Узел подогрева биомассы биогазовой установки

Авторы патента:

C02F3/28 - способами анаэробного вываривания

C02F11/04 - анаэробная обработка; производство метана этим способом

Владельцы патента RU 2782674:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в биогазовых установках для подогрева биомассы. Узел подогрева биомассы биогазовой установки содержит контроллер, ферментер с тепловой рубашкой, через которую проходит контур рабочего теплоносителя, внутри ферментера установлен подключенный к контроллеру датчик температуры, трубопровод обратной сетевой воды, газоход продуктов сгорания. Особенность заявленного узла заключается в том, что в контур рабочего теплоносителя последовательно включены водо-водяной подогреватель первой ступени, подключенный по греющей среде к трубопроводу обратной сетевой воды, и газо-водяной подогреватель второй ступени, подключенный по греющей среде к газоходу уходящих продуктов сгорания. Контроллер соединен импульсными линиями с регулятором расхода на трубопроводе обратной сетевой воды перед водо-водяным подогревателем первой ступени и с регулирующим шибером на газоходе уходящих продуктов сгорания перед газо-водяным подогревателем второй ступени. Технический результат - повышение экономичности и эффективности работы узла подогрева биомассы за счет более полного использования теплоты обратной сетевой воды и продуктов сгорания. 1 ил.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в биогазовых установках для подогрева биомассы.

Известен аналог - узел подогрева биомассы биогазовой установки, содержащий контроллер, ферментер с тепловой рубашкой, включенной в контур рабочего теплоносителя, трубопровод обратной сетевой воды и газоход уходящих продуктов сгорания, внутри ферментера установлен подключенный к контроллеру датчик температуры (см. патент RU 106895 U1, опубл. 27.07.2011). Этот аналог принят в качестве прототипа.

Недостаток аналога и прототипа заключается в пониженной экономичности подогрева биогаза из-за повышенного расхода тепловой энергии при использовании сетевой воды непосредственно после ее нагрева в теплогенераторе и неиспользование теплоты уходящих продуктов сгорания в межотопительный период.

Технической проблемой, на решение которой направлено изобретение является разработка высокоэкономичного узла подогрева биомассы биогазовой установки, в котором используются вторичные энергоресурсы.

Техническим результатом является повышение экономичности и эффективности работы узла подогрева биомассы биогазовой установки за счет более полного использования теплоты обратной сетевой воды и уходящих продуктов сгорания.

Для достижения этого результата предложен узел подогрева биомассы биогазовой установки, содержащий контроллер, ферментер, тепловую рубашку, контур рабочего теплоносителя, трубопровод обратной сетевой воды и газоход уходящих продуктов сгорания, внутри ферментера установлен подключенный к контроллеру датчик температуры.

Особенность узла заключается в том, что перед тепловой рубашкой ферментера в контур рабочего теплоносителя включены последовательно водо-водяной подогреватель первой ступени, подключенный по греющей среде к трубопроводу обратной сетевой воды, и газо-водяной подогреватель второй ступени, подключенный по греющей среде к газоходу уходящих продуктов сгорания, на выходе из ферментера в контур рабочего теплоносителя включен циркуляционный насос, контроллер соединен импульсными линиями с регулятором расхода на трубопроводе обратной сетевой воды перед водо-водяным подогревателем первой ступени и с регулирующим шибером на газоходе уходящих продуктов сгорания перед газо-водяным подогревателем второй ступени.

Совокупность признаков заявляемого изобретения, находящихся в конструктивной и технологической взаимосвязи, позволяет обеспечить требуемый температурный режим в ферментере, используя для этого теплоту обратной сетевой воды и уходящих продуктов сгорания.

Далее рассмотрим сведения, подтверждающие возможность осуществления заявленного решения с получением искомого технического результата.

На чертеже изображена схема узла подогрева биомассы биогазовой установки. Узел содержит контроллер 1, ферментер 2 с тепловой рубашкой 3, включенной в контур 4 рабочего теплоносителя, после тепловой рубашки 3 в контур 4 рабочего теплоносителя включен циркуляционный насос 5, последовательно подающий рабочий теплоноситель в водо-водяной подогреватель 6 первой ступени, подключенный по греющей среде в трубопровод 7 обратной сетевой воды, и в газо-водяной подогреватель 8 второй ступени, подключенный по греющей среде к газоходу 9 уходящих продуктов сгорания. В ферментере 2 установлен датчик температуры 10, подключенный к контроллеру 1. На трубопроводе 7 обратной сетевой воды перед водо-водяным подогревателем 6 первой ступени установлен регулятор расхода 11, соединенный импульсной линией 12 с контроллером 1. На газоходе 9 уходящих продуктов сгорания перед газо-водяным подогревателем 8 второй ступени установлен регулирующий шибер 13, соединенный импульсной линией 14 с контроллером 1.

Узел подогрева биомассы биогазовой установки работает следующим образом. Теплоноситель по контуру рабочего теплоносителя 4 подается циркуляционным насосом 5 в водо-водяной подогреватель 6 первой ступени, где отбирает теплоту от поступающей по трубопроводу 7 обратной сетевой воды и нагревается до температуры 38-50°С. Сигнал от датчика температуры 10, установленного в ферментере 2 поступает в контроллер 1. Расход обратной сетевой воды регулируется с помощью регулятора расхода 11, к которому по импульсной линии 12 поступает импульс от контроллера 1. После водо-водяного подогревателя 6 первой ступени теплоноситель подается в газо-водяной подогреватель 8 второй ступени, где отбирает теплоту от уходящих продуктов сгорания, подаваемых по газоходу 9, нагревается до требуемой температуры 55-60°С и далее поступает в тепловую рубашку 3, где отдает теплоту биомассе. Расход уходящих продуктов сгорания через газо-водяной подогреватель 8 второй ступени регулируется с помощью регулирующего шибера 13, к которому по импульсной линии 14 поступает импульс от контроллера 1.

Таким образом, предложенное решение позволяет в течение всего года обеспечить необходимый температурный режим работы узла подогрева биомассы и повысить экономичность и эффективность его работы за счет более полного использования теплоты обратной сетевой воды и продуктов сгорания.

Узел подогрева биомассы в биогазовой установке, содержащий контроллер, ферментер с тепловой рубашкой, включенной в контур рабочего теплоносителя, трубопровод обратной сетевой воды и газоход уходящих продуктов сгорания, внутри ферментера установлен подключенный к контроллеру датчик температуры, отличающийся тем, что перед тепловой рубашкой ферментера в контур рабочего теплоносителя включены последовательно водо-водяной подогреватель первой ступени, подключенный по греющей среде к трубопроводу обратной сетевой воды, и газо-водяной подогреватель второй ступени, подключенный по греющей среде к газоходу уходящих продуктов сгорания, на выходе из ферментера в контур рабочего теплоносителя включен циркуляционный насос, контроллер соединен импульсными линиями с регулятором расхода на трубопроводе обратной сетевой воды перед водо-водяным подогревателем первой ступени и с регулирующим шибером на газоходе уходящих продуктов сгорания перед газо-водяным подогревателем второй ступени.

Изобретение предназначено для микробиологической обработки водной текучей среды, содержащей биоразлагаемое органическое вещество. Способ микробиологической обработки водной текучей среды, содержащей биоразлагаемое органическое вещество, посредством которого производят биогаз в установке, содержит биореактор (1), предпочтительно биореактор, работающий в анаэробных условиях, и отдельный резервуар (2).

Способ управления обрабатывающей установкой, обрабатывающая установка для обрабатывающей станции, а также обрабатывающая станция // 2733606

Изобретение может быть использовано для очистки сточных вод. Станция 1 обработки сточных вод, содержащих твердые частицы, содержит резервуар 2 для сточных вод, оснащённый по меньшей мере одним впуском 7 и по меньшей мере одним выпуском 8, и обрабатывающую установку 3, содержащую по меньшей мере одно смесительное устройство 4 и функционально соединенный с ним привод 5 с переменной скоростью, предназначенный для попеременного приведения в действие смесительного устройства 4 в нормальном или пониженном режиме работы.

Способ и установка для очистки in situ газосепаратора в анаэробном биореакторе // 2719180

Изобретение предназначено для анаэробной обработки водных отходов. Способ очистки in situ газожидкостного сепаратора анаэробного биореактора включает направление потока газа в биореакторе для создания смывающего эффекта, вызываемого турбулентными потоками текучей среды и приводящего к очистке по меньшей мере части газожидкостного сепаратора.

Анаэробное очистное устройство с переменным столбом воды // 2717518

Группа изобретений относится к анаэробному очистному устройству для очистки сточных вод и способу очистки текучей среды. Анаэробное очистное устройство содержит бак (10) реактора, выполненный с возможностью, в ходе работы, размещения взвешенного слоя осадка, образующегося в нижней части, впуск (12) текучей среды для подачи втекающего потока в бак реактора; газосборную систему (13), устройство (30) разделения газа и жидкости, восходящую трубу (22), соединенную с газосборной системой (13) и выходящую в устройство (30) разделения газа и жидкости, спускную трубу (24), соединенную с устройством (30) разделения газа и жидкости и выходящую в дно бака (10) реактора, выпуск (16) текучей среды, содержащий средство регулирования высоты уровня (19) текучей среды в баке реактора в заданном диапазоне.

Анаэробное очистное устройство с переменным столбом воды // 2717518

Дегазирующее устройство для анаэробного очистного устройства // 2712581

Изобретение относится к дегазирующему устройству для анаэробного очистного устройства. Устройство (30) разделения газа и жидкости для анаэробного очистного устройства, предназначенного для очистки сточных вод, содержит восходящую трубу (32) для газа и жидкости; разделительную трубу (34), соединенную с восходящей трубой (32) для газа и жидкости, при этом разделительная труба образует угол с плоскостью, перпендикулярной восходящей трубе для газа и жидкости, от -45 градусов до +45 градусов, и разделительная труба (34) выполнена с возможностью, в ходе работы, приема текучей среды из восходящей трубы (32) для газа и жидкости; по меньшей мере один выпуск (35) газа из трубы, расположенный, в ходе работы, на поверхности разделительной трубы (34), обращенной от земли, при этом по меньшей мере один выпуск (35) газа из трубы выполнен с возможностью, в ходе работы, отведения по меньшей мере части газа из разделительной трубы (34) вовне устройства разделения газа и жидкости; гидроциклон (36), соединенный с разделительной трубой (34), при этом гидроциклон выполнен с возможностью, в ходе работы, приема текучей среды из разделительной трубы; по меньшей мере один выпуск (37) газа из гидроциклона, выполненный с возможностью, в ходе работы, отведения газа, поступающего в гидроциклон (36), вовне гидроциклона; и выпуск жидкости (38), выполненный с возможностью, в ходе работы, отведения дегазированной текучей среды из гидроциклона.

Способ извлечения фосфата // 2692731

Изобретение может быть использовано при переработке технологических потоков органического происхождения. Для извлечения фосфата в биомассу добавляют источник ионов магния и подвергают ее предварительной обработке, включающей стадию термического гидролиза при температуре 140-220°С и давлении насыщения.

Способ анаэробной переработки жидких органических отходов // 2690463

Изобретение относится к области утилизации концентрированных органических субстратов, пригодных к дальнейшему использованию в условиях производств. Предварительную обработку отходов осуществляют посредством тонкодисперсного измельчения малорастворимых компонентов органических отходов, частичного гидролиза органических веществ, а также внесения в субстрат микрочастиц железа, образующихся за счет истирания рабочего органа в первичном аппарате вихревого слоя.

Способ и установка для анаэробной переработки жидких органических отходов // 2687415

Изобретение относится к области утилизации концентрированных органических субстратов и может быть использовано на предприятиях агропромышленного комплекса и в жилищно-коммунальном хозяйстве. Способ анаэробной переработки жидких органических отходов включает их тонкодисперсное измельчение до крупности не более 0,1 мм, частичный гидролиз органических веществ, внесение микрочастиц железа в субстрат, образующихся за счет истирания стальных игл, в аппарате вихревого слоя, разогрев субстрата до температуры 55°С в аппарате СВЧ нагрева.

Установка для переработки и использования жидких отходов животного происхождения, включая метанизацию, культивирование микроскопических водорослей и макрофитов и вермикультивирование // 2684594

Группа изобретений относится к области биотехнологии. Предложен способ и установка для переработки и использования отходов животного происхождения.

Способ непрерывной утилизации жидкой фракции навоза крупного рогатого скота // 2774905

Изобретение относится к области мелиорации и охраны земельных и водных ресурсов и может быть использовано для круглогодичной и непрерывной утилизации жидкой фракции навоза для повышения плодородия почв дождеванием. В способе непрерывной утилизации жидкой фракции навоза КРС, включающем получение жидкой фракции навоза и ее аэробную обработку в биореакторах, согласно изобретению осуществляют фильтрование навоза от мусора через сита с ячейками размером 2×2 см или 5×5 см, в зависимости от загрязнения навоза, затем его доводят до влажности 88-92% путем добавления воды, гомогенизируют и проводят сепарацию навоза для разделения его на твердую фракцию и жидкую, которую дезинфицируют и самотеком отправляют в биореакторы для аэробной обработки.