Биогазовая установка
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для переработки навоза. Биогазовая установка содержит приемную емкость, образованную земляным валом и облицованную неподвижным чехлом из теплоизоляционного материала, края которого уложены в углубление кольцевого гидрогерметизатора. Емкость снабжена вертикальной и наклонной мешалками, загрузочным и выгрузным трубопроводами. Непосредственно над биомассой расположен теплоизоляционный редко перфорированный экран, края которого уложены в углубление кольцевого гидрогерметизатора. Газовый колпак (газгольдер) установки выполнен из полимерного материала, края которого закручены в виде кольцевого накопителя балластной воды и уложены в углубление кольцевого гидрогерметизатора. Кольцевой накопитель оснащен заливным и сливным патрубками и системой подогрева балластной воды. Кольцевой гидрогерметизатор заполнен водой. В днище емкости установлена дренажная труба. Емкость является одновременно накопителем для хранения навоза и реактором для получения биогаза и качественного экологически чистого удобрения.
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для переработки навоза.
Известны обвалованные земельными валами лагуны (заглубленные навозохранилища), стены и днище которых утрамбованы и покрыты полимерными пленками (проспект фирмы «Полимерные материалы», Краснодар, 2007, стр.4). Они служат для хранения навоза и получения удобрения, но при этом выделяемый биогаз выбрасывается в атмосферу, загрязняя окружающую среду.
Известны также лагуны и биогазовые установки, изготовленные из бетона, стали, снабженные гидроизоляцией с целью соблюдения санитарных требований. Они также служат для временного хранения навоза и получения биогаза, но стоимость их изготовления превышает 2-2,8 млн. рублей (Проспект фирмы «Veltec». Германия. Берлин, 2008 г. Проспект фирмы «Энбум», Финляндия. 2008 г.).
Известна биогазовая установка для переработки навоза, включающая приемную емкость, гидрогерметизатор, газовый колпак, манометр, устройство подогрева и отбора газа. Приемная емкость выстлана чехлом из водонепроницаемого материала с армированным дном и жестко закрепленным верхним краем. Чехол является подвижным, так как армированное дно чехла связано с подъемным механизмом. Причем дно чехла опирается на решетку, под которой расположено устройство подогрева в водяной рубашке. Гидрогерметизатор снабжен выгрузным трубопроводом, конец которого находится выше уровня выгрузной площадки (патент RU №2286038, А01С 3/02, опубл.27.10.2005, Бюл. №30). Недостатком этой установки является низкая производительность, так как она способна
обеспечивать переработку отходов только мелких хозяйств (2-3 коровы, 5 свиней). Кроме того, перемешивание биомассы в реакторе подвижным чехлом энергоемко и не обеспечивает нужное качество.
Эта установка является наиболее близкой по технической сущности к заявляемой и мы принимаем ее за прототип.
Задача полезной модели - увеличение производительности путем использования приемной емкости большого объема и переработки в сутки 5-150 м3 стоков ферм, снижение стоимости биогазовой установки, экологичность.
Техническим результатом является одновременное хранение навозной биомассы, получение биогаза и обеззараженного удобрения в недорогих биогазовых установках.
Технический результат достигается тем, что в биогазовой установке, содержащей приемную емкость, выстланную чехлом из эластичного водонепроницаемого материала, газовый колпак, гидрогерметизатор и устройство подогрева биомассы, емкость образована земляным валом, облицована чехлом из теплоизоляционного материала, причем чехол является неподвижным и его края расположены в углублении кольцевого гидрогерметизатора; снабжена вертикальной и наклонной мешалками, разгрузочным и выгрузным трубопроводами, теплоизоляционным редко перфорированным экраном, расположенным непосредственно над биомассой и края которого уложены в углубление кольцевого гидрогерметизатора; газовый колпак выполнен из полимерного материала, края газового колпака закручены в виде кольцевого накопителя балластной воды и уложены в углубление кольцевого гидрогерметизатора, кольцевой накопитель балластной воды оснащен заливным и сливным патрубками, системой подогрева балластной воды; кольцевой гидрогерметизатор заполнен водой; в днище емкости установлена дренажная труба, при этом емкость является
одновременно накопителем для хранения навоза и реактором для получения биогаза и удобрения.
Облицовка емкости чехлом из теплоизоляционного материала позволит сохранять заданную температуру биомассы в реакторе в пределах 35-55°С и экономно расходовать энергию на ее подогрев.
Использование неподвижного чехла обеспечит герметичность емкости биореактора и экологическую защиту окружающей среды.
Расположение края чехла из полимерной пленки в углублении кольцевого гидрогерметизатора дает возможность фиксировать его и образовывать кольцевой накопитель заданного количества воды в качестве гидрозатвора.
Снабжение реактора вертикальной и наклонной мешалками позволяет поддерживать биомассу в определенном размешанном состоянии. Расположение экрана из теплоизоляционной редко перфорированной пленки в реакторе непосредственно над биомассой позволит сохранить ее тепло и обеспечит свободный проход биогаза в газовый колпак.
Укладка края экрана из теплоизоляционной редко перфорированной пленки в углубление кольцевого гидрогерметизатора позволит фиксировать ее в заданном положении.
Выполнение края газового колпака в виде кольцевого накопителя позволит заполнить его балластной водой.
Кольцевой накопитель балластной воды, уложенный в кольцевое углубление с водой, обеспечивает плотное запирание приемной емкости (реактора) и хранение биогаза в нем.
Оснащение кольцевого накопителя балластной воды системой ее подогрева позволит при минусовых температурах воздуха обеспечить герметичность системы запора реактора и стабильность анаэробного процесса.
Оснащение кольцевого накопителя заливным и сливным патрубками позволит осуществить запуск биореактора в работу.
Установление дренажной трубы в днище емкости обеспечивает отвод влаги из-под неподвижного чехла реактора.
Использование емкости одновременно накопителем для хранения навоза и реактором для получения биогаза и удобрения дает возможность в больших объемах и с минимальными затратами получить биогаз и качественные удобрения.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где фиг.1 - общий вид установки, сечение А-А; фиг.2 - то же, вид сверху.
Биогазовая установка состоит из приемной емкости 1, образованной земляным валом 2 и днищем 5, которые покрыты пленкой 3; теплоизоляционным материалом 4. На днище 5 уложен под углом слой песка 6, в котором размещается дренажная труба 7. Земляной вал 2 имеет входную 8 и выходную 9 трубы загрузки и выгрузки биомассы 28 с запорной арматурой. Параллельно днищу 5 на уровне верхней части земляного вала 3 установлен теплоизоляционный редко перфорированный экран 11, края которого уложены в углублении кольцевого затвора 27. Сверху по контуру углубления 27 уложены края полимерной пленки 3, 11, 21, а также водосодержащее кольцо 25 газового колпака (газгольдера) 10. Внутри приемной емкости 1 смонтирована вертикальная мешалка 18, 19, 20, 30 с ручным механическим приводом. Кольцо 25 снабжено заливочным краном 22 с системой подогрева воды. Углубление 27 имеет по контуру уклон в сторону дренажной трубы 23. В приемной емкости 1 в противоположной стороне от мешалки 18 размещена наклонная мешалка 12, 13, 14, 15, 16, через газгольдер 10 и уплотнение 17. Газовый колпак (газгольдер) 10 снабжен краном 29 отбора газа. Внутри приемной емкости 1 установлена система 32 подогрева биомассы. Теплозащиту установки обеспечивает
теплоизоляционный материал 4 и теплоизоляционный редко перфорированный экран 11.
Биогазовый реактор работает следующим образом. По трубе 8 навозную биомассу 28 (свиной, птичий, коровий навоз) влажностью 92% закачивают в приемную емкость 1 с верхней отметкой до 0,5 м от теплоизоляционного экрана 11. Затем включают систему 31 и подогревают биомассу до заданной температуры 35°С. С целью создания герметичности уплотнения между кольцом 25 и углублением 27 заливается вода 26. Проводят подготовительные операции: прокачивают реактор, перемешивают биомассу и др. Начинается выделение биогаза, который собирается под газовым куполом (газгольдером) 10. В течение 20-25 суток в приемной емкости 1 происходит мезофильный процесс разложения биомассы.
По истечении этого срока времени биомасса обеззараживается (гибнут гельменты, семена сорных растений и др.) и образуется качественное удобрение, биогаз.
Биогазовая установка, содержащая приемную емкость, выстланную чехлом из эластичного водонепроницаемого материала, газовый колпак, гидрогерметизатор, устройство подогрева биомассы, отличающаяся тем, что емкость образована земляным валом, облицована чехлом из теплоизоляционного материала, причем чехол является неподвижным и его края расположены в углублении кольцевого гидрогерметизатора; снабжена вертикальной и наклонной мешалками, разгрузочным и выгрузным трубопроводами, теплоизоляционным редко перфорированным экраном, расположенным непосредственно над биомассой и края которого уложены в углубление кольцевого гидрогерметизатора; газовый колпак выполнен из полимерного материала, края газового колпака закручены в виде кольцевого накопителя балластной воды и уложены в углубление кольцевого гидрогерметизатора, кольцевой накопитель оснащен заливным и сливным патрубками, системой подогрева балласта; кольцевой гидрогерметизатор заполнен водой; в днище емкости установлена дренажная труба, при этом емкость является одновременно накопителем для хранения навоза и реактором для получения биогаза и удобрения.
