-смесителем либо с генератором с возможностью работы последнего от источников возобновляемой энергии либо в случае их отсутствия - от сети во временной период действия низких тарифов за оплату электроэнергии. Изобретение обеспечивает увеличение выработки биогаза за счет обеспечения оптимальных режимов непрерывного сбраживания биомассы в зонах холодного климата с увеличенным отопительным периодом. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и предназначено для анаэробного сбраживания органических отходов сельскохозяйственного производства, и может быть использовано для производства биогаза, органических удобрений и кормовой биологической добавки. Согласно изобретению биореактор включает герметичный вертикальный цилиндрический резервуар, установленный на опорах, загрузочный и выгрузочный патрубки, патрубок для отвода биогаза. Резервуар снабжен днищем в форме усеченного конуса, обтянутого нагревательной лентой, сам резервуар также обмотан нагревательной лентой и снабжен куполом, имеющим форму усеченного конуса, обращенного меньшим основанием вверх. Внутри резервуара установлено перемешивающее устройство, представляющее собой трехъярусную лопастную мешалку, выполненную в виде закрепленных крест-накрест на вертикальном валу (10) стальных пластин прямоугольного сечения, снабженных неподвижно закрепленными лопатками (11) в виде плоских стальных пластин прямоугольного сечения, установленных параллельно валу. Верхние лопасти (7) мешалки установлены перпендикулярно к оси вала, каждая лопасть снабжена перпендикулярно установленной на ней лопаткой, направленной вниз, а средние и нижние лопасти мешалки повторяют форму днища резервуара, лопатки которых прикреплены на лопастях и направлены вверх. Средние лопасти (8) мешалки имеют по одной лопатке, а нижние лопасти (9) - от трех и более лопаток, расположенных с зазором по всей поверхности лопасти. Изобретение обеспечивает повышение производительности биореактора и увеличение выхода биогаза. 3 ил.

Группа изобретений относится к области биохимии. Предложен способ и устройство производства биогаза из органических веществ. Способ включает подачу субстрата в контейнер с двумя перемешивающими механизмами с крыльчатки. В контейнере создают общую зону перемешивания субстрата ферментации, определяют среднюю скорость субстрата ферментации и/или средней вязкости субстрата ферментации в зоне перемешивания. Данные измерения передают в блок регулирования и с помощью блока регулирования изменяют регулируемые количественные величины. Устройство содержит контейнер, систему подачи, датчик контроля хода технологического процесса и перемешивающих механизмов, блок регулирования, перемешивающие механизмы с крыльчатками. Крыльчатки обеспечивают создание в контейнере горизонтальных потоков содержимого контейнера. Изобретения обеспечивают увеличение количества преобразованного субстрата ферментации и сгенерированного количества газообразного метана. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 3 ил.

Группа изобретений относится к области биохимии. Предложен способ и устройство для производства биогаза из органических веществ. Способ включает подачу субстрата в контейнер с перемешивающим механизмом, регистрирование реологических свойств субстрата ферментации в области вблизи крыльчатки перемешивающего механизма. Результат измерения сравнивают с заданным значением, которым является желаемое значение для конкретной установки. Устройство для производства биогаза из органических веществ содержит контейнер, систему подачи, перемешивающий механизм, датчик для регистрации реологического свойства субстрата ферментации, блок регулирования. Изобретения обеспечивают увеличение количества преобразованного субстрата ферментации и сгенерированного количества газообразного метана. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области получения биогаза. Предложена биогазовая установка. Установка включает герметичный вертикальный цилиндрический резервуар с патрубками для подачи перерабатываемой биомассы, слива переработанного субстрата и для отвода биогаза. В резервуаре установлено барботажное перемешивающее устройство в виде вертикальной спиралевидной перфорированной трубы. Спиралевидная труба расположена вдоль стен резервуара и днища, витки трубы повторяют форму резервуара и днища, при этом отверстия трубы имеют насадки в виде уголка трубы. По центру резервуара установлена вертикальная перфорированная труба диаметром больше, чем диаметр спиралевидной трубы, отверстия вертикальной и спиралевидной труб выполнены в шахматном порядке. Нижние концы вертикальной и спиралевидной трубы жестко закреплены к стальному цилиндрическому уголку. Изобретение обеспечивает повышение производительности установки и увеличение выхода биогаза. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Метантенк // 2572417
Изобретение относится к устройствам для анаэробного сбраживания осадков сточных вод и может быть использовано на станциях очистки городских, производственных и сельскохозяйственных сточных вод. Метантенк содержит герметичный резервуар 1 с коаксиальными перегородками 11, разделяющими его на внешнюю камеру 12, камеру уплотнения осадка 13 и внутреннюю камеру сбраживания 14, сообщающиеся между собой посредством окон 15, трубопроводы подачи исходного 3 и уплотненного осадков, трубопроводы отвода осветленного 5, уплотненного 6 и сброженного осадков 7, а также патрубки для удаления газа 9. Герметичный резервуар 1 имеет внешнюю тепловую изоляцию 2. В окнах 15, расположенных в коаксиальных перегородках 11, установлены заполненные зернистым материалом пакеты сеток 16. Окна 15 с крупнозернистым материалом 18 размещены в нижней части 17 коаксиальной перегородки 11, разделяющей внешнюю камеру 12 и камеру уплотнения осадка 13. Окна 15 с мелкозернистым материалом 20 расположены в верхней части 19 коаксиальной перегородки 11, разделяющей камеру уплотнения осадка 13 и внутреннюю камеру сбраживания 14, которые дополнительно содержат пустотелые полимерные наполнители 21 и сетки 8 на входе в трубопроводы 6, 7 для отвода осадка. Трубопроводы 3, 4 подачи осадка установлены тангенциально к камерам уплотнения 13 и сбраживания 14. Изобретение позволяет повысить производительность метантенка и снизить энергозатраты на обработку осадка. 2 ил.

Группа изобретений относится к области биохимии. Предложены способ получения С2-С6спиртов из метансодержащего сырья, оборудование для получения С2-С6спиртов и способ получения топлива для моторизованного транспорта. Способ получения С2-С6спиртов включает риформинг метансодержащего сырья в первом риформере с получением первого потока продукта, включающего CO, H2 и CO2. Риформинг части первого потока продукта и/или части метансодержащего сырья во втором риформере в присутствии пара и кислорода с получением второго потока продукта, включающего CO, H2 и CO2. Бактериальную ферментацию с использованием ацетогенных анаэробных бактерий первого и второго потоков продукта с получением третьего потока продукта, включающего водный раствор С2-С6спирта, питательные вещества и промежуточные продукты реакции, а также четвертого потока продукта, включающего СО, Н2 и CO2. Возврат части четвертого потока продукта в метансодержащее сырье и выделение части С2-С6спирта из третьего потока продукта с получением пятого потока продукта и охлаждение части пятого потока продукта. Возврат части охлажденного пятого потока продукта в ферментер. Способ получения топлива включает осуществление стадий риформинга и ферментации природного газа с получением продукта, включающего С2-С6спирт, выделение части одного С2-С6спирта, сушку выделенного С2-С6спирта. Изобретения обеспечивают высокую степень превращения монооксида углерода, эффективное получение синтез-газа с последующей ферментацией. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к биоэнергетике

Наверх