Изобретения в сфере сельского хозяйства, животноводства, рыболовства

 
Изобретения в сельском хозяйстве Обработка почвы в сельском и лесном хозяйствах Посадка, посев, удобрение Уборка урожая, жатва Обработка и хранение продуктов полеводства и садоводства Садоводство, разведение овощей, цветов, риса, фруктов, винограда, лесное хозяйство Новые виды растений или способы их выращивания Производство молочных продуктов Животноводство, разведение и содержание птицы, рыбы, насекомых, рыбоводство, рыболовство Поимка, отлов или отпугивание животных Консервирование туш животных, или растений или их частей Биоцидная, репеллентная, аттрактантная или регулирующая рост растений активность химических соединений или препаратов Хлебопекарные печи, машины и прочее оборудование для хлебопечения Машины или оборудование для приготовления или обработки теста Обработка муки или теста для выпечки, способы выпечки, мучные изделия

Способ переработки отходов животноводства в удобрение и установка для его осуществления

 
Международная патентная классификация:       A01C

Патент на изобретение №:      2048722

Автор:      Халецкий В.В., Стрельцов А.И., Панцхава Е.С., Никулин В.Д., Бардин А.А., Борзов И.Н., Наумов Л.С., Полухин Д.А., Чистов И.И.

Патентообладатель:      Конструкторское бюро "Салют"

Дата публикации:      27 Ноября, 1995

Адрес для переписки:      подача заявки02.02.1993 публикация патента27.11.1995


Изображения





Использование: в сельском хозяйстве. Сущность изобретения: навоз разбавляют в накопителе, подогревают до температуры 42 43В°С и обеззараживают в кислотогенном реакторе с выдержкой в нем 3 сут. Установка содержит сепаратор, в котором разделяют жидкую и твердую фракции. Твердая фракция, смешанная с негашеной известью, идет на удобрения. Отсепарированную жидкую фракцию дополнительно нагревают до температуры 56 57В°С и затем выдерживают в метатенке-анаэробном фильтре в течение 7 сут. Отсепарированная жидкость перед подачей в отстойник проходит в теплообменник для подогрева навоза и от теплообменника через тройник-раздатчик часть жидкости подается в накопитель биомассы на разбавление навоза. 2 с. и 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Изобретение относится к области переработки отходов сельскохозяйственного производства. Преимущественно изобретение предлагается использовать при переработке птичьего помета.

Известны установки и способ переработки отходов животноводства [1] Установка содержит накопитель отходов, теплообменник, сепаратор, сушильный агрегат, реактор-обеззараживатель.

Способ переработки заключается в том, что отходы нагревают, обеззараживают, отделяют сухой остаток, осушают и направляют потребителю.

Недостатком известных устройств и способа являются большие габариты из-за неэффективности работы реактора-обеззараживателя, использующих неорганические реагенты, значительное энергопотребление на привод насосов из-за отсутствия разбавителей в накопителе отходов, большой расходы воды или пара, подаваемого в теплообменник, недостаточная очистка. Установленные режимы работы обеспечивают значительную по длительности продолжительность реализации способа.

Более совершенной является установка для переработки отходов, известная из литературы [2] содержащая накопитель отходов с жидкостным разбавителем, теплообменник, метантенки, сепаратор, блок очистки, компремирования и хранения биогаза. Недостатком этой установки является относительно продолжительный по времени процесс обеззараживания, что объясняется наличием двух метантенков с большим временем выдержки и большим потребным суммарным объемом. Кроме того при эксплуатации установки требуется значительный расход воды для разбавления отходов, ей присущи потери тепловой энергии с жидкостью, выводимой в отстойник, а сухой остаток, выводимый из сепаратора, недостаточно осушен и обеззаражен, при этом газ, выделяемый из отходов в метантенках, также содержит вредные примеси.

Из вышеприведенной литературы [2] известен способ переработки навоза и производства удобрений, в процессе которого навоз разбавляют водой, подогревают, обеззараживают в реакторе с выдержкой 7-10 суток, отделяют от него жидкость и твердую фракцию выдают потребителю.

Основным недостатком способа является его длительность (до 10 суток), большие материальные затраты.

Задачей, на решение которой направлены заявляемые изобретения устройство и способ, является переработка навоза, преимущественно куриного помета, получение удобрений, газа и обеззараженной жидкости в установке с минимальными габаритами, при малых затратах энергетических и материальных ресурсов с максимальной степенью обеззараживания и в минимальные сроки.

Вышеотмеченный технический результат достигается тем, что в предложенной установке перед метантенком установлен кислотогенный реактор, на выходе из которого установлены последовательно сепаратор, смеситель твердой фракции с негашеной известью и осушитель, а на выходе из сепаратора по жидкой фракции последовательно установлены насос, теплообменник и метантенк анаэробный фильтр, при этом на входе в кислотогенный реактор установлен рекуператор, вход которого по греющей среде соединен с выходом жидкости из метантенка, а выход с накопителем и магистралью сброса.

Исследования показали, что наиболее приемлемым, как по габаритам, так и по продолжительности процесса (а следовательно и по энергетическим и материальным затратам), является вариант, в котором на 1-й стадии обеззараживается вся масса навоза, а на второй стадии после разделения на сухую и жидкую фракции обеззараживание в анаэробном фильтре только жидкой фракции с одновременным удалением, очисткой и компремированием выделяющегося биогаза, что объясняется более высокими скоростями конверсии в анаэробном фильтре при наличии жидкой фракции с малой концентрацией сухого вещества. Поэтому двухстадийное обеззараживание позволяет уменьшить габариты установки и сократить время процесса.

Кроме того, уменьшение количества сливаемой воды за счет использования рециркулята достигается тем, что в предложенной установке жидкостной разбавитель накопителя сообщен с теплообменником, в котором циркулирует отсепарированная и очищенная жидкость. Этот же признак способствует утилизации тепла от жидкости, выводимой в отстойник, и следовательно, повышению эффективности установки. При этом практически полное обеззараживание твердой фракции (удобрения) достигнуто тем, что предложенная установка содержит смеситель, к которому подключен бункер с негашеной известью.

Поставленная задача реализуется способом, при котором всю массу навоза выдерживают в кислотогенном реакторе в течение трех суток при температуре 42-43оС, а затем, после сепарирования, жидкую фракцию выдерживают 5-7 суток при температуре 56-57оС.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

На чертеже: 1 блок нейтрализации; 2 блок очистки, компремирования и хранения газа; 3 накопитель навоза; 4 труба жидкостного разбавителя; 5 насос подачи; 6 трубопровод подачи навоза; 7 основной теплообменник; 8 кислотогенный реактор; 9 сепаратор; 10 магистраль вывода сухого остатка; 11 шнековый смеситель; 12 бункер с негашеной известью; 13 осушитель; 14 фасовочный аппарат; 15 магистраль вывода жидкой фракции; 16 дополнительный насос; 17 дополнительный теплообменник; 18 метантенк-анаэробный фильтр; 19 магистраль вывода горячей жидкости; 20 тройник-раздатчик; 21 трубопровод выходной; 22 трубопровод подмешивания; 23 трубопровод вывода биогаза; 24 фильтр; 25 газгольдер; 26 компрессор; 27 сборник газа; 28 газовая магистраль.

Установка работает следующим образом.

Из накопителя навоза 3 нативный помет, разведенный в 2-2,5 раза рециркулятом (обменной жидкой фракцией), подаваемым из метантенка-анаэробного фильтра (18) через трубу 4 жидкостного разбавителя насосом подачи 5 подводится по трубопроводу 6 в теплообменник 7, где он нагревается до температуры 42-43оС и далее горячий навоз загружается в кислотогенный реактор 8, в котором выдерживается (сбраживается) 2-3 суток.

Затем сброженная масса поступает в сепаратор 9, (любого типа, например, центрифуга), где происходит разделение на жидкую и твердую фракции. По магистрали 28 выделяющийся газ (смесь CO2 и Н2) подается в метантенк-анаэробный фильтр 18 для стимулирования метангенерации. По магистрали 10 твердая фракция поступает в шнековый смеситель 11, куда из бункера 12 подводится негашеная известь для окончательного обеззараживания. Далее, пройдя осушитель 13, сухая фракция готовый продукт, используемый как удобрение, подается в фасовочный аппарат 14 для получения коммерческого продукта. Поскольку жидкую фракцию необходимо нейтрализовать более длительное время и при более высокой температуре, чем остальную массу навоза (см.[2]) из сепаратора 9 жидкость по магистрали 15 подводится в дополнительный насос 16, откуда поступает в дополнительный теплообменник 17. Необходимый температурный режим в теплообменнике устанавливается подачей любой греющей среды, например, горячей воды. Нагретая до температуры 56-57оС жидкость поступает в метантенк-анаэробный фильтр (18), в котором с помощью иммобилизованных бактерий происходит разложение остаточных органических веществ до СН4 и CO2. Обеззараженная жидкость (рециркулят) возвращается из метантенка-анаэробного фильтра 18 по магистрали 19 в теплообменник 7, где она отдает свое тепло навозу. Далее охлажденная жидкость через тройник 20 по выходному трубопроводу 21 выводится в отстойник (не показано), а по трубопроводу 22 поступает в трубу 4 жидкостного разбавителя, чтобы обеспечить заданную вязкость массе в накопителе 3.

Выделяющийся в метантенке-анаэробном фильтре 18 биогаз (метан, водород и т. п.) по трубопроводу 23 отводится в блок очистки, компремирования и хранения газа 2, где они очищаются в фильтре 24, накапливаются в газгольдере 25, сжимаются в компрессоре 26 и отводятся в сборник 27 и далее в энергетический узел (не показано), который может включать водогрейный котел или газогенератор.

Способ переработки отходов животноводства и производства удобрений осуществляется следующим образом. Массу отходов (навоза), разбавленную жидким рециркулятом до определенной вязкости, нагревают до температуры 42-43оС, подают в биореактор кислотогенной фазы и оставляют на брожение в течение 2-3 суток. Далее обеззараженную массу сепарируют на жидкую и твердую фракции, жидкую фракцию нагревают до температуры 56-57оС и пода-ют в метантенк-анаэробный фильтр, где оставляют на обеззараживание не менее, чем на 7 суток. По истечении 7 суток горячую жидкость направляют в отстойник, предварительно отобрав у нее часть тепла, идущую на подогрев навоза, подаваемого в биореактор кислотогенной фазы.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ переработки отходов животноводства в удобрения, включающий накопление, разбавление и усреднение отходов, их подогрев, сбраживание и разделение на твердую и жидкую фракции, обеззараживание жидкой фракции и обезвоживание твердой фракции, сбор и накопление биогаза, отличающийся тем, что сбраживание отходов ведут в реакторе в течение 2 3 суток при 42 - 43oС, твердую фракцию перед обезвоживанием обеззараживают, а жидкую фракцию после разделения отходов нагревают и обеззараживают в метантенке в течение 5 7 суток при 56 57oС, причем отходы животноводства нагревают и разбавляют обеззараженной жидкой фракцией.

2. Установка для переработки отходов животноводства в удобрения, содержащая сообщенный с трубопроводом подачи отходов усреднитель, который посредством насоса соединен с метантенком, имеющим выходной патрубок отвода жидкой фракции, узел разделения сброженной массы на фракции с патрубками отвода жидкой и твердой фракций, устройство для обезвоживания твердой фракции и средство обеззараживания жидкой фракции, приспособление для нагрева отходов, выполненное в виде основного теплообменника с входными и выходными патрубками отходов и патрубками подачи и отвода теплового агента, газгольдер, сообщенный с имеющим патрубок отвода биогаза метантенком посредством компрессора, насос, трубопроводы, отличающаяся тем, что она снабжена кислотогенным реактором, который своим входным патрубком соединен с выходным патрубком отходов основного теплообменника, а выходным с упомянутым узлом разделения сброженной массы на фракции, а также дополнительным теплообменником и средством обеззараживания твердой фракции, при этом дополнительный теплообменник соединен с патрубком отвода жидкой фракции указанного узла разделения посредством насоса, а средство обеззараживания твердой фракции установлено на входе устройства для ее обезвоживания и выполнено в виде смесителя, сообщенного с бункером для негашеной извести, причем выходной патрубок отвода жидкой фракции метантенка соединен посредством трубопровода с патрубком подачи теплового агента основного теплообменника, который патрубком отвода теплового агента соединен с усреднителем.

3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что она снабжена фильтром очистки биогаза, который соединен с патрубком отвода биогаза метантенка.



Популярные патенты:

2181542 Способ хранения эритроцитов в условиях охлаждения при отсутствии кислорода (варианты)

... от кислорода среду. 11. Способ хранения эритроцитов по п. 8, дополнительно включающий стадию хранения суспензии эритроцитов в проницаемой для кислорода оболочке, которую помещают в свободную от кислорода среду, содержащую поглощающие кислород материалы. 12. Способ хранения эритроцитов по п. 8, дополнительно включающий стадию добавления фосфата аммония к суспензии для поддержания уровней аденозинтрифосфата в эритроцитах. 13. Способ хранения эритроцитов по п. 8, где указанная стадия снижения уровня кислорода эритроцитов в суспензии эритроцитов имеет место до указанной стадии охлаждения суспензии до 4oС. 14. Способ хранения эритроцитов по п. 8, дополнительно включающий стадию ...


2496309 Зубчатое устройство для вычесывания домашних животных с механизмом выброса шерсти

... варианта реализации выбрасывающей шерсть части устройства для вычесывания домашних животных согласно изобретению;на фиг.10 показан другой перспективный общий вид с разделением на детали выбрасывающей шерсть части, показанной на фиг.9;на фиг.11 показан перспективный общий вид выбрасывающей шерсть части, показанной на фиг.9 и 10, с кромкой выбрасывающей шерсть части, находящейся в первом положении;на фиг.12 показан перспективный общий вид выбрасывающей шерсть части, показанной на фиг.9-11, с кромкой выбрасывающей шерсть части, находящейся во втором положении. Числовые позиции в описании и на фигурах чертежей обозначают соответствующие предметы или шаги. Подробное описание ...


2053664 Медогонка

... решение всех составляющих задачи, стоящей перед разработчиками медогонки. Предложенная медогонка, включающая бак с крышкой, ротор, приводное устройство, в которой ротор содержит горизонтально расположенные пары держателей рамок, установленных в параллельных друг другу плоскостях, верхняя пара из которых выполнена в форме многогранника, а нижняя П-образной формы, соединенных между собой при помощи сварки и стяжек и в плоскостях которых размещены элементы жесткости и поддерживающие упоры, отличается как от прототипа, так и от известных других технических решений тем, что держатели рамок в роторе выполнены попарно и по крайней мере не менее двух пар, соединенных между собой ...


2164741 Устройство для заготовки древесины

... дерева относительно машины. Это обстоятельство объясняет необходимость присущего харвестеру массы машины, так же она объяснима необходимостью перемещения и наведения рабочего органа с помощью манипулятора на дерево. Известно устройство, многооперационная машина харвестер Локомо 919/750, состоящая из машины, манипулятора с прикрепленным к ней рабочим органом. Недостаток машины - значительная масса, необходимая для сохранения устойчивости при технологических перемещениях дерева и наведения рабочего органа на дерево при значительном вылете манипулятора. (см. Можаев Д.В., Илюшкин С.Н. Механизация лесозаготовок за рубежом М.: Лесная пром-сть 1988 г., с.236). Наиболее близким устройством ...


2488263 Система механической подачи недомолота для вторичного обмолота на возвратную доску

... время работы зерноочистки 35, сита 46 и 48 колеблются или перемещаются иным способом таким образом, что собранный зерновой материал, прошедший сепарацию в механизме 24 обмолота и сепарации, поступает сбоку на сита 46 и 48, которые обращены к механизму 24 обмолота и сепарации и имеют дополнительное перемещение в сторону, противоположную направлению движения комбайна 10. Чтобы достичь оптимального очищающего действия зерноочистки 35, скорость вращения вентилятора и ширина отверстий в ситах 46 и 48 могут варьироваться. Применяемые в комбайнах системы очистки описаны в патентах US 4531528 и 6672957, а также в опубликованных заявках US 2002/0128054 и 2005/0164755, приведенные здесь ...


Еще из этого раздела:

2270545 Посевной комбинированный агрегат

2149547 Пневматический опрыскиватель

2485755 Способ выращивания посадочного материала

2080765 Комбайн для уборки овощей

2462016 Устройство для протравливания семян

2453090 Способ минимальной обработки почвы

2028763 Измельчитель древесной поросли

2151493 Установка для гидропонного выращивания растений

2157068 Способ управления роением в пчеловодческом хозяйстве

2010519 Способ биологической борьбы с вредителями растений