Биоэнергетический комплекс


 


Владельцы патента RU 2440308:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенская государственная технологическая академия" (RU)

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для производства биогаза. Процесс анаэробной бактериальной деструкции органических веществ биомассы проводят в биоэнергетическом комплексе. Биоэнергетический комплекс содержит метантенк 3 со змеевиком 4, теплоизоляцию 6, шнековое перемешивающее устройство 5, загрузочные 7 и выгрузочные патрубки, газгольдер 1, гелиоколлектор 11, бак-аккумулятор 9. Биоэнергетический комплекс также снабжен котлом АОГВ 8 подогрева теплоносителя, ветроэнергетической установкой 14, тепловым электрическим нагревателем - ТЭНом 13 и встроенным в трубопровод 18 обратной подачи теплоносителя циркуляционным насосом 19. Изобретение позволяет повысить КПД и надежность работы биоэнергетического комплекса в условиях отсутствия централизованного источника электрической энергии. 1 ил.

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к комплексам для переработки органических отходов сельскохозяйственного производства в анаэробных условиях, и может быть использовано для производства биогаза.

Известен биоэнергетический комплекс, содержащий метантенк, коллектор солнечной энергии, нагреватель сбраживаемой массы [1].

Известен биоэнергетический комплекс с использованием солнечной энергии для обогрева сбраживаемой биомассы, содержащий метантенк с системой загрузки и выгрузки биомассы, солнечный коллектор с трубопроводами [2].

Наиболее близким по технической сущности комплексом к предлагаемому является биоэнергетическая установка для производства биогаза [3].

Недостатком известного биоэнергетического комплекса является: низкая эффективность двигателя Стерлинга в виде термомеханического генератора с распложенной со стороны днища двигателя биогазовой горелкой. Расходуется биогаз для выработки электрической энергии, которая в свою очередь тратится в электронагревателе.

В период отсутствия солнечного излучения значительно снижается производительность гелиоколлектора. Существующая водяная рубашка в метантенке не обеспечивает глубокий прогрев биомассы.

Механизм перемешивания биомассы затрачивает значительную мощность в силу своего несовершенства.

Целью изобретения является обеспечение стабильного обогрева сбраживаемого субстрата и гарантированного минимума автономного энергосбережения локальных потребителей.

Биоэнергетический комплекс содержит метантенк со змеевиком, расположенным в геометрическом центре метантека, теплоизоляцией, шнековое перемешивающее устройство, загрузочным и выгрузочным патрубками биомассы, трубопроводы подачи биогаза в газгольдер. Комплекс снабжен ветроэнергетической установкой, позволяющей в период отсутствия солнечного излучения поддерживать температуру в интервале 47-55°С в метантеке, котлом АоГВ и гелиоколлектором с баком-аккумулятором. Наличие ветроэнергетической установки с ТЭНом и гелиоколлектором позволяет существенно повысить надежность работы метантенка, снизить потребление вырабатываемого биогаза на собственные нужды за счет энергии солнечного излучения и энергии ветра.

В результате использования предлагаемого изобретения повышается КПД и надежность работы биоэнергетического комплекса для получения биогаза в условиях отсутствия централизованного источника электрической энергии, появляется возможность обеспечения гарантированного минимума энергообеспечения локальных потребителей.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что биоэнергетический комплекс, содержащий метантенк со змеевиком, расположенным в геометрическом центре метантека, теплоизоляцией, шнековым перемешивающим устройством, обеспечивающим с меньшими затратами энергии эффективное перемешивание верхних и нижних слоев биомассы, загрузочным и выгрузочным патрубками, трубопроводы для отвода биогаза, котел АоГВ для нагрева теплоносителя в виде незамерзающей жидкости на основе этиленгликоля (далее теплоноситель), трубопровод для подачи биогаза, газгольдер, гелиоколлектор с баком-аккумулятором и ветроэнергетическую установку, способен производить биогаз и значительно его экономить благодаря наличию котла АоГВ, гелиоколлектора с баком-аккумулятором и ветроэнергетической установки с ТЭНом, который в период отсутствия солнечного излучения поддерживает температуру в интервале 47-55°С в метантенке.

В период отсутствия солнечного излучения теплоноситель подогревается ТЭНом от ветроэнергетической установки, в период отсутствия ветра и солнца теплоноситель подогревается котлом АоГВ, работающим на биогазе от газгольдера. Вырабатываемый биогаз частично подается для использования в котле АоГВ, а большая его часть - локальным потребителям.

Работа биоэнергетического комплекса согласно технологической схеме, представленной на чертеже, осуществляется следующим образом: исходная биомасса в виде органических отходов животноводства через загрузочный патрубок 7 загружается в метантенк 3 со змеевиком 4, шнековым перемешивающим устройством 5 и теплоизоляцией 6, отработанная биомасса удаляется через выгрузочный патрубок 20.

Необходимый температурный режим процесса анаэробного сбраживания биомассы в метантенке 3 обеспечивается посредством преобразования солнечной энергии в тепловую энергию в гелиоколлекторе 11, а накапливаемый в баке-аккумуляторе 9 теплоноситель через вентиль 10 и трубопровод 12 поступает в змеевик 4 метантенка 3.

В период отсутствия солнечного излучения подогрев теплоносителя осуществляется ТЭНом 13, установленном в баке-аккумуляторе 9, электрически запитанном от ветроэнергетической установки 14.

В процессе анаэробной бактериальной деструкции органических веществ биомассы в метатенке 3 выделяется биогаз, который через трубопровод отвода биогаза 2 накапливается в газгольдере 1.

Далее осуществляется утилизация получаемого биогаза: часть биогаза используется путем непосредственного сжигания в бытовых отопительных газовых приборах, часть его идет по мере необходимости, в периоды отсутствия солнечного излучения и безветренную погоду, по трубопроводу подачи биогаза 16 для сжигания в котле АоГВ 8.

Теплоноситель, нагретый до необходимой температуры, от котла АОГВ 8 по трубопроводу 15 через вентиль 17 поступает в змеевик 4 метантенка 3.

Для повышения эффективности работы котла АоГВ в трубопровод обратной подачи теплоносителя 18 встроен циркуляционный насос 19. Таким образом, предлагаемое изобретение позволит, используя для подогрева биомассы в метатенке гели о коллектор и ветроэнергетическую установку, значительно снизить потребление биогаза на собственные нужды.

Литература

1. Авторское свидетельство СССР №1745707, БИ№25, 1992 г.

2. Авторское свидетельство СССР №1527191, 06.07.1987 г.

3. Авторское свидетельство RU №2284967, 10.10.2006 г.

Биоэнергетический комплекс, содержащий метантенк со змеевиком, который расположен в геометрическом центре метантенка, теплоизоляцию, шнековое перемешивающее устройство, загрузочные и выгрузочные патрубки, трубопроводы подачи биогаза, газгольдер, гелиоколлектор с баком-аккумулятором, отличающийся тем, что он снабжен котлом АОГВ подогрева теплоносителя, который подается в змеевик метантенка для подогрева биомассы, ветроэнергетической установкой с тепловым электрическим нагревателем - ТЭНом, встроенным в бак-аккумулятор, который в период отсутствия солнечного излучения поддерживает в метантенке температуру 47-55°С, и встроенным в трубопровод обратной подачи теплоносителя циркуляционным насосом, повышающим эффективность работы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к сельскому хозяйству и предназначено для производства биогаза из естественных отходов животноводства и птицеводства малых и средних фермерских предприятий.

Изобретение относится к техническим средствам для обезвреживания и утилизации высококонцентрированных органических отходов (осадков, илов), возникающих при биологической очистке хозяйственно-бытовых и близких к ним по составу сточных вод.

Изобретение относится к анаэробному сбраживанию органической массы, например растительных и хозяйственных отходов, навоза, сточных вод, с получением экологически чистого органического удобрения и выработкой биогаза и может быть использовано в жилищно-коммунальном хозяйстве, химической промышленности, энергетике, сельском хозяйстве.
Изобретение относится к области переработки жидкого сырья с использованием биотехнологических процессов, а именно к области утилизации смыва отходов жизнедеятельности животных и птиц с получением в качестве одного из целевых продуктов биогаза, и может быть использовано в животноводческих фермах и птицеводческих хозяйствах, использующих, предпочтительно, бесподстилочное содержание и гидросмыв отходов жизнедеятельности животных и птиц.

Изобретение относится к области природоохранной техники с преимущественным использованием в сельском хозяйстве. .

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в процессе очистки и утилизации дымовых газов теплоэнергетических установок для защиты озонового щита и снижения парникового эффекта окружающей атмосферы.

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 канализации и может быть использовано для эффективного получения биогаза из отходов очистных сооружений - осадочного ила. .

Изобретение относится к переработке отходов и предназначено для последовательного пофазного анаэробного сбраживания различных разжиженных органических отходов, навоза и помета с выработкой из них органических удобрений и горючего биогаза.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и жилищно-коммунальному хозяйству

Изобретение относится к автономным источникам энергии, работающим на возобновляемых видах топлива

Метантенк // 2456247
Изобретение относится к области природоохранной и энергогенерирующей техники и предназначено для переработки органических субстратов относительной влажностью 90-98%: бесподстилочного навоза, помета сельскохозяйственных животных, осадков и илов как отходов процессов механо-биологической очистки хозяйственно-бытовых и близких к ним по составу производственных сточных вод АПК

Изобретение относится к методам переработки отходов, в частности к методам получения биогаза из органосодержащих отходов

Изобретение относится к анаэробной конверсии отходов сельского хозяйства с получением биогаза и генерацией из него электрической и тепловой энергии, а также с получением ценного органического удобрения

Метантенк // 2462509
Изобретение относится к устройствам для двухступенчатого анаэробного сбраживания органических отходов и может быть использовано на животноводческих и птицеводческих фермах, сельских усадьбах и дачных участках

Изобретение относится к биологической очистке фекально-бытовых стоков

Изобретение относится к области утилизации биологических азот- и углеродсодержащих отходов сельскохозяйственных предприятий путем анаэробного сбраживания с выработкой высококачественного удобрения

Изобретение относится к способу очищения биогаза для извлечения метана, в котором компоненты, содержащиеся в биогазе, такие как диоксид углерода, соединения серы и аммиака, отделяются в ходе нескольких этапов процесса, и к соответствующей системе для осуществления способа. Способ осуществляют в три этапа очистки, на первом биогаз пропускают через очистную колонну (К1) в противоток подаваемой пресной воде, где диоксид углерода, сероводород, аммиак и другие органические водорастворимые вещества связываются в пресной воде, а метановый газ отбирают у головы очистной колонны (К1), на втором растворенный метан удаляют в первой испарительной колонне (К2), посредством добавления аэрирующего воздуха или аэрирующего воздуха и кислорода, и на третьем растворенный диоксид углерода удаляют во второй испарительной колонне (К3) посредством добавления аэрирующего воздуха, при этом отводят очищенный очистной раствор, подаваемый к очистной ступени (К1), и отработанный газ. Система содержит очистную колонну (К1), первую испарительную колонну (К2) и вторую испарительную колонну (К3), при этом очистная и испарительные колонны соединены последовательно, и основание второй испарительной колонны соединено с головой очистной колонны линией (04), несущей очистной раствор. Изобретение позволяет увеличить извлечение метана и снизить потребление энергии. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 пр.

Изобретение может быть использовано в животноводческих комплексах и индивидуальных и фермерских хозяйствах для переработки отходов органического, растительного и биологического происхождения в высокоэффективные органические удобрения, биогаз, тепловую и электрическую энергию. Блочно-модульная биогазовая установка включает приемную емкость 5, насосы 7, загрузочный 8 и выгрузочный 14 трубопроводы, метантенк 9, трубопровод отвода биогаза 10, компрессор 11, газгольдер 13 и газовый котел 18, расположенные непосредственно в животноводческом помещении 2, имеющие общую магистраль 20 для сбора биогаза и промежуточное хранилище эффлюента 16. При этом биогазовая установка разделена на модульные блоки, содержащие дополнительно устройство очистки биогаза от влаги 12 и имеющие общий блок управления 21. Количество модульных блоков определяется количеством животноводческих помещений 2 в хозяйстве. Изобретение позволяет обеспечить устойчивую работу при широком диапазоне изменения температур окружающей среды, снизить затраты на транспорт сырья, эксплуатацию и повысить эксплуатационную надежность, создав комфортные условия для обслуживающего персонала. 1 ил.
Наверх