Установка для выработки биогаза

Полезная модель относится к лабораторному оборудованию для выработки биогаза путем анаэробного сбраживания органической массы, например жидких пищевых продуктов, растительных и хозяйственных отходов, навоза, сточных вод с применением кавитационного эффекта и может быть использована в жилищно-коммунальном хозяйстве, химической промышленности, энергетике, сельском хозяйстве.. В качестве побочного продукта установка позволяет получать экологически чистые органические удобрения.

Установка для выработки биогаза (фиг.1), содержит загрузочный бункер; расходомер; трехходовой кран; центробежный насос; манометр; гидродинамический теплогенератор-деструктор; комплект измерительный; резервуар; вентиль; биореактор; метантенк и емкость для выгрузки.

Биогаз является продуктом обмена веществ бактерий, образовывающийся вследствие разложения ими органического субстрата.

Технология подготовки биомассы сводится к измельчению отходов для качественного улучшения ее структуры и повышения однородности.

Кроме газа на выходе из биореактра получаются еще и биоудобрения (компостированный и жидкий субстрат).

Специально спроектированный теплогенератор-деструктор позволяет создавать в его полости эффект кавитации, разрушительная сила которой используется для придания исходному сырью однородной и гомогенной консистенции.

Под воздействием направленной и управляемой кавитации в биологическом сырье рвутся сложные связи волокон органических веществ на молекулярном уровне. Как следствие этого процесса, дисперсность биологического сырья значительно увеличивается, и его частицы уменьшаются в размерах. Таким образом, штаммам бактерий, участвующих в процессе образования биогаза, создаются более благоприятные условия для разложения биогенных материалов благодаря разрушению неоднородности их структуры и, соответственно, увеличения площади покрытия бактериями биологического сырья.

Полезная модель относится к сельскому хозяйству и может быть использована для утилизации биомассы при переработке отходов фермерских хозяйств и крестьянских подворий для выработки биогаза путем анаэробного сбраживания органической массы, например жидких пищевых продуктов, растительных и хозяйственных отходов, навоза, сточных вод. В качестве побочного продукта установка позволяет получать экологически чистые органические удобрения.

Известна биогазовая установка анаэробного сбраживания органических отходов, содержащая: многосекционный реактор, дно которого имеет уклон от узла загрузки к узлу выгрузки; причем последние выполнены в виде конвейеров с приводами мешалки, длина лопастей которых превышает уровень биомассы, расположенные в каждой секции реактора и кинематически связанные с приводом узла загрузки, и газгольдер. Установка снабжена массонасосом и водонагревательным котлом с газовыми горелками, сообщенными с газгольдером. Узлы загрузки и выгрузки выполнены в виде винтовых конвейеров, состоящих из кожуха и вала со спиралью, причем вал конвейера узла загрузки выполнен полым и перфорированным. Кожух конвейера узла выгрузки снабжен герметичной цилиндрической емкостью, установленной выше уровня биомассы и образующей с ним кольцевую полость, сообщенную с полостью вала конвейера узла загрузки через водонагревательный котел и массонасос, при этом в месте расположения емкости кожух выполнен перфорированным. Устройство запатентовано как изобретение за 2254700. Опубликовано 27.06.2005.

Для эффективной работы установки, производящей биогаз, кроме строго анаэробной среды, необходимо соблюдать ряд требований. Основным из которых является подготовка продукта (субстрата) к брожению.

Однако известная установка имеет существенный недостаток - недостаточно качественную подготовку продукта (субстрата) к брожению.

Целью предложения является устранение названного недостатка.

Поставленная цель постигается тем, что в конструкцию установки введен гидродинамический теплогенератор.

Теплогенератор-деструктор позволяет создавать в его полости эффект кавитации, разрушительная сила которой используется для придания исходному сырью однородной и гомогенной консистенции и одновременно его подогревает, что обеспечивает оптимальные свойства субстрата, для его дальнейшей переработки.

Под воздействием направленной и управляемой кавитации в биологическом сырье рвутся сложные связи волокон органических веществ на молекулярном уровне. Как следствие этого процесса, дисперсность биологического сырья значительно увеличивается, и его частицы уменьшаются в размерах. Таким образом, штаммам бактерий, участвующих в процессе образования биогаза, создаются более благоприятные условия для разложения биогенных материалов благодаря разрушению однородности их структуры и, соответственно, увеличению площади покрытия бактериями биологического сырья.

На фиг.1 изображена конструкционно-технологическая схема установки для выработки биогаза.

Установка содержит: загрузочный бункер О); расходомер (2); трехходовой кран (3); центробежный насос (4); манометр (5); гидродинамический теплогенератор-деструктор (6); комплект измерительный (7): резервуар (8); вентиль (9); биореактор (10): метантенк (11); емкость для выгрузки (12).

Биогаз является продуктом обмена веществ бактерий, образовывающимся вследствие разложения ими органического субстрата.

Биомасса (отходы или зеленая масса) подается в загрузочный бункер, где происходит ее перемешивание. От качества приготовления субстрата зависит не только эффективность, но и возможность работы биогазовой установки. Технология подготовки биомассы сводится к измельчению отходов для качественного улучшения ее структуры и повышения однородности. Измельчение биомассы улучшает структуру и однородность исходного сырья.

Для нормального протекания брожения необходима слабошелочная реакция среды (рН=6,77,6). Расщепление органики на отдельные составляющие и превращение в мета к может пооходить лишь во влажной среде, поскольку бактерии могут перерабатывать вещества только в растворенном виде. В этой связи брожение твердых субстратов должно происходить с добавлением воды.

Из загрузочного бункера измельченная биомасса насосом прокачивается через гидродинамический деструктор в резервуар, из которого самотеком доставляется в биореактор, где посредством шнека происходит равномерное перемешивание массы, а также ее перемещение в метантенк.

Кроме газа на выходе из биореактра получаются еще и биоудобрения (компостированный и жидкий субстрат).

Установка для выработки биогаза, содержащая загрузочный бункер; расходомер; трехходовой кран; центробежный насос; манометр; кавитационный теплогенератор; комплект измерительный; резервуар; вентиль, отличающаяся тем, что она доукомплектована биореактором, метантенком и емкостью для выгрузки, а кавитационный теплогенератор заменен гидродинамическим теплогенератором-деструктором.