Багатосекційний метантенк

Багатосекційний метантенк, який містить горизонтальний циліндричний корпус, пристрої завантаження та вивантаження субстрату, який відрізняється тим, що всередині горизонтального циліндричного корпуса розміщено співвісний з ним горизонтальний пустотілий внутрішній вал, який оснащено неперервною шнековою лопаткою, яка ділить внутрішню ємність метантенка на окремі, ізольовані по газовій та субстратній порожнинах 3 38724 тями, які взаємодіють з вертикальними перегородками, при цьому останні на ділянці взаємодії з лопатями виконані перфорованими. Недоліком такої конструкції є недостатня якість процесу зброджування за рахунок неможливості повного відокремлення усіх чотирьох стадій бродіння одну від одної через наявність перфорованих ділянок у перегородках. Крім того така конструкція не дозволяє враховувати кінетику кожної стадії процесу бродіння, забезпечувати введення в субстрат необхідних реагентів та підтримувати оптимальні значення рН, і тому не дає можливості скорочувати процес бродіння. Конструкція не дозволяє також брати проби субстрату на кожній стадії для контролю за процесом бродіння. В основу корисної моделі поставлено задачу створення конструкції багатосекційного метантенка, в якій за рахунок введення нових елементів та зв'язків досягається можливість повної стабілізації осаду каналізаційних очисних споруд та рідких і напіврідких органічних відходів сільгоспвиробництва, забезпечення безперервного процесу бродіння та стабільного отримання біогазу при безперервному завантаженні свіжого та вивантажені стабілізованого субстрату, що приводить до підвищення якості процесу зброджування. Крім того скорочується термін бродіння. Поставлена задача вирішується тим, що багатосекційний метантенк, який містить горизонтальний циліндричний корпус, в середині якого розміщено співвісний з ним горизонтальний пустотілий внутрішній вал, який оснащено неперервною шнековою лопаткою, яка ділить внутрішню ємність метантенка на окремі, ізольовані по газовій та субстратній порожнинам секції, і яка жорстко з'єднана з горизонтальним пустотілим внутрішнім валом та горизонтальним циліндричним корпусом, розміщеним на кількох роликових опорах та обладнаним механізмом обертання з двигуном та механічною передачею, ніпелями для відбору біогазу, гн учкими шлангами для його відведення, форсунками та гнучкими шлангами для подачі в секції метантенка необхідних реагентів, а неперервна шнекова лопатка виконана з можливістю з'єднання декількох сусідніх секцій і утворення чотирьох ізольованих одна від одної газових порожнин, причому в кожній секції містяться жорстко з'єднані з горизонтальним циліндричним корпусом та горизонтальним пустотілим внутрішнім валом широкі лопатки, при цьому співвідношення діаметрів горизонтального циліндричного корпуса та горизонтального пустотілого внутрішнього вала визначається з умови забезпечення найбільшої ємності багатосекційного метантенка. На кресленні представлено загальну схему багатосекційного метантенка, який складається з горизонтального циліндричного корпуса 1 та співвісного з ним горизонтального пустотілого внутрішнього вала 2. З горизонтальним циліндричним корпусом 1 та горизонтальним пустотілим внутрішнім валом 2 жорстко з'єднана неперервна шнекова лопатка 3, яка ділить внутрішню ємність метантенка на окремі, ізольовані по газовій та субстратній порожнинам секції. У верхній частині неперервна шнекова лопатка 3 має кілька прорізів 4 4, які з'єднують сусідні секції по газовій порожнині, утворюючи чотири ізольовані одна від одної газові порожнини 5, 6, 7 та 8. Горизонтальний циліндричний корпус 1 розташовано на кількох опорних катках 9, між якими міститься механізм обертання з приводом 10 та механічною передачею 11. Горизонтальний циліндричний корпус 1 містить завантажувальний 12 та вивантажувальний 13 люки. У верхній частині горизонтальний циліндричний корпус 1 містить газові ніпеля 14, до яких під'єднані гнучкі шланги 15. В нижній частині горизонтальний циліндричний корпус 1 містить форсунки 16, до яких під'єднані гнучкі шланги 17. До завантажувального люка 12 під'єднано завантажувальний пристрій 18. До вивантажувального люка 13 під'єднано вивантажувальний пристрій 19. У верхній частині горизонтального циліндричного корпуса розміщені аварійні запобіжно-скидні клапани 20. В нижній частині горизонтальний циліндричний корпус 1 містить теплообмінники 21. В нижній частині кожної секції містяться жорстко з'єднані з горизонтальним циліндричним корпусом та горизонтальним пустотілим внутрішнім валом широкі лопатки 22. Багатосекційний метантенк працює таким чином. Порція сирого субстрату (осаду каналізаційних очисних споруд, рідких чи напіврідких органічних відходів сільгоспвиробництва) за допомогою завантажувального пристрою 18 через завантажувальний люк 12 подається в середину горизонтального циліндричного корпуса 1 заповнюючи першу секцію, утворену неперервною шнековою лопаткою 3, до верхнього рівня горизонтального пустотілого внутрішнього вала 2. Разом з порцією субстрату в першу секцію повинна вводитись так звана «закваска» збагачена анаеробними мікроорганізмами для активації процесу бродіння. В результаті в першій секції розпочинається перша стадія бродіння - стадія ферментативного гідролізу. Перед завантаженням наступної порції субстрату вмикається привід 10, який за допомогою механічної передачі 11 обертає горизонтальний циліндричний корпус багато секційного метантенка 1 на опорних катках 9 на 360°. При обертанні порція осаду зміщується в осьовому напрямку і опиняється у порожнині сусідньої секції. В першу секцію знову подається наступна порція осаду з "закваскою". Додавання нових порцій свіжого субстрату та обертання горизонтального циліндричного корпуса повторюються періодично. Ізольовані одна від одної окремі порції субстрату з кожним обертом зміщуються до протилежного кінця горизонтального циліндричного корпуса 1, проходячи усі стадії бродіння. В секціях, з'єднаних по газовій порожнині 5 відбувається стадія ферментативного гідролізу, в секціях 6 - стадія кислотогенезу, в секціях 7 ацетогенезу, в секціях 8 - метаногенезу. Стабілізований (зброджений) осад видаляється з горизонтального циліндричного корпуса у ви вантажувальний пристрій 19 через вивантажувальний люк 13, коли останній опиняється в нижньому положенні під час обертання горизонтального циліндричного корпуса 1. 5 38724 Біогаз, який рівномірно в часі виділяється у просторі над секціями, відводиться з кожної газової порожнини 5, 6, 7 та 8 через ніпеля 14 та гнучкі шланги 15 на утилізацію. При цьому гнучкі шланги мають з ніпелями роз'ємні з'єднання. Під час обертання горизонтального циліндричного корпуса 1 вони від'єднуються, а ніпеля герметизують горизонтальний циліндричний корпус, запобігаючи виходу біогазу в атмосфер у. Для інтенсифікації процесу бродіння через гнучкі шланги 17 та форсунки 16 в нижню частину секцій подаються необхідні реагенти, а також речовини для перемішування. Гнучкі шланги 17 та форсунки 16 також мають роз'ємні з'єднання і також від'єднуються під час обертання горизонтального циліндричного корпуса 1, а форсунки герметизують горизонтальний циліндричний корпус, Комп’ютерна в ерстка О. Рябко 6 запобігаючи виливанню субстрату. Подача в кожну секцію реагентів, необхідних саме для тієї стадії бродіння, яка там відбувається, а також підтримання в секціях теплообмінниками 21 необхідних температур, створює оптимальні умови для швидкого проходження кожної стадії бродіння і дозволяє скоротити загальний час протікання процесу. Аварійні запобіжно-скидні клапани 20 призначені для аварійного скидання біогазу в атмосферу при піднятті тиску в середині багато секційного метантенка вище допустимого. Жорстко з'єднані з горизонтальним циліндричним корпусом та горизонтальним пустотілим внутрішнім валом широкі лопатки 22 перемішують субстрат під час обертання горизонтального циліндричного корпуса 1. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601