Спосіб отримання біогазу з водоростей

Спосіб одержання біогазу з водоростей і водних рослин, який відрізняється тим, що водорості C2 2 (19) 1 3 цього, існує певний строк виконання технологічного процесу. Оранка, сівба, підживлення, збирання і обмолот. Водорості також ростуть, накопичуються. Але водорості поки що не збирають. Вони збираються 2 у суцільні покривала, концентруються до 2 кг/м по сухій речовині, забирають з води кисень і знищують все живе, закрите цією ковдрою. На чорноземі важки комбайни збирають 0,5 2 2 2 кг/м сухої речовини (0,3 кг/м зерна та 0,2 кг/м 2 соломи). На воді концентрація досягає 2 кг/м одних мікроводоростей. Вищі водорості і вищі рослини збільшують урожай у 3 рази. Щорічно водорості випадають у осад, утворюючи мул, спливають за водою. Метанове бродіння продовжується і у мулі і під водою. Газ метан при сприятливих умовах створює метаногідрати і у вигляді льоду залишається на дні. Інша частина потрапляє в атмосферу. Водорості шкідливі для насосних станцій і гідроагрегатів електростанцій. ККД зменшується на 2-4 %. Метанове бродіння по продуктивності поступається спиртовому. Але перевага метанового бродіння у тому, що вилучення газу метану з води значно простіше, ніж вилучення спирту. Основна задача, що вирішується даним винаходом, полягає у збиранні біомаси без вилучення її з води, транспортуванні біомаси сплавом по воді, вилученні енергії біомаси з води. Метантенки для анаеробного бродіння описані в [1, 2] мають великий робочий резервуар, побудники подачі, мішалки, радіатори підігріву. Резервуари виконуються з конструктивних сталей. Резер3 вуар повинен утримувати 300-500 м стоків, розбавлених водою. Поставлені задачі вирішує даний винахід. 1. Це досягнуто тим, що мікроводорості, вищі водорості і водні рослини у місцях високої концентрації збирають, подрібнюють, обезводнюють до консистенції пасти і зберігають у контейнерах, силосують і контейнерами сплавляють до метантенка, біомасу перевантажують у метантенк, гріють до 60 °C, перемішують, анаеробно метановими бактеріями зброджують, біогаз виводять для споживання, шлам закачують у контейнер (шламу) і сплавляють для вивантаження у бурти сапропелю. 2. Це досягнуто способом за п. 1 при використанні плавзасобу з шнековим підбирачем біомаси, що подрібнює, обезводнює біомасу до консистенції пасти і подає у контейнери з м’якої плівки, транспортує до метантенка. 3. Це досягнуто застосуванням способу за п. 1 і метантенка, який відрізняється тим, що виконаний у вигляді термоізольованого об’єму, затопленого у воду на глибину незамерзання і обладнаного радіатором підігріву, шнековими побудниками подачі і суміщеною мішалкою для поточного режиму завантаження біомаси, вивантаження шламу у контейнери і перемішування. Наведені креслення розкривають суть винаходу, при цьому: Фіг. 1 - схема збирання біомаси, Фіг. 2 - схема метантенка з контейнерами біомаси і шламу. 94956 4 На Фіг. 1 показані 1 - водойма, 2 - човен, 3 шнековий побудник подачі водоростей у контейнер 5. Шнековий побудник приводиться у рух приводом 4. Зовнішня труба шнека виконана з сіток. Біомаса подрібнюється і збезводнюється. Утворюється паста з вологістю 40 %-50 %. Контейнер 5 виконаний з поліетиленової плівки. Це великий мішок, який допускає волочіння і сплавлення по воді. У контейнері накопичується силосна маса. Підвезений до метантенка контейнер служить об’ємом для кислотного бродіння - розкладу органіки. На Фіг. 2 приведена схема метантенка. Метантенк має контейнер 5 біомаси і контейнер 6 - шламу, закритий, герметизований, теплоізольований об’єм 9 з патрубком 7 біомаси, приєднаний до об’єму 9 через дифузор 10, патрубок шламу 8 з конфузором 11, шнеком 14, приводом шнека 15 і шнеками 12 та 13 у патрубках 7 та 8. В нижній частині зануреного у воду метантенка 9 розміщені радіатор нагріву 16, приєднаний до пульта керування 17. Газовий патрубок 18 введений у метантенк в найвищій точці купола газу і приєднаний до пульта керування. Перекладина 19 загнана у дно і служить для кріплення метантенка і контейнерів на воді. Спосіб і пристрої працюють так. Шнековий підбирач (поз. 3 Фіг. 1) має привод 4, при включенні якого створюється потік води і біомаси через об’єми, що зменшуються. Зовнішня поверхня сітки. Вода витікає. Біомаса концентрується і патрубком, що входить в контейнер 5 подається у контейнер. По заповненню біомасою контейнер замінюється. Так заготовлюється біомаса. Контейнер з біомасою підводиться до метантенка. У контейнер вводиться патрубок 7. До патрубка 8 підводиться порожній контейнер 6 для шламу. Включається привод 15 і через патрубок 7 шнековим побудником подачі в об’єм 9 метантенка закачується біомаса. Вводиться старий мул з метановими бактеріями. Включається радіатор підігріву. Метанове бродіння ведеться у поточному режимі. В початковий період робочий об’єм повністю заповнюється і витісняється повітря. Потім вводиться культура бактерій. Для цього використовують додаткові патрубки, які в подальшій роботі не використовуються і тому на схемах вони не показані. Ріст бактерій призводить до підвищення парціального тиску метану і вуглекислого газу. Утворюються пухирці газу, які розростаються і створюють газовий купол з тиском вище за атмосферний. Із купола газ відкачують у газгольдер, спільний для кількох метантенків. Метантенк має заготовлену масу для роботи протягом року. Метантенк може бути завантажений іншою органічною масою і мулом. Потребує підтвердження доцільності занурення. Метантенк на поверхні має високі перепади температур. Температура термофільного процесу m tMT=60 C. Зовнішня температура змінюється від 30 °C до +30 °C. Сумарна втрата тепла визначається добутком теплопровідності від металу до 2 повітря Ктп=60-120 Вт/м К. 5 Q  FmtKтпt на площу поверхні Fn і перепад температур. 2 При t =100 °C на 1 м втрати досягають 6-12 кВт. У метантенка зануреного у воду немає зимових морозів. Перепад температур становить 50-55 °C, менший у 2 рази. Коефіцієнт теплопередачі залежить від вибору матеріалу. Склопластик при товщині 2 см має коефіцієнт теплопередачі 2 Ксп=1-0,1 вт/м °C. Отже термоізоляція дозволяє створити кращі температурні умови для метантенка зануреного у воду. Поверхня, через яку іде теплопередача, обернено пропорційна лінійним розмірам метантенка. Позначимо їх через L, В, Н, V. На одиницю об’єму формою паралелепіпеда маємо F  1 1 1  2    V H B L F 6  . Збільшення робочого об’єму V L метантенка призводить до зменшення втрат тепла і здешевлення всього метантенка. Для куба 94956 6 Влітку метантенк підігрівається за рахунок енергії сонця. Взимку умови роботи метантенку, зануреного у воду з температурою +4 °C, виявляються сприйнятливими. Переваги даного способу полягають у наявності невичерпних запасів біомаси у воді. Запропонований спосіб не потребує транспортування біомаси з води. Концентрація підвищується у 8-10 разів, підвищується і стабілізується температура. Робочий процес безперервний. Конструкція проста і доступна. Газ, забраний з метантенка, підпадає під дію Кіотського протоколу і може одержати додаткове стимулювання. Використання продуктів цвітіння води оздоровить наші озера, ставки, водойми. Джерела інформації: 1. Городний Н. М., Мельник І. А., Повхан М. Ф. Биоконверсия органических отходов в биодинамическом хозяйстве - Киев: Урожай, 1990, 256 с. 2. Прищеп Л. Г. Учебник сельского электрика. М: Агропромиздат, 1986, 508 с. 7 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 94956 8 Підписне Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601