Реактор биологического газа

Полезная модель относится к области переработки отходов, может быть использована в коммунальном и сельском хозяйстве для ликвидации отвалов, свалок и отходов, содержащих органические компоненты, а также при переработке торфа, растительной биомассы и ее отходов и направлена на снижение материалоемкости и энергоемкости переработки отходов, а также повышение производства биогаза на один кубометр реактора в час. Реактор биологического газа содержит рабочую емкость с горизонтальным днищем, газоотводящий патрубок, патрубки для подачи суспензии перерабатываемого материала и отвода биошлама, а также средство формирования потока суспензии в емкости. Рабочая емкость размещена в нижней части несущего корпуса, над ней установлена, по меньшей мере, одна дополнительная наклонно установленная рабочая емкость в виде лотка с перегородками на днище, ориентированными поперек потока суспензии. Нижняя боковая поверхность дополнительного лотка установлена с зазором относительно стенки корпуса, при этом газоотводящий патрубок размещен на крыше несущего корпуса. Смежные по высоте лотки установлены с наклоном в противоположные стороны и с зазорами у противоположных стенок корпуса. Каждый дополнительный лоток снабжен перепускной трубой для биогаза. Перегородки на днище лотка выполнены в виде уголка и трубчатого его фиксатора. В перегородках под углом к их продольной оси выполнены прорези. В трубчатом фиксаторе уголка размещен теплонагревательный элемент или термопара. Стенки корпуса выполнены двойными с зазором между ними для подачи теплоносителя

Полезная модель относится к области переработки отходов и может быть использована в коммунальном и сельском хозяйстве для ликвидации отвалов, свалок и отходов, содержащих органические компоненты, а также при переработке торфа, растительной биомассы и ее отходов.

Известно устройство для переработки органических отходов, состоящее из заборной емкости, соединенной с реактором, имеющим гидролизно-ферментационную, газовую, метанообразующую камеры, патрубки подвода исходной жидкости, отвода ила, осветленной жидкости и биогаза. Реактор имеет средства магнитного, светового и звукового воздействий на микроорганизмы, нагреватели, выполненные в виде конвекторов, расположенных соосно метанообразующим камерам, которые имеют иммобилизационное устройство и обогатитель биогаза метаном (RU, U1, 120098, 2012).

Недостатками известного решения является высокая энергоемкость процесса переработки и сложность установки.

Наиболее близким к заявленной полезной модели является реактор биогаза, содержащий крытую рабочую емкость с газоотводящим патрубком на крыше, патрубки для подачи суспензии перерабатываемого материала и отвода биошлама, а также лопаточное устройство для перемешивания перерабатываемого материала (RU, U1, 115350, 2012).

Недостатком известного решения является высокая энергоемкость процесса переработки при низкой его производительности.

Заявленная полезная модель направлена на снижение материалоемкости и энергоемкости переработки отходов, а также повышение производства биогаза на один кубометр реактора в час.

Указанный технический результат достигается тем. что в реакторе биологического газа, содержащем рабочую емкость с горизонтальным днищем, газоотводящий патрубок, патрубки для подачи суспензии перерабатываемого материала и отвода биошлама, а также средство формирования потока суспензии в емкости, рабочая емкость размещена в нижней части несущего корпуса, над ней установлена, по меньшей мере, одна дополнительная наклонно установленная рабочая емкость в виде лотка с перегородками на днище, ориентированными поперек потока суспензии, нижняя боковая поверхность дополнительного лотка установлена с зазором относительно стенки корпуса, при этом газоотводящий патрубок размещен на крыше несущего корпуса.

Смежные по высоте лотки установлены с наклоном в противоположные стороны и с зазорами у противоположных стенок корпуса.

Каждый дополнительный лоток снабжен перепускной трубой для биогаза.

Перегородки на днище лотка выполнены в виде в виде углового порога и трубчатого его фиксатора.

В перегородках под углом к их продольной оси выполнены прорези.

В трубчатом фиксаторе уголка размещен теплонагревательный элемент или термопара.

Стенки корпуса выполнены двойными с зазором между ними для подачи теплоносителя.

На фиг.1 представлена конструкция реактора.

Реактор выполнен в виде каскада рабочих лотков 1, установленных в несущем корпусе 2. На крыше корпуса 2 установлен газоотводящий патрубок 3. Корпус 2 может быть усилен ребрами 4 жесткости, выполненными из швеллера.

В боковой стенке корпуса 2 над верхним в каскаде лотком 1 размещен патрубок 5 для подачи суспензии перерабатываемого материала, а в донной части емкости - патрубок 6 для отвода отработанной массы переработанного материала. Помимо этого в днище корпуса 2 установлен патрубок 7 для отбора некоторого количества микроорганизмов, направляемого в блок подготовки исходного материала для переработки.

По своей длине рабочие лотки 1 меньше наиболее длинной фасадной стенки корпуса 2. Они установлены под утлом не более 5-6° к горизонту. Верхняя торцевая стенка каждого лотка 1 установлена вплотную к корпусу 2, а нижняя торцевая стенка имеет меньшую высоту по сравнению со смежными боковыми его стенками и расположена с зазором от стенки корпуса 2 над ниже расположенным лотком 1.

Каждый нижний лоток 1 наклонен в сторону, противоположную наклону смежного с ним вышерасположенного лотка 1.

Донная часть корпуса 2 предназначена для сбора и аккумулирования перерабатываемого материала.

Днища лотков 1 и корпуса 2 выполнены с перегородками в виде угловых порогов 8, прижимаемых потоком движущейся по лотку 1 суспензии перерабатываемого материала к трубчатым фиксаторам 9.

Фиксаторы 9 закреплены в стенках корпуса 2. В их полостях может устанавливаться теплонагревательный элемент или термопара (не показаны).

Каждый рабочий лоток 1 снабжен перепускной трубой 10 для перетока биогаза с нижних уровней к газоотводящему патрубку 3.

Стенки корпуса выполнены двойными с зазором 11 между ними для подачи теплоносителя.

Работа реактора осуществляется следующим образом.

Предварительно в перерабатываемый исходный материал в виде суспензии вводят затравку из взятой ранее переработанной массы материала, содержащую полезную микрофлору, после чего его вводят в верхний рабочий лоток 1 реактор. Материал самотеком плавно перемещается в нижнюю часть рабочей зоны. Благодаря перегородкам 8 на дне лотков 1 происходит перемешивание перерабатываемого материала за счет увеличения скорости потока при преодолении лих перегородок.

В процессе движения происходит выделение продуктов жизнедеятельности культуры полезных микроорганизмов, в том числе метана. Незначительный уклон днища рабочей емкости или лотков 1 позволяет предотвратить разрушение колоний микрофлоры, осуществляющей сбраживание с выделением метана.

Толщина слоя перерабатываемого материала в 150-300 мм предотвращает негативное влияние столба биомассы на процесс образования пузырьков биогаза и их укрупнение.

Выделившийся газ по перепускным трубам 10 и зазорам между торцами лотков 1 со стенками несущего корпуса 2 поднимается к газоотводящему патрубку 3, откуда его отводят потребителю.

Температура в реакторе поддерживается на оптимальном уровне посредством теплонагревательных элементов или теплоносителя, циркулирующего в полостях двойного корпуса.

Часть переработанного материала (90-95%) через патрубок 6 через гидрозатвор направляют в емкость-накопитель биошлама (суспензии органического удобрения), оставшуюся часть - через патрубок 7 - на рециркуляцию в качестве затравки предназначенной для ускорения процесса анаэробного сбраживания измельченного и обеззараженного материала, содержащего органические компоненты.

1. Реактор биологического газа, содержащий рабочую емкость с горизонтальным днищем, газоотводящий патрубок, патрубки для подачи суспензии перерабатываемого материала и отвода биошлама, а также средство формирования потока суспензии в емкости, отличающийся тем, что рабочая емкость размещена в нижней части несущего корпуса, над ней установлена, по меньшей мере, одна дополнительная наклонно установленная рабочая емкость в виде лотка с перегородками на днище, ориентированными поперек потока суспензии, нижняя боковая поверхность дополнительного лотка установлена с зазором относительно стенки корпуса, при этом газоотводящий патрубок размещен на крыше несущего корпуса.

2. Реактор биологического газа по п.1, отличающийся тем, что смежные по высоте лотки установлены с наклоном в противоположные стороны и с зазорами у противоположных стенок корпуса.

3. Реактор биологического газа по п.1, отличающийся тем, что каждый дополнительный лоток снабжен перепускной трубой для биогаза.

4. Реактор биологического газа по п.1, отличающийся тем, что перегородки на днище лотка выполнены в виде углового порога и трубчатого его фиксатора.

5. Реактор биологического газа по п.4, отличающийся тем, что в перегородках под углом к их продольной оси выполнены прорези.

6. Реактор биологического газа по п.4, отличающийся тем, что в трубчатом фиксаторе уголка размещен теплонагревательный элемент или термопара.

7. Реактор биологического газа по п.1, отличающийся тем, что стенки корпуса выполнены двойными с зазором между ними для подачи теплоносителя.