SU1748693A1 - Installation for processing of organic waste of animal breeding and plant growing into biological gas and materials for production of fertilizers - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : установка дл  переработки органических отходов животноводства и рас тениеводства в биогаз и продукты дл  получени  удобрений содержит блок измельчени  отходов, насос-дозатор . реактор, газгольдер и энергоустановку с двигателем внутреннего сгорани . При этом реактор разделен на верхнюю и нижнюю секции, в которых установлены мешалки с горизонтальной осью вращени , а днище секции выполнено наклонным. В днище верхней секции установлены шарнирные шторки с приводом дл  сбрасывани  переработанной массы первого этапа сбраживани , а в днище нижней секции - шнек дл  выгрузки твердых фракций и патрубок дл  слива жидких фракций удобрений. Нижн   секци  снабжена расположенным по периметру теплообменником дл  подогрева, соединен ным с солнечным коллектором. Привод мешалок выполнен в виде ветродвигател  с редуктором. Реактор снабжен патрубками дл  подвода культур кислотообразующих бактерий в верхнюю секцию и метанообра- зующих - в нижнюю секцию. 3 з.п.ф-лы, 2 ил. к 3 ЈSUMMARY OF THE INVENTION: A plant for processing organic animal waste and vegetable production into biogas and fertilizer products comprises a waste shredder, a metering pump. reactor, gasholder and power plant with internal combustion engine. In this case, the reactor is divided into upper and lower sections, in which agitators with a horizontal axis of rotation are installed, and the bottom of the section is made inclined. In the bottom of the upper section, articulated curtains with a drive are installed to discharge the processed mass of the first digestion stage, and in the bottom of the lower section there is an auger for unloading solid fractions and a nozzle for draining the liquid fertilizer fractions. The bottom section is provided with a heat exchanger located around the perimeter for heating, connected to a solar collector. The drive of the agitators is made in the form of a wind turbine with a gearbox. The reactor is equipped with nozzles for supplying cultures of acid-forming bacteria to the upper section and methane-forming crops to the lower section. 3 hp ff, 2 ill. to 3 Ј

Description

Изобретение относитс  к установкам дл  переработки органических отходов животноводства и растениеводства в биогаз и продукты дл  получени  удобрений.The invention relates to installations for the processing of organic animal waste and crop production into biogas and products for the production of fertilizers.

Известны установки, содержащие блок измельчени  отходов, насос-дозатор, реактор газгольдер и энергоустановку с двигателем внутреннего сгорани .Installations are known that include a waste shredder, a dosing pump, a gas-tank reactor, and a power plant with an internal combustion engine.

Недостаточна  эффективность установки , значительные затраты тепловой энергии дли обеспечени  процесса брожени , больша  металлоемкость двух реакторов  вл ютс  недостатками известной установки.The efficiency of the plant is not sufficient, the considerable cost of thermal energy for ensuring the fermentation process, the high metal intensity of the two reactors are the disadvantages of the known plant.

Цель изобретени  - повышение эффективности биогазовой установки.The purpose of the invention is to increase the efficiency of a biogas plant.

На фиг.1 изображена блок-схема установки; на фиг.2 - биореактор, общий вид.Figure 1 shows the block diagram of the installation; figure 2 - bioreactor, General view.

Установка имеет животноводческое помещение 1, измельчитель 2, электроустановку с двигателем 3 внутреннего сгорани , емкость 4 резервного жидкого или газообразного топлива, навоэосборник 5, погружной насос 6, шнековый транспортер 7 дл  погрузки биологической массы в реактор 8, установленный на стойках 9 и разделенный подвижными шторками 10с приводом 11 на верхнюю 12 и нижнюю 13 секции, в которыеThe unit has a cattle-breeding room 1, a chopper 2, an electrical installation with an internal combustion engine 3, a storage tank 4 of liquid or gaseous fuel, a fuel collector 5, a submersible pump 6, a screw conveyor 7 for loading biological matter into the reactor 8 mounted on racks 9 and separated by movable shutters 10 with a drive 11 on the top 12 and bottom 13 sections, in which

5five

00 Os00 Os

ю соyu so

через трубопроводы 14 и 15 осуществл етс  подача культур кислотообразующих бактерий в верхнюю секцию 12 и метанообразу- ющих в нижнюю секцию 13, а выход биогаза из секций 12 и 13 осуществл етс  через трубопроводы 16, в каждой секции установлены мешалки 17 с горизонтальной осью вращени  с приводом через редуктор 18 в виде ветродвигател  19, в днище нижней секции имеетс  шнек 20 дл  выгрузки твер- дых фракций удобрений и патрубок 21 дл  выгрузки жидких фракций удобрений, при этом нижн   секци  13 снабжена расположенным по периметру теплообменником 22, св занным трубопроводом 23 с солнечным коллектором 24 и двигателем 3 внутреннего сгорани , а выдел емый в верхней 12 и нижней 13 секци х биогаз через трубопроводы 16. проходит через пеноуловитель 25, гравийный фильтр 26, объемный газомер 27, газгольдер 28 и поступает в компрессор 29 дл  подачи его к двигател м внутреннего сгорани  и к потребител м.through pipelines 14 and 15, cultures of acid-forming bacteria are supplied to the upper section 12 and methane-forming bacteria to the lower section 13, and biogas is released from sections 12 and 13 through the pipelines 16, in each section there are mounted agitators 17 with a horizontal axis of rotation with a drive through a gearbox 18 in the form of a wind turbine 19, in the bottom of the lower section there is a screw 20 for discharging solid fractions of fertilizers and a pipe 21 for unloading liquid fractions of fertilizers, while the lower section 13 is provided with a heat exchanger 22 located on the perimeter piped 23 with a solar collector 24 and an internal combustion engine 3, and biogas released in the top 12 and bottom 13 sections through pipe 16. passes through a foam trap 25, a gravel filter 26, a volume gas meter 27, a gas tank 28 and enters the compressor 29 for feeding it to internal combustion engines and to consumers.

Установка работает следующим образом .The installation works as follows.

Запускаетс  двигатель 3 внутреннего сгорани  электроустановки, работающей на резервном топливе емкости 4 и обеспечивающей электрической энергией электропривод измельчител  2, насоса 6, шнекопых трансформаторов 7 погрузки биомассы в реактор 8. При этом шторки 10 закрыты, а подогрета  вода через теплообменник 22, св занный с трубопроводом 23 солнечного коллектора 24 и двигател  внутреннего сгорани  электроустановки, подготавливает объем секций 12 и 13 реактора 8 к опреде- ленной температуре.The engine 3 of the internal combustion of the electrical installation running on the backup fuel of the tank 4 and providing electric energy to the electric drive of the crusher 2, pump 6, screw transformers 7 loading biomass into the reactor 8 starts. 23 of the solar collector 24 and the internal combustion engine of the electrical installation, prepares the volume of sections 12 and 13 of the reactor 8 to a certain temperature.

Загруженна  биомассой (субстратом) верхн   секци  12 реактора, в которой проходит мезофильный процесс с температу- рой около 36°С с подачей кислотообразующих бактерий через трубопровод 14, медленно перемешиваетс  мешалками 17 ветродвигател  19, Субстрат в верхней секции 12 находитс  около 3-6 сут, что зависит от состава субстрата, наличи  кислотообразующих, интенсивности перемешивани , рН среды и других факторов, при этом выдел емый через 2-3 сут биогаэ трубопроводом 16 проходит пеноуловитель 25. гравийный фильтр 26 дл  очистки газа от сероводорода и углекислого газа, объемный газомер 27 коммерческого учета газа и поступает в газгольдер хранени  и передачи в компрессор 29 дл  повышени  давлени  и передачи биогаза к двигател м 3 внутреннего сгорани  электроустановки и потребител м .The biomass-loaded (substrate) upper section 12 of the reactor, in which the mesophilic process takes place with a temperature of about 36 ° C with the supply of acid-forming bacteria through pipeline 14, is slowly mixed with stirrers 17 of the wind turbine 19, the Substrate in the upper section 12 is about 3-6 days, this depends on the composition of the substrate, the presence of acid-forming substances, the intensity of mixing, the pH of the medium and other factors, while the bioga released by the pipe 16 passes a foam trap 25 after 2-3 days. A gravel filter 26 for cleaning the gas from hydrogen sulfide a and carbon dioxide, a volumetric gas meter 27 of the commercial gas metering, and enters the gas storage tank of storage and transmission to the compressor 29 to increase the pressure and transfer the biogas to the engines 3 of the internal combustion electrical installation and consumers.

При достаточном количестве накопившегос  в газгольдере 28 биогаза электроустановка потребл ет собственный биогаз.With a sufficient amount of biogas accumulated in the gas tank 28, the electrical installation consumes its own biogas.

После прохождени  мезофильного процесса в верхней секции 12 реактора 8 при помощи привода 11 открываетс  шторки 10 и субстрат под действием собственного веса по наклонной плоскости при Помощи мешалок 17 поступает в нижнюю секцию 13, где проходит термофильный процесс с температурой около 55°С с подачей метанооб- разующих бактерий через трубопровод 15. При этом шторка 10 при помощи привода 11 закрываете, создава  услови , чтобы кислород не попадал в нижнюю секцию 13 дальнейшей загрузки свежего субстрата в верхнюю секцию. После загрузки верхней секции субстратом установка приведена к непрерывноу технологическому процессу переработки органических отходов растениеводства , навоза животноводства дл  получени  удобрений, биогаза и выработки электроэнергии.After passing through the mesophilic process in the upper section 12 of the reactor 8, the shutter 10 opens with the help of the drive 11 and the substrate under the action of its own weight on an inclined plane with the help of the agitators 17 enters the lower section 13, where it passes the thermophilic process with a temperature of about 55 ° C shedding bacteria through pipeline 15. At the same time, shutter 10 is closed by means of actuator 11, creating the condition that oxygen does not get into the lower section 13 of further loading of fresh substrate into the upper section. After the substrate has been loaded with the substrate, the installation is brought to a continuous technological process for the processing of organic crop waste, animal manure to produce fertilizer, biogas and power generation.

После 5-6 сут брожени  субстрата в нижней секции происходит выгрузка готовых к использованию удобрений из нижней секции 13 реактора 8, открываетс  люк и при помощи шнека 20 выгружаютс  твердые фракции, а через патрубок 21 - жидкие фракции. При этом транспортов средство может подъезжать непосредственно к реактору 8, установленному на фундамент стойки 9, создава  удобство дл  выполнени  ремонтов и обслуживани  элементов реактора .After 5-6 days of fermentation of the substrate in the lower section, the ready-to-use fertilizers are unloaded from the lower section 13 of the reactor 8, the hatch is opened and the solid fractions are unloaded with the aid of the screw 20, and liquid fractions are discharged through pipe 21. At the same time, the means of transport can approach the reactor 8, which is installed on the foundation of the rack 9, making it convenient to carry out repairs and maintenance of the reactor elements.

Применение реактора двухступенчатой установки технологического процесса позвол ет повысить производительность при сравнении с одноступенчатой и двум  реакторами , а использование энергии солнца и ветра позвол ет уменьшать расходы биогаза на собственные нужды установки.The use of a two-stage process installation reactor allows an increase in productivity when compared with a single-stage and two-stage reactors, while the use of solar and wind energy reduces the biogas consumption for the plant's own needs.

Формулы изобретени  1. Установка дл  переработки органических отходов животноводства и растениеводства в биогаз и продукты дл  получени  удобрений, содержаща  блок измельчени  отходов, на сое-дозатор, реактор, газгольдер и энергоустановку с двигателем внутреннего сгорани , отличающа с  тем, что с целью повышени  эффективности ее в работе, реактор разделен на верхнюю и нижнюю секции, в каждой секции установлены мешалки с горизонтальной осью вращени , днище секций выполнено наклонным, причем в днище верхней секции установлены шарнирные шторки с приводом дл  выпуска перебродившей массы, а в диищо нижней секции - шнек дл  выгрузкиClaims 1. Plant for processing organic livestock and crop waste into biogas and fertilizer products, comprising a waste shredding unit, a co-metering unit, a reactor, a gas-holder and a power plant with an internal combustion engine, characterized in that in operation, the reactor is divided into upper and lower sections, in each section there are mounted agitators with a horizontal axis of rotation, the bottom of the sections are made inclined, with hinges installed in the bottom of the upper section e curtains with a drive for the release of fermented mass, and in the bottom of the lower section - a screw for unloading

твердых фракций и патрубок дл  слива жидких фракций удобрений.solid fractions and pipe to drain the liquid fractions of fertilizers.

4.Установка по п.1,отличающа с  тем. что реактор снабжен патрубками дл 4. The installation according to claim 1, wherein that the reactor is equipped with nozzles for

2. Установка по п.1,отличающа с  тем, что нижн   секци  снабжена расположенным по периметру теплообменником 5 подвода культур кислотообразующих бакте- дл  подогрева, соединенным с солнечным рий в верхнюю секцию и метанообразущих коллектором. /3 --Лбактерий в нижнюю секцию.2. Installation according to claim 1, characterized in that the lower section is provided with a heat exchanger 5 located around the perimeter and supplying cultures of acid-forming bacteria for heating, connected to the sun in the upper section and the methane-forming collector. / 3 - Lac bacteria in the lower section.

3.Установка по п.1,отличающа с  тем, что привод мешалок выполнен в виде ветродвигател .3. Installation according to claim 1, characterized in that the drive of the agitators is made in the form of a wind turbine.

4.Установка по п.1,отличающа с  тем. что реактор снабжен патрубками дл 4. The installation according to claim 1, wherein that the reactor is equipped with nozzles for

подвода культур кислотообразующих бакте- рий в верхнюю секцию и метанообразущих бактерий в нижнюю секцию.supplying cultures of acid-forming bacteria to the upper section and methane-forming bacteria to the lower section.

fefe

##

Фиг.11

5Ф5F

2525

тt

26 226 2

гтrm

PwPw

J J

-Фиг 2-Fig 2

Claims (4)

Формулы изобретенияClaims 1. Установка Для переработки органических отходов животноводства и растение45 водства в биогаз и продукты для получения удобрений, содержащая блок измельчения, отходов, насос-дозатор, реактор, газгольдер и энергоустановку с двигателем внутреннего сгорания, отличающаяся тем, 50 что с целью повышения эффективности ее в работе, реактор разделен на верхнюю и нижнюю секции, в каждой секции установлены мешалки с горизонтальной осью вращения,’ днище секций выполнено 55 наклонным, причем в днище верхней секции установлены шарнирные шторки с приводом для выпуска перебродившей массы, а в днище нижней секции - шнек для выгрузки твердых фракций и патрубок для слива жидких фракций удобрений.1. Installation For the processing of organic waste of animal husbandry and plant45 production into biogas and fertilizer products, containing a grinding unit, waste, metering pump, reactor, gas holder and power plant with an internal combustion engine, characterized in that in order to increase its efficiency in work, the reactor is divided into upper and lower sections, in each section there are agitators with a horizontal axis of rotation, 'the bottom of the sections is 55 inclined, and hinged shutters with a drive are installed in the bottom of the upper section ohm for the release of fermented mass, and in the bottom of the lower section there is a screw for unloading solid fractions and a pipe for draining the liquid fractions of fertilizers. 2. Установка по п.1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что нижняя секция снабжена расположенным по периметру теплообменником 5 для подогрева, соединенным с, солнечным коллектором.2. The installation according to claim 1, with the fact that the lower section is equipped with a heat exchanger 5 located around the perimeter for heating, connected to a solar collector. # 74 75# 74 75 ШТPCS 3. Установка по п.1, от л и ча ю ща я с я тем, что привод мешалок выполнен в виде ветродвигателя.3. The installation according to claim 1, with the exception of the fact that the drive of the mixers is made in the form of a wind turbine. 4. Установка по п.1, от лича юща я с я тем. что реактор снабжен патрубками для подвода культур кислотообразующих бактерий в верхнюю секцию и метанообразущих бактерий в нижнюю секцию.4. The installation according to claim 1, which is different from that. that the reactor is equipped with nozzles for supplying acid-forming bacteria cultures to the upper section and methane-forming bacteria to the lower section. 18 17 /±18 17 / ± н n 26 27 Ί/ 1* 26 27 Ί / 1 * -1 -1 ΓΊΠ ΓΊΠ 1 1