RU2098481C1

RU2098481C1 - Domestic methane tank

Info

Publication number: RU2098481C1
Application number: RU9595103109A
Authority: RU
Inventors: Виктор Игнатьевич Тумченок
Original assignee: Виктор Игнатьевич Тумченок
Priority date: 1995-02-28
Filing date: 1995-02-28
Publication date: 1997-12-10
Also published as: RU95103109A

Abstract

FIELD: anaerobic purification and utilization of household nitrogen-carrying solid waste in individual houses remote from centralized heat, electricity and canalization networks. SUBSTANCE: domestic methane tank includes frame with partitions of chambers of acid, neutral, alkaline and methane fermentation, mover located between branch pipes for loading and unloading of media which has driving shaft with blades and heat exchanger for thermostating of process of fermentation. Heat exchanger is built in the form of outer and inner pipes concentrically installed outside frame. Outer pipe with expansion vessel in upper part has internal space communicating with submersible water heater placed into internal space of frame of methane tank. Inner pipe is fitted with gauze under which burner is positioned which communicates with branch pipe for removal of biogas from gas space through hydraulic gate. Fill of iron chips is situated above gauze. Inner pipe communicates at the top with atmosphere of room where methane tanks is mounted. EFFECT: improved functional efficiency of domestic methane tank. 3 dwg

Description

Изобретение относится к анаэробной очистке стоков и утилизации углерод-азотсодержащих твердых бытовых отходов и может быть использовано в индивидуальных домах, удаленных от централизованных сетей тепло-электроснабжения и канализации. The invention relates to anaerobic wastewater treatment and disposal of carbon-nitrogen-containing solid household waste and can be used in individual homes, remote from centralized networks of heat and electricity and sewage.

Известен метантенк, содержащий вертикальный корпус с технологическими перегородками и патрубками подвода и отвода сред /с.40, рис. 8, Янко В.Г. Янко Ю.Г. Обработка сточных вод и осадка в метантенках, Киев, 1978/, в котором низкая степень распада беззольной органики и соответственно невысокий выход биогаза. Known digester containing a vertical casing with technological partitions and nozzles for supplying and discharging media / p.40, Fig. 8, Yanko V.G. Yanko Yu.G. Wastewater and sludge treatment in digesters, Kiev, 1978 /, in which a low degree of decay of ashless organic matter and, accordingly, a low biogas yield.

Известен метантенк, содержащий корпус с перегородками камер кислого, нейтрального, щелочного, матанового брожения, размещенное между патрубками загрузки и выгрузки сред перемешивающее устройство, включающее приводной вал с лопастями и теплообменное устройство термостатирования процесса брожения, смонтированное в корпусе, в котором высокие экономические затраты на термостатирование процесса брожения, что снижает эффективность работы метантенка. Known digester, containing a housing with baffles of chambers of acidic, neutral, alkaline, matanic fermentation, a mixing device located between the nozzles of the media loading and unloading, including a drive shaft with blades and a heat exchanger thermostatic fermentation process mounted in the housing, in which the high economic costs of temperature control fermentation process, which reduces the efficiency of the digester.

Цель изобретения повышение эффективности работы метантенка достигается тем, что теплообменное устройство выполнено в виде концентрично установленных вне корпуса внешней и внутренней труб, причем внешняя выполнена с расширительным сосудом в верхней части и полость сообщена с погружным водяным нагревателем во внутренней полости метантенка, а внутренняя труба снабжена сеткой, под которой размещена горелка, сообщенная с патрубком отвода биогаза из газовой полости метантенка через гидравлический затвор, а над сеткой размещена засыпка из железных стружек, причем вверху внутренняя труба сообщена с атмосферой помещения, в которой установлен метантенк, выполненный без изоляции корпуса. The purpose of the invention to increase the efficiency of the digester is achieved by the fact that the heat exchanger is made concentrically installed outside the housing of the external and internal pipes, the external one is made with an expansion vessel in the upper part and the cavity is in communication with the immersion water heater in the internal cavity of the digester, and the inner pipe is equipped with a mesh , under which there is a burner in communication with the biogas outlet pipe from the gas cavity of the digester through a hydraulic shutter, and a filling of iron shavings, with the top of the inner pipe communicating with the atmosphere of the room in which the digester is installed, made without insulation of the case.

Процессы брожения выполняют при температуре воздуха в помещении, в котором установлен метантенк, порядка 18-24^oC, для исключения колебаний температуры, превышающей 1-3^oC в сутки, осуществляют одновременный нагрев субстрата водой из внешней трубы, сообщенной с погружным водяным нагревателем и воздуха помещения, продуктами сгорания биогаза во внутренней трубе, заполненной засыпкой из железных стружек, повышающей термохимический распад продуктов сгорания до водного пара и двуокиси углерода, обеспечивающей санитарно-гигиенические условия в помещении.Fermentation processes are carried out at an air temperature in the room in which the digester is installed, of the order of 18-24 ^o C, to exclude temperature fluctuations exceeding 1-3 ^o C per day, the substrate is simultaneously heated with water from an external pipe in communication with an immersion water heater and air of the room, biogas combustion products in the inner pipe, filled with a backfill of iron chips, increasing the thermochemical decomposition of the combustion products to water vapor and carbon dioxide, providing sanitary and hygienic conditions in indoors.

На фиг. 1 представлен продольный разрез метантенка, на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1. In FIG. 1 is a longitudinal section through a digester; FIG. 2, section AA in FIG. one; in FIG. 3 section BB in FIG. one.

Бытовой метантенк содержит корпус 1 с перегородками 2 камер: 3 кислого, 4 нейтрального; 5 щелочного; 6 метанового брожения, размещенное между патрубками 7 загрузки и 8 выгрузки сред, перемешивающее устройство 9, включающее приводной вал 10 с лопастями 11 и теплообменное устройство термостатирования процесса брожения. Теплообменное устройство выполнено в виде концентрично установленных вне корпуса 1 внешней 12 и внутренней 13 труб, причем внешняя 12 выполнена с расширительным сосудом 14 в верхней части и ее полость 15 сообщена с погружным водяным нагревателем 16, размещенном во внутренней полости корпуса 1 метантенка, в внутренняя труба 13 снабжена сеткой 17, под которой размещена горелка 18, сообщенная с патрубком 19 отвода биогаза из газовой полости 20 через гидравлический затвор 21, а над сеткой 17 размещена засыпка 22 из железных стружек, причем вверху внутренняя труба 13 сообщена с атмосферой помещения, в котором установлен метантенк, выполненный без изоляции корпуса 1. Корпус перемешивающего устройства 9 выполнен на внутренней боковой поверхности с выступами 23 и перфорированным днищем 24, сообщающим его с камерой 3 кислого брожения, а загрузочный патрубок 7 выполнен с крышкой 25. The household digester contains case 1 with partitions of 2 chambers: 3 sour, 4 neutral; 5 alkaline; 6 methane fermentation, placed between the nozzles 7 of the load and 8 discharge of media, a mixing device 9, including a drive shaft 10 with blades 11 and a heat exchange device for thermostating the fermentation process. The heat exchange device is made in the form of an outer 12 and an inner 13 pipes concentrically mounted outside the housing 1, the outer 12 being made with an expansion vessel 14 in the upper part and its cavity 15 is in communication with the immersion water heater 16 located in the inner cavity of the housing 1 of the digester, into the inner pipe 13 is equipped with a grid 17, under which a burner 18 is placed, which is in communication with the biogas outlet pipe 19 from the gas cavity 20 through a hydraulic shutter 21, and a backfill 22 of iron chips is placed above the grid 17, the inner one at the top the pipe 13 is in communication with the atmosphere of the room in which the digester is installed, made without insulation of the housing 1. The housing of the mixing device 9 is made on the inner side surface with protrusions 23 and a perforated bottom 24 communicating with the acid fermentation chamber 3, and the loading nozzle 7 is made with a cover 25.

Бытовой метантенк работает следующим образом. Household digester works as follows.

Фекально-бытовые стоки, углерод-азотсодержащие отходы /навоз, помет, растительные остатки, отходы переработки овощей и фруктов, растительные остатки, листовой опад, макулатуру и т.д./ при открытой крышке 25 загружают через патрубок 7 в перемешивающее устройство 9 и измельчают при вращении приводного вала 10 между винтовыми лопастями 11 и выступами 23, размещенными на боковой поверхности, причем лопасти 11 и выступы 23 установлены под углом друг к другу, что обеспечивает измельчение взвесей до размеров частиц сопоставимых с размерами микроорганизмов в камерах 3, 4, 5 и 6 брожения, причем взвеси переходят из перемешивающего устройства 9 в камеру 3 кислого брожения через перфорированное днище 24. Биогаз собирают в газовой полости 20 и отводят потребителю через гидравлический затвор 21 по патрубку 19. Периодически часть биогаза, направляют в горелку 18 и теплом сгорания нагревают на сетке 17 засыпку 22 из железных стружек и от нее воду в полости 15, которая сообщена с погружным нагревателем 16, размещенном в корпусе 1, причем нагрев осуществляют в условиях естественной циркуляции воды. Описанное термостатирование обеспечивает КПД теплообменного устройства порядка 100% Отработанную массу выводят через патрубок 8. Загрузку, измельчение взвесей, разгрузку, термостатирование осуществляют периодически. Перемешивание в камерах 3, 4, 5 и 6 осуществляют при встряхивании корпуса 1. Domestic waste water, carbon-nitrogen-containing waste / manure, litter, vegetable residues, waste products from processing fruits and vegetables, vegetable residues, leaf litter, waste paper, etc. / with the lid open 25 is loaded through the pipe 7 into the mixing device 9 and crushed when the drive shaft 10 is rotated between the screw blades 11 and the protrusions 23 located on the side surface, the blades 11 and the protrusions 23 are installed at an angle to each other, which ensures the grinding of suspensions to particle sizes comparable with the size of microorganisms MOV in the chambers 3, 4, 5 and 6 of the fermentation, and the suspensions pass from the mixing device 9 into the acid fermentation chamber 3 through the perforated bottom 24. The biogas is collected in the gas cavity 20 and taken to the consumer through the hydraulic shutter 21 through the pipe 19. Periodically, part of the biogas, sent to the burner 18 and heat of combustion is heated on the grid 17 backfill 22 of iron chips and water from it in the cavity 15, which is in communication with the immersion heater 16, placed in the housing 1, and the heating is carried out in conditions of natural circulation of water. The described thermostating provides an efficiency of the heat exchanger of the order of 100%. The spent mass is discharged through the pipe 8. The loading, grinding of suspensions, unloading, and thermostating are carried out periodically. Mixing in chambers 3, 4, 5 and 6 is carried out with shaking of the housing 1.

Бытовой метантенк решает экологические проблемы вокруг индивидуальных домов, обеспечивает владельцев биогазом для нужд отопления, приготовления пищи, нагрева воды, освещения с одновременной выработкой биоудобрения, не имеющего запаха и по своим качественным показателям эквивалентного 3-4 тоннам комплексного минерального удобрения, но свободного от примесей тяжелых металлов, свойственных фосфорным. The household digester solves environmental problems around individual houses, provides owners with biogas for heating, cooking, water, lighting, while producing bio-fertilizer that is odorless and equivalent in quality to 3-4 tons of complex mineral fertilizer, but free of heavy impurities metals inherent in phosphorus.

Claims

Бытовой метатенк, содержащий корпус с перегородками камер кислого, нейтрального, щелочного, метанового брожения, размещенное между патрубками загрузки и выгрузки сред перемешивающее устройство, включающее приводной вал с лопастями, и теплообменное устройство термостатирования процесса брожения, смонтированное в корпусе, отличающийся тем, что теплообменное устройство выполнено в виде концентрично установленных вне корпуса внешней и внутренней труб, причем внешняя выполнена с расширительным сосудом в верхней части, внутренняя полость сообщена с погружным водяным нагревателем, размещенным во внутренней полости метатенка, внутренняя труба снабжена сеткой, под которой размещена горелка, сообщенная с патрубком отвода биогаза из газовой полости метатенка через гидравлический затвор, а над сеткой размещена засыпка из железных стружек, причем вверху внутренняя труба сообщена с атмосферой помещения, в котором установлен метатенк. A household meta-stove, comprising a housing with baffles of acidic, neutral, alkaline, methane fermentation chambers, a mixing device located between the media loading and unloading nozzles, including a drive shaft with blades, and a fermentation thermostatic heat exchanger mounted in the housing, characterized in that the heat exchanger made in the form of concentric mounted outside the housing of the outer and inner pipes, the outer one made with an expansion vessel in the upper part, the inner cavity communicated with an immersion water heater located in the internal cavity of the metatennel, the inner pipe is equipped with a grid, under which there is a burner connected with the biogas outlet from the gas cavity of the metatenk through a hydraulic shutter, and a filler made of iron shavings is placed above the grid, with the top of the inner pipe communicating with the atmosphere of the room in which the meta-stove is installed.