Способ последовательного пофазного анаэробного сбраживания разжиженных органических отходов и устройство для его осуществленияПатент на изобретение №: 2163750 Патентообладатель: Андрюхин Тимофей Яковлевич Дата публикации: 10 Марта, 2001 Начало действия патента: 2 Августа, 1999 Адрес для переписки: 125445, Москва, Ленинградское ш., д.112/1-4, кв.930, Андрюхину Т.Я. Изображения![]() ![]() Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при приготовлении высококачественных обеззараженных органических удобрений из различных органических отходов. Во внешнюю камеру метантенка подают разжиженные органические отходы и осуществляют последовательное анаэробное сбраживание во внешней и внутренней камерах. Сбраживаемую массу подогревают и перемешивают, сброженный осадок выводят из метантенка, а из его внешней и внутренней камер отбирают биогаз, который смешивают в инжекторе со сбраживаемой в метантенке массой. До ввода в инжектор сбраживаемую массу подогревают, а нагретую газожидкостную смесь вводят во внутреннюю камеру метантенка. В метантенке для осуществления способа новым является то, что патрубок отвода биогаза из внешней камеры соединен с инжектором, который через взаимодействующий с нагревателем теплообменник соединен с насосом забора сбраживаемой массы из метантенка. Патрубок смесительной камеры инжектора соединен с напорным трубопроводом нагретой газожидкостной смеси, введенным в метантенк. Использование изобретения позволяет повысить эффективность анаэробного сбраживания, улучшить качество и калорийность биогаза. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил. , ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУИзобретение относится к области канализации и преимущественно предназначается к использованию в сельском хозяйстве на животноводческих и птицеводческих фермах, в фермерских хозяйствах, индивидуальных усадьбах сельских жителей и на садово-огородных участках для приготовления высококачественных обеззараженных от патогенной микрофлоры, гельминтов, их яиц и семян сорняков органических удобрений и горючего биогаза из навоза, помета, фекалий, боенских отходов, различных растительных отходов, не пригодных к употреблению поврежденных плодов и корнеклубнеплодов. Известны способ анаэробного сбраживания осадка сточных вод и осуществляющее его устройство в виде коаксиального метантенка по а.с. СССР N 552308, согласно которым сырой осадок вводят вовнутрь коаксиальной перегородки метантенка, являющейся центральной внутренней камерой анаэробного сбраживания, снабженной мешалкой. В основном сброженный во внутренней камере метантенка осадок выводится из под не доходящей до дна метантенка коаксиальной перегородки во внешнюю камеру, образуемую стенкой резервуара метантенка и коаксиальной перегородкой, где при завершении анаэробного досбраживания поступающая в нее из внутренней центральной камеры масса разделяется на отдельно удаляемые из нее иловую воду и уплотненный сброженный осадок. Выделяемый из сбраживаемой во внешней и внутренней камерах массы биогаз отводится из них через обособленные патрубки. Недостатками известного способа и устройства его осуществления является то, что сбраживание осуществляют в центральной камере коаксиального метантенка, где вводимый в эту камеру свежий насыщенный органическими веществами сырой осадок смешивают со всей сбраживаемой массой, объединяя при этом разные фазы анаэробного сбраживания - гидролиза, ферментации, ацетатогенной и метаногенной фаз - воедино, усредняя фазные значения pH и смешивая преимущественные фазные симбиозы микроорганизмов, что замедляет процесс сбраживания и снижает производительность. Приведенные недостатки известного способа не позволяет использовать его для анаэробного сбраживания разжиженных органических отходов сельскохозяйственного производства, насыщенных трудносбраживаемыми и легко всплываемыми растительными материалами. Конструктивное выполнение известного по а.с. N 552308 метантенка с коаксиально закрепленный внутри его резервуара концентрической перегородкой имеет тот недостаток, что он не обеспечивает возможность осуществления пофазного анаэробного сбраживания органических отходов, а подающий сырой осадок трубопровод, установленный внутри центральной общей камеры сбраживания, исключает возможность осуществить пофазное сбраживание без конструктивных изменений метантенка. Известны и другие способ анаэробного сбраживания разжиженных органических отходов и устройство для его осуществления по патенту РФ 2073401, согласно которым сбраживание разжиженных органических отходов осуществляют последовательно пофазно во внешней и внутренней камерах коаксиального метантенка с перемешиванием сбраживаемых отходов во внешней камере путем подачи в нее свежих разжиженных органических отходов, тогда как устройство для осуществления способа, содержащее резервуар, выполняемый различной формы в плане с коническими или пирамидальными днищем и куполом с прикрепленной к куполу не доходящей до днища концентрической перегородкой, образующей внутреннюю и внешнюю камеры с вводом в последнюю патрубка подвода разжиженных органических отходов. Отвод биогаза из внутренней и внешней камер производится через обособленные патрубки над обеими камерами. Недостатком этого известного способа анаэробного сбраживания разжиженных органических отходов, выполняемого в устройстве для его осуществления, является то, что выводимые из внутренней и внешней камер через обособленные патрубки биогазы существенно отличаются друг от друга по своему составу и калорийности, что не позволяет рационально использовать отводимый из внешней камеры биогаз обособленно из-за малого содержания в его составе метана и повышенного содержания углекислоты с сероводородом, низкой калорийности, тогда как смешивание биогаза из обеих камер существенно снижает качество и калорийность смеси. Недостатком является и то, что перемешивание и подогрев сбраживаемой массы осуществляются порознь. Вместе с тем по своей технической сущности и достигаемому результату известные по патенту РФ N 2073401 способ и устройство для его осуществления являются наиболее близкими к изобретению. Задачей настоящего изобретения является создание такого способа и устройства для его осуществления, которое устраняло бы приведенные выше недостатки способа и устройства для его осуществления и обеспечило бы повышение эффективности анаэробного сбраживания, улучшение качества и калорийности биогаза. Согласно изобретению поставленная задача в выполнении способа достигается тем, что способ последовательного пофазного анаэробного сбраживания разжиженных органических отходов, включающий подачу во внешнюю камеру метантенка разжиженных органических отходов с последующим их последовательным анаэробным сбраживанием во внешней и внутренней камерах метантенка, перемешивание и подогрев сбраживаемой массы, вывод из метантенка сброженного осадка и отбор биогаза из внешней и внутренней камер метантенка, выполняют так, что отводимый из внешней камеры метантенка биогаз смешивают в инжекторе со сбраживаемой в метантенке массой, которую до ввода ее в инжектор подогревают, а нагретую газожидкостную смесь вводят во внутреннюю камеру метантенка, тогда как введенную во внутреннюю камеру метантенка нагретую газожидкостную смесь распределяют по внутренней камере метантенка отдельными рассредоточенными потоками, предпочтительно размещенными у днища метантенка. Достигается поставленная задача и новым конструктивным изготовлением устройства для осуществления приведенного выше нового способа последовательного пофазного анаэробного сбраживания разжиженных органических отходов сельского и коммунального хозяйства, содержащего изготавливаемый из различных материалов герметичный резервуар круглой, овальной, квадратной, прямоугольной или многоугольной формы в плане, конические или пирамидальные днище и купол с прикрепленной к куполу и не доходящей до дна резервуара цилиндрической или конической концентрической перегородкой, одинаковой в плане с формой резервуара и разделяющей его на внешнюю и внутреннюю камеры, патрубки подвода разжиженных органических отходов и отвода сброженного осадка, средство перемешивания и подогрева сбраживаемых отходов и патрубки отвода биогаза из внешней и внутренней камер, которое выполняют так, что патрубок отвода биогаза из внешней камеры метантенка соединен газопроводом с всасывающим патрубком инжектора, к напорному патрубку которого присоединен теплообменник, взаимодействующий с нагревателем и насосом, соединенным своим всасывающим патрубком с введенным в метантенк трубопроводом, а патрубок смесительной камеры инжектора соединен с напорным трубопроводом нагретой газожидкостной смеси, введенным в метантенк, где у его днища внутри метантенка соединен с установленным над днищем рассредоточителем потока. Решается поставленная задача и тем, что в качестве нагревателя установлен работающий на биогазе отопительный газовый аппарат с водяным контуром, снабженный автоматическим регулятором температуры нагрева воды. Поставленная задача достигается и тем выполнением устройства, что всасывающий газопровод инжектора двумя параллельно обособленными газопроводами соединен с газопроводом отвода биогаза из патрубка внутренней камеры метантенка в газгольдер или в другой регулятор постоянного давления биоагаза во внутренней камере метантенка, в один из которых встроен редукционный клапан сброса избыточного давления биогаза из внешней камеры метантенка в газопровод отвода биогаза из внутренней его камеры, а во второй параллельно обособленный газопровод встроен редукционный клапан подачи биогаза из газопровода его отвода из внутренней камеры во внешнюю камеру метантенка при образовании в ней вакуума. На чертежах схематично приведено устройство коаксиального метантенка, где на фиг. 1 показан его общий вид в разрезе с присоединенными к нему и встроенными в него газопроводами, редукционными клапанами, инжектором, насосом, теплообменником, нагревателем, трубопроводами и рассредоточителем потока, а на фиг. 2 показан вид по А-А на фиг. 1 при круглой форме выполнения резервуара метантенка в плане /при других формах выполнения резервуара метантенка в плане рассредоточитель потока нагретой газожидкостной смеси устанавливают в центральной части днища резервуара аналогично как и при круглой форме его выполнения с выполнением, что размер Б больше размера В/. Коаксиальный метантенк /фиг. 1 и 2/ представляет собой герметичный /в данном выполнении - цилиндрический/ резервуар 1 с коническими днищем 2 и купольным покрытием 3 с газосборником 4, снизу под которым к нему присоединена не доходящая до днища 2 резервуара 1 концентрическая в виде усеченного конуса перегородка 5, одинаковая по своей форме в плане с формой резервуара 1 в плане и обращенная своим основанием Б к днищу 2. Концентрическая перегородка 5 разделяет резервуар 1 на внешнюю 6 и внутреннюю 7 камеры, в которых размещены патрубки подвода разжиженных отходов 8 и отвода сброженного осадка 9. Из разнонаправленного тройника на конце патрубка 8 обеспечивается перемешивание сбраживаемой массы во внешней камере 6 струйным напором подаваемых разжиженных отходов из тройника патрубка 8. Над внешней 6 и внутренней 7 камерами выполнены патрубки 10 и 11 отвода из них биогаза, тогда как патрубок 10 отвода биогаза из внешней камеры 6 метантенка соединен газопроводом 12 с всасывающим патрубком 13 инжектора 14, к напорному патрубку 15 которого присоединен теплообменник 16 с нагревателем 17 и насосом 18. Всасывающий патрубок 19 насоса 18 соединен с трубопроводом 20 забора сбраживаемой массы из метантенка, тогда как патрубок смесительной камеры 21 инжектора 14 соединен напорным трубопроводом 22 нагретой газожидкостной смеси с введенным в метантенк и к установленным над его днищем 2 рассредоточителем потока 23. Для обеспечения широкого диапазона регулирования заданных величин избыточного давления биогаза и его вакуума во внешней камере 6 - всасывающий газопровод 12 инжектора 14 двумя обособленными параллельными газопроводами 24 и 26 соединен с газопроводом 28. При этом в газопровод 24 встроен редукционный клапан 25 сброса избыточного давления биогаза из внешней камеры 6 метантенка в газопровод 28 отвода биогаза из внутренней его камеры 7, а в газопровод 26 встроен редукционный клапан 27 подачи биогаза из газопровода 28 во внешнюю камеру 6 метантенка при образовании в ней вакуума. В целях недопущения поступления биогаза из рассредоточителя потока нагретой газожидкостной смеси 23 во внешнюю камеру 6 размер внешнего его габарита В выполнен менее размера Б основания конической концентрической перегородки 5, что обеспечивает более полное использование тощего биогаза нагретой газожидкостной смеси метанообразующими микроорганизмами. Другие трубопроводы /для контроля уровня и перелива и др./, как и устройство теплоизоляции метантенка, установка прибора КИПА - на чертежах не показаны, т. к. их выполнение возможно во многих вариантах. В соответствии с требованиями СНиП давление биоагаза во внутренней камере 7 метантенка устанавливается в пределах 1,5-2,5 кПа /150-250 мм вод. столба/. Последовательное пофазное анаэробное сбраживание разжиженных органических отходов сельского и коммунального хозяйств в предложенном коаксиальном метантенке выполняют следующим образом. Свежие разжиженные и предпочтительно предварительно измельченные органические отходы влажностью 93![]() ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Способ последовательного пофазного анаэробного сбраживания разжиженных органических отходов, включающий подачу во внешнюю камеру метантенка разжиженных органических отходов с последующим их последовательным анаэробным сбраживанием во внешней и внутренней камерах метантенка, подогрев и перемешивание сбраживаемой массы, вывод метантенка сброженного осадка и отбор биогаза из внешней и внутренней камер, отличающийся тем, что отбираемый из внешней камеры метантенка биогаз смешивают в инжекторе со сбраживаемой в метантенке массой, которую до ввода ее в инжектор подогревают, а нагретую газожидкостную смесь вводят во внутреннюю камеру метантенка. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что введенную во внутреннюю камеру метантенка нагретую газожидкостную смесь распределяют по внутренней камере метантенка отдельными рассредоточенными струйными потоками, предпочтительно размещенными у днища метантенка. 3. Устройство для последовательного пофазного анаэробного сбраживания разжиженных органических отходов, содержащее изготавливаемый из различных материалов герметичный резервуар круглой, овальной, квадратной, прямоугольной или многоугольной формы в плане, конические или пирамидальные днище и купол с прикрепленной к куполу и не доходящей до днища резервуара концентрической, конической или цилиндрической перегородкой, одинаковой в плане с формой резервуара и разделяющей его на внешнюю и внутреннюю камеры, патрубки подвода разжиженных органических отходов и отвода сброженных осадков, средства перемешивания и подогрева сбраживаемых отходов и патрубки отвода биогаза из внешней и внутренней камер, отличающееся тем, что патрубок отвода биогаза из внешней камеры метантенка соединен газопроводом с всасывающим патрубком инжектора, к напорному патрубку которого присоединен теплообменник, взаимодействующий с нагревателем и насосом, соединенным своим всасывающим патрубком с введенным в метантенк трубопроводом, а патрубок смесительной камеры инжектора соединен с напорным трубопроводом нагретой газожидкостной смеси, введенным в метантенк. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что напорный трубопровод подачи нагретой газожидкостной смеси в метантенк соединен у его днища внутри метантенка с установленным над днищем рассредоточителем потока. 5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что в качестве нагревателя установлен работающий на биогазе отопительный газовый аппарат с водяным контуром, снабженный автоматическим регулятором температуры нагрева воды. 6. Устройство по п.3, отличающееся тем, что всасывающий газопровод инжектора двумя параллельно обособленными газопроводами соединен с газопроводом отвода биогаза из патрубка внутренней камеры метантенка в газгольдер или в другой регулятор постоянного давления биогаза во внутренней камере метантенка, в один из которых встроен редукционный клапан сброса избыточного давления биогаза из внешней камеры метантенка в газопровод отвода биогаза из внутренней его камеры, а во второй параллельно обособленный газопровод встроен редукционный клапан подачи биогаза из газопровода его отвода из внутренней камеры во внешнюю камеру метантенка при образовании в ней вакуума.Популярные патенты: 2114555 Способ электродиагностики вымени крупного рогатого скота и устройство для его осуществления ... авт. св. СССР N 464149, кл. A 61 N 1/20, 1971), электроды-присоски (авт. св. СССР N 449729, кл. A 61 N 1/04, 1975), игольчатые электроды (авт. св. СССР N 340426, кл, A 61 N 1/04) и электроды-прищепки (Вершина В.С., Электрокардиография плода у коров в процессе беременности. Дисс. на соиск. уч. ст. канд. ветеринарных наук, 1974). К недостаткам известных устройств можно отнести следующее: 1. Невозможность его применения при работе с животными, так как электрод (клипса) в силу анатомического строения вымени, которое имеет округлые формы, будет скользить по его поверхности не закрепленным, в то время как этот же электрод (клипса) свободно крепится на ухе человека. 2. Применение ... 2189742 Способ обработки инкубационных яиц ... яйца воздействуют индуцированным низкочастотным электрическим полем, создаваемым импульсным переменным напряжением, в виде посылок гармонических колебаний или биполярных импульсов напряженности поля с постоянной на протяжении цикла облучения амплитудой импульсов или амплитудой огибающей посылок с амплитудой импульсов или огибающей посылок напряженности поля в диапазоне 0,5-120 кВ/м; частота повторения импульсов, посылок в диапазоне 100-1000 Гц или 5-50 кГц; длительностью импульсов, посылок 0,5-9,5 м/с или 0,01-0,15 м/с; частотой заполнения посылок 5-25 кГц или 250-500 кГц. При этом задают конкретные частоту следования импульсов, посылок, время разового непрерывного облучения ... 2235450 Малогабаритная машина для обескрыливания, очистки и сортирования лесных семян ... питателя 10 происходит интенсивное перемешивание и перемещение семян в осевом направлении. В процессе движения семян и примесей вдоль оси бункера 5 на первой секции сетчатой поверхности 11 с размером ячеек, равным размеру семян мелкой фракции, происходит выделение семян мелкой фракции и примесей. При увеличении длины первой секции более чем 0,4 длины бункера выделение примесей и семян мелкой фракции практически прекращается, а при длине первой секции менее чем 0,35 длины бункера не полностью выделяются семена мелкой фракции и примеси. При увеличении длины второй секции сетчатой поверхности 11 бункера 5 с размером ячеек, равным размеру семян средней фракции, в ... 2115304 Доильный аппарат ... 6 начнет постепенно уменьшаться. В это время ковш 27 займет свое первоначальное положение, за счет разрежения в молокосборнике 5 поршень 29 переместит его вниз до упора. При этом отверстие поршня 32 совместится с патрубком 33. Атмосферный воздух проникнет в патрубок 26 дополнительного пульсатора 2 и он включится в работу, то есть, начнется опять совместная работа основного 1 и дополнительного 2 пульсаторов с микроколебаниями соскового чулка 24, что приведет к более полному выдаиванию животного и исключения необходимости в машинном додаивании. В отличие от прототипа в предложенном доильном аппарате работают основной и дополнительный пульсаторы совместно только в первоначальный и ... 2265444 Способ консервирования пантов ... техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.Начало процесса консервирования не позднее 5 часов после срезки пантов позволяет иметь более качественное сырье, чем при сроках начала термообработок по прототипу. Чтобы получить конечный продукт экспортного класса, необходимо иметь высококачественное сырье. Поскольку сырые панты заготавливают в летний период, когда температура окружающей среды достигает +18-20°С, панты, содержащие 70-80% воды, быстро подвергаются порче, если не принять немедленно меры к их консервированию. И чем раньше это будет сделано, тем выше и качество конечного продукта. Проведенными исследованиями установлено, что к ... |
Еще из этого раздела: 2423033 Способ укрепления склонов посевом семян древесных растений 2272840 Способ молекулярного маркирования пола хмеля обыкновенного (humulus lupulus l) 2450501 Способ повышения плодородия почвы на склонах 2124290 Препаративная форма в виде раствора для местного применения для обработки животных (варианты), способ получения и способ обработки животных (варианты) 2496309 Зубчатое устройство для вычесывания домашних животных с механизмом выброса шерсти 2487516 Почвообрабатывающая машина 2086081 Рабочий орган культиватора 2012206 Инсектицидная композиция для борьбы с тараканами 2494588 Лемех плуга 2115638 Способ переработки органических отходов животного происхождения в кормовой белок и биогумус |