RU2065408C1 - Manure gas installation - Google Patents
Manure gas installation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2065408C1 RU2065408C1 RU94011881A RU94011881A RU2065408C1 RU 2065408 C1 RU2065408 C1 RU 2065408C1 RU 94011881 A RU94011881 A RU 94011881A RU 94011881 A RU94011881 A RU 94011881A RU 2065408 C1 RU2065408 C1 RU 2065408C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chamber
- biomass
- reactor
- pipeline
- mass
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y02W10/12—
Landscapes
- Fertilizers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к биоэнергетике, а именно к устройствам по переработке органических отходов преимущественно сельскохозяйственного производства с целью получения высококачественных органических удобрений и биогаза. Изобретение может найти широкое применение на сельскохозйственных предприятиях и частных хозяйствах. The invention relates to bioenergy, and in particular to devices for the processing of organic waste mainly from agricultural production in order to obtain high-quality organic fertilizers and biogas. The invention can find wide application in agricultural enterprises and private farms.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является "Устройство для производства биогаза из навозной жижи" [1] Данное устройство содержит двухкамерный биореактор и систему отбора биогаза. Биореактор выполнен U-образной формы и снабжен соединительным трубопроводом, сообщающим камеры в нижней их части, в котором размещены винтообразные ребра для перемешивания жижи. Одна камера имеет перепускной вентиль и газопровод, соединяющий камеру с газгольдером, вторая камера тупиковая. В результате брожения и производства газа давление в камерах повышается, но из первой камеры идет постоянный отбор газа в газгльдере, а в тупиковой увеличение выхода газа приводит к увеличению давления на поверхность биомассы и перетеканию ее в первую камеру через нижний трубопровод. При достижении определенного уровня в тупиковой камере срабатывает перепускной вентиль, газ перепускается в первую камеру, давление в обеих камерах выравнивается и уровень биоамассы в тупиковой камере приходит в исходное состояние. Таким образом происходит постоянное перемешивание биомассы. The closest technical solution to the claimed is a "Device for the production of biogas from slurry" [1] This device contains a two-chamber bioreactor and a biogas extraction system. The bioreactor is made in a U-shape and is equipped with a connecting pipe that communicates with the chambers in their lower part, in which helical ribs for mixing the slurry are placed. One chamber has a bypass valve and a gas pipeline connecting the chamber to the gas holder, and the second chamber is a dead end. As a result of fermentation and gas production, the pressure in the chambers rises, but constant gas extraction from the first gas chamber takes place from the gas chamber, and at an impasse, an increase in gas output leads to an increase in pressure on the biomass surface and its flow into the first chamber through the lower pipeline. When a certain level is reached in the stub chamber, a bypass valve is triggered, gas is transferred to the first chamber, the pressure in both chambers is equalized, and the bio-mass level in the stub chamber returns to its original state. Thus, constant mixing of biomass occurs.
Общими недостатками как аналога так и прототипа являеются:
дополнительный расход тепловой энергии для выхода установки на расчетный режим и его поддержание, за счет повышенных тепловых потерь со стороны наружной поверхности рубашки, т.к. ее температура выше, чем температура сбраживаемой массы;
периодический режим работы, что приводит к снижению ее эксплуатационной производительности за счет простоев при загрузке, выгрузке и выхода на режим;
отсутствие устройства для измельчения исходной биомассы, что не позволяет напрямую использовать отходы растениеводства.Common disadvantages of both analog and prototype are:
additional heat energy consumption for the unit to enter the design mode and maintain it, due to increased heat loss from the outer surface of the shirt, because its temperature is higher than the temperature of the fermented mass;
periodic operation, which leads to a decrease in its operational performance due to downtime during loading, unloading and exit to mode;
the lack of a device for grinding the original biomass, which does not allow the direct use of crop waste.
В основу изобретения поставлена задача повышения эксплуатационной производительности установки за счет использования непрерывного процесса эксплуатации и повышения экономичности при использовании солнечной и ветровой энергии, расширение перечня исходных компонентов. The basis of the invention is the task of increasing the operational productivity of the installation through the use of a continuous operation process and increasing efficiency when using solar and wind energy, expanding the list of source components.
Поставленная задача решается тем, что в биогазовой установке, содержащей реактор с вертикальной перегородкой, разделяющей реактор на две камеры, содержащей также трубопровод приема исходной биомассы трубопровод отвода готового органического удобрения, устройство перемешивания сбраживаемой биомассы и систему отбора биогаза, а реакторе в качестве вертикальной перегородки установлен теплообменник солнечной нагревательной установки, а камеры сообщены между собой в верхней их части, причем свободные концы трубопровода приема исходной биомассы и трубопровода отвода органического удобрения выведены соответственно в нижнюю часть первой камеры и в нижнюю часть второй камеры, причем верхняя часть трубопровода подачи исходной биомассы выполнена в виде загрузочного люка и установлена выше верхней части трубопровода отвода органического удобрения, выполненного в виде люка выгрузки, рабочие органы устройства перемешивания сбраживаемой массы выполнены в виде двух рядов лопаток, помещенных на вертикальном валу в каждой камере, причем верхний ряд лопаток плавающий и установлен с возможностью перемещения вдоль вала, а лопатка нижнего ряда в первой камере установлены с наклоном, обеспечивающим перемещение сбраживаемой массы вверх, во второй с наклоном, обеспечивающим перемещение биомассы вниз (в сторону отводящего трубопровода). Кроме того, в трубопроводе приема исходной биомассы установлено устройство для ее размельчения, в качестве привода устройства размельчения исходного материала и устройства для перемешивания сбраживаемой массы установлен ветродвигатель, кинематически связанный с валом каждого устройства. Разделение реакторе на две камеры и наличие двух трубопроводов, выведенных выше рабочего уровня сбраживаемой массы в реакторе позволяет обеспечить зигзагообразный путь движения сбраживаемой массы для достижения требуемого времени пребывания сбраживаемой массы в реакторе и непрерывность работы реактора во время эксплуатации. The problem is solved in that in a biogas plant containing a reactor with a vertical partition, dividing the reactor into two chambers, also containing a pipeline for receiving the initial biomass, a pipeline for removing finished organic fertilizers, a mixing device for fermented biomass and a biogas extraction system, and the reactor is installed as a vertical partition the heat exchanger of the solar heating installation, and the chambers are interconnected in their upper part, and the free ends of the initial intake pipe iomass and the organic fertilizer drain pipe are led out respectively to the lower part of the first chamber and to the lower part of the second chamber, the upper part of the feed biomass supply pipe being made in the form of a loading hatch and installed above the upper part of the organic fertilizer removal pipe made in the form of a discharge manhole mixing devices of the fermented mass are made in the form of two rows of blades placed on a vertical shaft in each chamber, with the upper row of blades floating and setting flax can be moved along the shaft, and the blade of the lower row in the first chamber is installed with a slope that allows the fermented mass to move up, in the second with a slope that allows the biomass to move down (towards the discharge pipe). In addition, a device for grinding it is installed in the feed biomass receiving pipe, a wind turbine kinematically connected to the shaft of each device is installed as a drive for the device for grinding the source material and a device for mixing the fermented mass. The separation of the reactor into two chambers and the presence of two pipelines that are higher than the working level of the fermented mass in the reactor provide a zigzag path for the fermented mass to achieve the required residence time of the fermented mass in the reactor and the continuity of the reactor during operation.
Плоский теплообменник, размещенный в толще сбраживаемой массы позволяет с наибольшей эффективностью передать ей всю теплоту, поступающую от солечных нагревателей. Такое размещение теплообменника позволяет уменьшить тепловые потери от наружных стенок реактора в окружающую среду по сравнению с прототипом, где температура наружной поверхности греющей рубашки, являющейся наружнолй стеной реактора, выше температуры сбраживаемой биомассы. A flat heat exchanger located in the thickness of the fermented mass allows it to transfer to it with the greatest efficiency all the heat coming from salt heaters. This placement of the heat exchanger can reduce heat loss from the outer walls of the reactor to the environment compared to the prototype, where the temperature of the outer surface of the heating jacket, which is the outer wall of the reactor, is higher than the temperature of the fermented biomass.
Верхний ряд лопаток предназначен для разрушения твердой корки, образующейся на поверхности сбраживаемой биомассы. The upper row of blades is designed to destroy the hard crust formed on the surface of the fermented biomass.
Загрузочный люк трубопровода приема исходной биомассы размещен выше уровня сбраживаемой биомассы в реакторе и выше уровня люка выгрузки готового органического удобрения. Это обеспечивает гидростатический подпор при загрузке свежей партии исходного материала и выдавливание партии готового органического удобрения. Дополнительный эффект выдавливания обеспечивает и устройство размельчения исходного продукта, размещенного в верхней части трубопровода приема исходного продукта. The loading hatch of the feed biomass receiving pipe is placed above the level of fermentable biomass in the reactor and above the level of the unloading port of the finished organic fertilizer. This provides hydrostatic support when loading a fresh batch of source material and extruding a batch of finished organic fertilizer. An additional effect of extrusion is provided by the device for grinding the initial product located in the upper part of the pipeline for receiving the initial product.
В данной конструкции реактора тепловые потери в районе патрубков также меньше, за счет того, что температура органической массы в них меньше, чем в реакторе. Кроме того, в трубопроводе приема исходной биомассы обеспечивает ее предварительный разогрев за счет начала брожения. In this design of the reactor, the heat loss in the area of the nozzles is also less due to the fact that the temperature of the organic mass in them is lower than in the reactor. In addition, in the pipeline receiving the original biomass provides its preliminary heating due to the onset of fermentation.
Таким образом, биогазовая установка работает автономно, используя энергию от нетрадиционных источников энергии (солнечную и ветровую). Дополнительное количество теплоты передается сбраживающей массе за счет перехода механической энергии в тепловую при вращении лопаток устройства перемешивания от веродвигателя. Thus, the biogas plant operates autonomously, using energy from non-traditional energy sources (solar and wind). An additional amount of heat is transferred to the fermentation mass due to the transfer of mechanical energy into heat during the rotation of the blades of the mixing device from the driver.
Изобретение поясняется чертежом, где показан продольный разрез биогазовой установки. The invention is illustrated in the drawing, which shows a longitudinal section of a biogas plant.
Биогазовая установка представляет собой реактор 1, внутри которого размещен теплообменник 2, разделяющий реактор 1 на две камеры 3 и 4, сообщающиеся между собой в верхней их части. В нижнюю часть первой камеры 3 выведен свободный конец трубопровода 5 приема исходной биомассы, а в нижнюю часть второй камеры 4 выведен свободный конец трубопровода 6 отвода органического удобререния. При этом загрузочный люк 7 трубопровода 5 приема исходной биоамассы установлен выше люка 8 трубопровода 6 отвода органического удобрения гидростатического подпора выхода готовой продукции. Этот эффект усиливает устройство 9 для измельчения исходной биомассы, которое установлен в трубопроводе 5. В камерах 3 и 4 установлены перемешивающие устройства. Каждое перемешивающее устройство выполнено в виде вертикального вала, на котором установлены верхний ряд лопаток и нижний ряд лопаток. В камере 3 на валу 10 верхний ряд лопаток 11 установлен плавающим с возможностью перемещения вдоль вала 10 для разрушения плотной корки на поверхности сбраживаемой биомассы. Лопаток 12 нижнего ряда установлены с наклоном для обеспечения подъемного движения сбраживаемой массы вверх. Во второй камере 4 на алу 13 верхний ряд лопаток 14 установлен аналогично лопаткам 11. А лопатки 15 нижнего ряда установлены с наклоном для перемещения сбраживаемой массы вниз и в сторону свободного конца трубопровода 6 отвода готового органического удобрения. Устройства для перемешивания и устройство 9 для размельчения исходной биомассы соединены при помощи муфт 16 с передачей 17 и приводят в действие с помощью ветродвигателя 18. Образующийся при сбраживании органической массы биогаз поступает в газгольдер 19, откуда распределяется по потребителям 20. Вне реактора 1 установлен солнечный нагреватель 21 и расширительный бачок 22, соединенные трубопроводами 23, 24 с теплообменником 2. Реактор покрыт слоем изоляции 25. A biogas plant is a reactor 1, inside which a heat exchanger 2 is placed, dividing the reactor 1 into two chambers 3 and 4, communicating with each other in their upper part. The free end of the feed pipe 5 for receiving the initial biomass is brought to the bottom of the first chamber 3, and the free end of the organic fertilizer discharge pipe 6 is brought to the bottom of the second chamber 4. In this case, the loading hatch 7 of the pipeline 5 for receiving the initial bioamass is installed above the hatch 8 of the pipe 6 of the discharge of organic fertilizer of hydrostatic back-up of the finished product output. This effect is enhanced by the device 9 for grinding the original biomass, which is installed in the pipeline 5. In chambers 3 and 4, mixing devices are installed. Each mixing device is made in the form of a vertical shaft on which the upper row of blades and the lower row of blades are mounted. In the chamber 3 on the shaft 10, the upper row of blades 11 is installed floating with the possibility of movement along the shaft 10 to destroy the dense crust on the surface of the fermented biomass. The blades 12 of the lower row are installed with a slope to ensure the lifting movement of the fermented mass up. In the second chamber 4 on alu 13, the upper row of vanes 14 is installed similarly to the vanes 11. And the vanes 15 of the lower row are installed with an inclination to move the fermented mass down and towards the free end of the pipeline 6 for removal of the finished organic fertilizer. The mixing device and the device 9 for grinding the initial biomass are connected by means of couplings 16 to gear 17 and are driven by a wind turbine 18. The biogas produced by the fermentation of the organic mass goes to the gas tank 19, from where it is distributed to consumers 20. Outside of reactor 1, a solar heater is installed 21 and expansion tank 22, connected by pipelines 23, 24 to heat exchanger 2. The reactor is covered with an insulation layer 25.
Работает биогазовая установка следующим образом. The biogas plant operates as follows.
Исходная биомасса (отходы домашнего хозяйства, стебли растений, сорняки после прополки, навоз домашних животных, солома и другие органические отходы) через загрузочный люк 7 подается в трубопровод 5, где устройство 9 измельчает биомассу. Затем она попадает в камеру 3 реактора 1, где происхолдит сбраживание исходной биомассы с образованием биогаза и высококачественных удобрений. Сбраживание происходит в мезофильном режиме при температуре органической массы 35-40oC при помощи дополнительного обогрева теплообменником 2. Теплообменник 2 обогревает от солнечного нагревателя 21. Заливка системы теплоносителя осуществляется через расширительный бачок 22. Привод устройства для перемешивания сбраживаемой массы и размельчения исходной биомассы осуществляется от ветродвигателя 18. Усилия от ветродвигателя 18 через передачи 17, при помощи муфт 16 передаются на устройство 9 для размельчения исходного продукта и на валы 10, 13 с лопатками верхнего 11, 14 и нижнего 12, 15. Перемешивающие устройства осуществляют зигзагообразное движение биомассы вверх и вниз, тем самым способствуют интенсификации процесса сбраживания. Образующийся в результате сбраживания биогаз поступает в газгольдер 19 и затем потребителям 20. Расположенные на разной высоте разгрузочный люк 7 и люк выгрузки 8 позволяют создать гидростатический подпор для выдавливания готовой продукции.The initial biomass (household waste, plant stems, weeds after weeding, domestic animal manure, straw and other organic waste) is fed through a loading hatch 7 to pipeline 5, where device 9 grinds the biomass. Then it enters chamber 3 of reactor 1, where the initial biomass is fermented to form biogas and high-quality fertilizers. Fermentation takes place in the mesophilic mode at an organic mass temperature of 35-40 o C using additional heating by heat exchanger 2. Heat exchanger 2 is heated by a solar heater 21. The heat transfer system is filled through an expansion tank 22. The device for mixing the fermented mass and grinding the initial biomass is driven from wind turbine 18. Efforts from the wind turbine 18 through gears 17, with the help of couplings 16 are transmitted to the device 9 for grinding the initial product and to the shafts 10, 13 with patches of the upper 11, 14 and lower 12, 15. The mixing devices perform a zigzag biomass movement up and down, thereby contributing to the intensification of the fermentation process. The biogas formed as a result of digestion enters the gas holder 19 and then to the consumers 20. The discharge hatch 7 and the discharge hatch 8 located at different heights allow creating a hydrostatic support for extruding the finished product.
Технические решения, использованные при разработке конструкции биогазовой установки позволили создать автономную экономичную биогазовую установку, не требующую дополнительных традиционных источников энергии. Размещение теплообменника внутри реактора повышает эффективность использования тепловой энергии. Основным преимуществом этой установки является непрерывный процесс эксплуатации биогазовой установки, позволяющей повысить ее эксплуатацию производительность за счет отсутствия простоев для загрузки, выгрузки и времени выхода на режим. Technical solutions used in the development of the biogas plant design made it possible to create an autonomous, economical biogas plant that does not require additional traditional energy sources. Placing the heat exchanger inside the reactor increases the efficiency of the use of thermal energy. The main advantage of this installation is the continuous operation of the biogas plant, which allows to increase its operation due to the absence of downtime for loading, unloading and time to exit to operation.
Источники информации, принятые во внимание
А. С. N 165017. Устройство для производства биогаза из навозной жижи (прототип). кл. С 02F 11/04, 1991.Sources of information taken into account
A. S. N 165017. A device for the production of biogas from slurry (prototype). class C 02F 11/04, 1991.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94011881A RU2065408C1 (en) | 1994-04-05 | 1994-04-05 | Manure gas installation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94011881A RU2065408C1 (en) | 1994-04-05 | 1994-04-05 | Manure gas installation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU94011881A RU94011881A (en) | 1996-01-10 |
| RU2065408C1 true RU2065408C1 (en) | 1996-08-20 |
Family
ID=20154357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU94011881A RU2065408C1 (en) | 1994-04-05 | 1994-04-05 | Manure gas installation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2065408C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2540326C1 (en) * | 2013-12-30 | 2015-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления" | Biogas plant |
| RU2651940C1 (en) * | 2017-07-14 | 2018-04-24 | Михаил Иванович Голубенко | Biogas plant for the reduction of organic waste from agricultural production accompanied with the biogas obtaining |
| CN112624546A (en) * | 2020-12-23 | 2021-04-09 | 江苏迪飞生物技术有限公司 | Novel fermentation device for centralized treatment of livestock and poultry manure |
-
1994
- 1994-04-05 RU RU94011881A patent/RU2065408C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 1650617, кл. С 02 3/28, 1991. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2540326C1 (en) * | 2013-12-30 | 2015-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления" | Biogas plant |
| RU2651940C1 (en) * | 2017-07-14 | 2018-04-24 | Михаил Иванович Голубенко | Biogas plant for the reduction of organic waste from agricultural production accompanied with the biogas obtaining |
| CN112624546A (en) * | 2020-12-23 | 2021-04-09 | 江苏迪飞生物技术有限公司 | Novel fermentation device for centralized treatment of livestock and poultry manure |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102517200B (en) | Organic waste dry anaerobic high-temperature fermentation system and fermentation process | |
| US4435188A (en) | Installation for preparing combustible gases through fermentation | |
| RU2315721C1 (en) | Method of the anaerobic reprocessing of the organic wastes and the installation for the method realization | |
| EP2449086B1 (en) | A device for the production of biogas from organic waste | |
| CN104762201A (en) | CSTR fermentation device-based methane recycling system | |
| CA2400538A1 (en) | Process and apparatus for conversion of biodegradable organic materials into product gas | |
| CN105349409B (en) | A kind of device of continous way Produced by Solid-state Fermentation biogas | |
| CN105624034A (en) | Method for processing organic trash through dry type anaerobic fermentation equipment | |
| CN104789467B (en) | A kind of food garbage Anaerobic Digestion device | |
| CN102321528B (en) | Horizontal stirring methane fermentation device with vertical cylindrical tank | |
| RU2065408C1 (en) | Manure gas installation | |
| CN202322661U (en) | Dry type anaerobic high-temperature fermentation system for organic waste | |
| CN202089979U (en) | Plug flow type garbage anaerobic digestor | |
| CN105624033A (en) | Organic refuse dry anaerobic digestion device | |
| CN101255399B (en) | Methane producer | |
| RU2404240C2 (en) | Biogas plant | |
| CN201704324U (en) | High concentration material automatic feeding and discharging and alpine region solar temperature rising biogas device | |
| CN202246671U (en) | Biogas fermentation tank | |
| CN216192233U (en) | Biogas slurry heat recovery and anaerobic fermentation tank external heat exchange warming system | |
| CN212581923U (en) | A high-efficiency anaerobic digestion reactor | |
| CN210419948U (en) | Integrated multi-section arch bridge-shaped dry fermentation device | |
| CN209226976U (en) | A kind of solar heating production biogas sewage installation for fermenting | |
| CN107338181B (en) | A kind of rural household biogas fermentation tank fermentation heat preservation and pretreatment system | |
| CN107312704B (en) | Dry-type anaerobic fermentation system and method suitable for producing biogas from wide-screening materials | |
| CN212894757U (en) | High-efficient banana peel solid synchronous saccharification fermentation fuel ethanol production system |