Метантенк

Метантенк, що містить циліндричний горизонтальний корпус, закріплений у водяному басейні з можливістю обертання навколо своєї геометричної осі, патрубки для відводу біогазу, який відрізняється тим, що на торцях метантенка встановлені по осі консольні труби, що одночасно є горловинами для завантаження та вивантаження органічної маси, в корпусі метантенка встановлено суцільну радіальну повздовжню перегородку з вирізами під патрубки для відводу біогазу, а сам корпус розділений поперечними нерухомими перегородками на камери попереднього, основного та залишкового зброджування, причому поперечна перегородка, що відділяє камери попереднього та основного зброджування, має центральний переливний отвір, а та, що відділяє камери основного та залишкового зброджування - периферійний. Винахід відноситься до сільського господарства і може бути використаний у складі біогазових установок для виробництва біогазу та органічних добрив із рідкого гною та посліду. Відомо пристрій для анаеробного бродіння органічної маси, який містить циліндричний корпус, розміщений на осі вал із перемішуючими лопатями, які виконані у вигляді дуг, обернених випуклою стороною в напрямку обертання та закріплені на валі у верхній та нижній частинах корпуса, стержневий перевстановлений у нижній частині вала, де знаходиться нижній осьовий вихідний патрубок, а також верхній вхідний патрубок для подачі маси [А.с. 785231 СССР. МКИ3 С 02F11/04. Устройство для анаэробного сбраживания органической массы / В.А. Зуев, А.А. Ковалев, В.М. Шрамков, В.П. Лосяков, П.И. Гиднев (СССР) - №2571722/2926; Заявлено 20.01.78; Опубл. 07.12.80, Бюл. №45 // Открытия. Изобретения. - 1980. - №45]. Недоліком цього метантенка є відсутність перемішування, утворених під час бродіння верхнього, середнього та нижнього шарів із різною щільністю та фізико-механічним складом, що призводить до накопичення в реакторі продуктів метаболізму та припинення газоутворення. Відомо метантенк, що містить циліндричний корпус із конічними дном та кришкою, в якому знаходяться камера бродіння з конічним дном та камера ущільнення маси, трубопроводи для подачі маси, відводу води, осаду та біогазу [А.с. 791652 СССР. МКИ3 С02F11/04. Метантенк / С.Г. Кучеренко, А.И. Салюк (СССР) - №2701391/29-26; Заявлено 25.12.78; Опубл. 30.12.80, Бюл. №48 // Открытия. Изобретения. - 1980. - №48]. В цьому метантенку також не вирішено питання перемішування розшарованої маси, крім того, із метантенка видаляється верхня плаваюча частина маси насичена жирами, які є суттєвим джерелом для утворення біогазу. Аналогічні недоліки має метантенк, що містить герметичний циліндричний корпус із конічними дном та кришкою, трубопровід для подачі маси, який встановлений співвісно корпусу і забезпечує подачу маси в нижню частину корпуса, а також трубопроводи для відводу води, осаду та біогазу 3 [А.с. 947089 СССР. МКИ С02F 11/04. Метантенк / Г.А. Никитин, А.И. Салюк (СССР) - №2969651/2326; Заявлено 08.08.80; Опубл. 30.07.82, Бюл. №28 // Открытия. Изобретения. - 1982. - №28]. Відомий метантенк, що містить циліндричний корпус із конічними дном та кришкою, в якому знаходяться перемішувальний пристрій, що забезпе (19) UA (11) 74718 (13) C2 (21) 20040503534 (22) 12.05.2004 (24) 16.01.2006 (46) 16.01.2006, Бюл. № 1, 2006 р. (72) Голуб Геннадій Анатолійович, Рубан Борис Олександрович, Дубровіна Ольга Валеріївна (73) Голуб Геннадій Анатолійович, Рубан Борис Олександрович, Дубровіна Ольга Валеріївна (56) UA 21889, C2, C02F11/04,1998 UA 13541, C02F11/04, 3/28, 1997 SU 1701651, A1, C02F11/04, 3/28, 1991 UA 9117, C02F11/04, 1996 SU 1198026, А, C02F11/04, 3/28, 1985 SU 1451103, A1, C02F11/04, 3/28, C12M1/02, 1989 FR 2772641, B01J19/28, 1999 US 5159694, C12M1/10,1992 RU 2234468, C1, C02F3/28, 11/04, 2004 3 74718 4 чує забір маси в нижніх шарах метантенка, прохоУстройство для анаэробной обработки сточных дження її по трубопроводу, встановленому співвівод и осадка / В.А. Яблонский, Е.П. Колесник, сно корпусу, та подачу у верхню частину корпуса, А.Г. Кириченко (СССР) - №3775690/23-26; Заявлеа також трубопроводи для подачі маси, відводу но 25.07.84; Опубл. 23.02.86, Бюл. №7 // Открытия. води, осаду та біогазу [А.с. 971828 СССР. МКИ3 Изобретения. - 1986. - №7]. Камери кислого та С02F11/04. Метантенк / В.В. Найденко, Ю.Ф. Колеметанового бродіння обладнані вертикальними сов (СССР) - №3274245/23-26; Заявлено 08.04.81; валами із закріпленими на них протилежно нахиОпубл. 07.11.82, Бюл. №41 // Открытия. Изобретеленими дисками. Даний пристрій також забезпечує ния. - 1982. - №41]. В цьому метантенку забезпепослідовне переміщення маси по мірі бродіння, чується надходження маси з центральної частини виключає можливість виходу з метантенка свіжої нижніх шарів та її змішування з центральною часмаси, що поступає на бродіння та забезпечує одтиною верхніх шарів, однак надходження плаваюноразове перемішування маси розшарованої по чої частина маси в нижню частину корпуса не зависоті корпуса. Недоліком даного пристрою є те, безпечено, що призводить до її постійного що при метановому бродінні гною та посліду, ненакопичення. достатньо одноразового перемішування біомаси В метантенку, що містить циліндричний резерпо висоті, так як це не усуває її подальшого розвуар, трубопровід для підводу та відводу рідкого шарування, а використання послідовно встановгною, газовий ковпак із закріпленими на ньому лених пристроїв даної конструкції призводить до роликами, що забезпечують можливість перемізбільшення металомісткості біогазової установки. щення ковпака у вертикальному напрямку, причоВідомо також пристрій для анаеробного брому по периметру нижньої частини ковпака закріпдіння органічної маси, що має циліндричний корлено ряд лопаток встановлених під кутом до пус із плаваючим перекриттям та пристроєм для горизонтальної осі, що забезпечують перемішуперемішування маси, виконаним у вигляді вала з вання маси під час бродіння при переміщенні ковлопатками розміщеного по осі корпуса та прикріппака у вертикальному напрямку [А.с. 1161488 леного до верхньої частини перекриття [А.с. СССР. МКИ4 С02F11/04. Метантенк / У.Є. Виестур, 1212981 СССР. МКИ4 С02F11/04. Устройство для В.В. Крикис, В.Д. Прокопенко, А.А. Аделе, анаеробного сбраживания органической массы / B.C. Дубровський (СССР) - №3662403/23-26; ЗаяО.Б. Бердыев, Н.Г. Ковалев, Ч.Д. Бекдурдыев, влено 14.11.83; Опубл. 15.06.85, Бюл. №22 // ОткС.Д. Дурдыбаев, Б.Д. Таїров, В.М. Шрамков рытия. Изобретения. - 1985. - №22]. Завдяки закрі(СССР) - №3775690/23-26; Заявлено 25.07.84; пленню на лопатках волокнистого матеріалу Опубл. 23.02.86, Бюл. №7 // Открытия. Изобретезабезпечується адсорбція метанових бактерій, але ния. - 1986. - №7]. Перемішування маси в реакторі аналогічно до вище приведеного, даний метантенк відбувається за рахунок обертання вала з лопатне забезпечує надходження маси з нижніх шарів у ками та переміщення плаваючого перекриття. Даверхні та надходження плаваючої частина маси в ний пристрій не забезпечує послідовного перемінижню частину корпуса, що призводить до накопищення маси по мірі бродіння, не виключає чення осаду і плаваючої маси та необхідності пеможливості виходу з метантенка свіжої маси, що ріодично зупиняти та спорожнювати метантенк. поступає на бродіння та не забезпечує перемішуПристрій для виробництва біогазу [А.с. вання маси, розшарованої по висоті реактора. 1198026 СССР. МКИ4 С02F11/04, 3/28. Установка В пристрої для анаеробного бродіння стічних для производства биогаза / В. Яр, Э-К. Пинтернавод та осаду в корпусі встановлено перемішувагел, X. Кѐбке, X. Мюллер (ГДР) - №7772246/23-26; льний пристрій, виконаний у вигляді двох паралеЗаявлено 27.02.81; Опубл. 15.12.85, Бюл. №46 // льних, горизонтально розміщених та відкритих із Открытия. Изобретения. - 1985. - №46] має теплоіторців циліндрів. По зовнішній поверхні циліндрів зольований, циліндричний, розміщений горизонтавстановлені лопатки, а по внутрішній - спіральна льно резервуар для бродіння біомаси, причому стрічка. Обертання лопаток забезпечується за резервуар розділено на камери попереднього, рахунок напірного потоку маси, що подається на основного та заключного бродіння за допомогою бродіння, при цьому циліндри обертаються та зарухомих перегородок, що не перекривають всього безпечують розбивання корки, що утворюється на поперечного перерізу резервуара, а за рахунок поверхні та перемішують оброблювану масу, що руху газового пузиря, переміщуються та забезпеобробляється [А.с. 1255589 СССР. МКИ4 чують переміщування маси. Даний пристрій забезС02F11/04. Устройство для анаэробного сбражипечує послідовне переміщення маси по мірі брования сточных вод и осадка / В.А. Яблонский, діння, виключає можливість виходу з метантенка Е.П. Колесник, А.Г. Кириченко (СССР) свіжої маси, що поступає на бродіння, але не ви№3863426/23-26; Заявлено 04.03.85; Опубл. рішує питання перемішування маси розшарованої 07.09.86, Бюл. №33 // Открытия. Изобретения. по висоті резервуара. 1986. - №33]. Даний пристрій має недоліки харакВ пристрої для анаеробної обробки стічних терні для попереднього пристрою, забезпечує певод та осаду корпус розділено на камери кислого ремішування тільки верхніх шарів маси, а тому та метанового бродіння, між якими, за допомогою може працювати тільки в циклічному режимі. перегородок утворено проміжну камеру з вертикаУ метантенку, що містить циліндричний корльно встановленим шнеком. Причому, маса з нижпус, трубопровід для підводу та відводу рідкого ньої частини камери кислого бродіння надходить у гною, газовий ковпак, закріплений з можливістю проміжну камеру, піднімається за допомогою шнепереміщення у вертикальному напрямку, причому ка і надходить у верхню частину камери метановопо периметру нижньої частини ковпака закріплено го бродіння [А.с. 1212982 СССР. МКИ4 С02F11/04. ряд лопаток, виконаних радіальними, встановле 5 74718 6 них під кутом до горизонтальної осі та по гвинтовій вання маси. Органічна маса надходить у сферичлінії, що забезпечують перемішування маси під ний реактор по центральному порожнистому цилічас бродіння при переміщенні ковпака у вертикандру, де переміщується завдяки роботі насосу, що льному напрямку [А.с. 1308568 СССР. МКИ4 забирає масу в нижній частині сфери та подає її в С02F11/04. Метантенк / А.В. Куралесин, В.Е. Троцентр сфери, та наявності лопатей, якими маса янин, В.И. Уметский, Ю.А. Павлов (СССР) турбулізується завдяки обертанню сфери навколо №3994025/31-26; Заявлено 23.12.85; Опубл. своєї осі за допомогою приводного двигуна. Збро07.05.87, Бюл. №17 // Открытия. Изобретения. джена маса відводиться через регуляційний пат1987. - №17]. Даний метантенк не забезпечує надрубок, що забезпечує відповідний рівень маси в ходження маси з нижніх шарів у верхні та надхореакторі. Біогаз, що утворюється відбирається із дження плаваючої частина маси в нижню частину верхньої частини сферичного реактора [А.с. корпуса, що призводить до їх накопичення та не1606468 СССР. МКИ5 С02F11/04. Установка для обхідності періодично зупиняти та спорожнювати получения биогаза / Ш.Ж. Имомов, С.П. Рудобашметантенк. та, А.Г. Пузанков, Б.Ф. Рахманов, В.И. Бородин Відомо метантенк, що містить циліндричний (СССР) - №4605072/23-26; Заявлено 14.11.88; резервуар, газовий ковпак, занурений у кільцеву Опубл. 15.11.90, Бюл. №42 // Открытия. Изобретеємність, заповнену водою, причому всередині рения. - 1990. - №42]. Завдяки наявності обертальнозервуара розміщений гвинт із лопатями, який приго руху сфери та роботи насосу, що перекачує кріплений до газового ковпака. У процесі бродіння зброджувану масу забезпечується інтенсивне її газовий ковпак піднімається та опускається, приперемішування, однак для обертання сферичного чому поступальний рух ковпака перетворюється метантенка з невеликою частотою обертання нена обертальний рух лопатей, які у свою чергу пеобхідно мати привідну станцію з значною металоремішують збуджувану масу, одночасно перемімісткістю. Крім того, плаваюча частина маси під щуючись по висоті резервуара [А.с. 1500630 час зброджування весь час залишається на повеСССР. МКИ4 С02F11/04. Ферментатор-газгольдер рхні реактора та протидіє інтенсивному відведендля производства биогаза из навозной жижи / Б. ню біогазу. Балкули, Р. Байрамов, К. Колов, И.Р. Юферов, Відомо метантенк, що розділений трьома поК.Х. Гуламов, Я. Ахмедов, М. Чопанов, А. Кашанов перечними та однією повздовжньою перегородка(СССР) - №4338397/31-26; Заявлено 30.10.87; ми на секції й оснащено сифоном двохсторонньої Опубл. 15.08.89, Бюл. №30 // Открытия. Изобретедії, що забезпечує поперемінне переливання органия. - 1989. - №30]. Даний метантенк не забезпенічної маси з нижньої зони першої секції у верхню чує надходження маси з нижніх шарів у верхні та другої і навпаки, переливання з нижньої зони друнадходження плаваючої частина маси в нижню гої секції у верхню першої за рахунок регулювання частину корпуса, що призводить до їх накопичення тиску газу [А.с. 1623984 СССР. МКИ5 С02F11/04. та необхідності періодично зупиняти та спорожнюМетантенк / А.А. Ковалев, В.П. Лосяков (СССР) вати метантенк. №4646106/26; Заявлено 02.02.89; Опубл. 30.01.91, Відомо реактор для зброджування відходів, Бюл. №4 // Открытия. Изобретения. - 1991. - №4]. що містить горизонтальний циліндричний резерДаний метантенк забезпечує ефективне перемівуар із патрубками для подачі й відводу відходів шування верхньої плаваючої частина маси тільки та відводу біогазу, причому в резервуарі встановв зоні, що примикає до повздовжньої перегородки. лено перемішуючий пристрій у вигляді двох переНа деякій відстані від перегородки накопичення городок, що розділяють резервуар на центральний верхньої плаваючої частини маси не усувається, відсік та два периферійних, а на перегородках защо призводить до її накопичення та необхідності кріплені під кутом направляючі ребра. Біогаз, що періодично зупиняти та спорожнювати метантенк. утворюється відбирається з центрального відсіку, Найбільш близьким до пропонованого є метапри цьому тиск у ньому падає, а рівень маси піднінтенк, який має циліндричний горизонтальний кормається. У подальшому, тиск газу та рівень маси у пус із горловиною для завантаження й вивантавідсіках вирівнюється та завдяки наявності напраження органічної маси та патрубком для відводу вляючих ребер маса у верхній частині реактора біогазу. Для активації анаеробного розкладу оргаперемішується [А.с. 1451103 СССР. МКИ4 С02F нічної маси в корпусі метантенка маються радіа11/04. Реактор для анаеробного сбраживания отльні повздовжні ребра, а сам корпус встановлений ходов / Л.М. Ягудин, A.M. Леховицер, Ю.Н. Алляу водяному басейні з можливістю обертання нанов, А.В. Ларкин (СССР) - №4132599/30-13; Заяввколо своєї геометричної осі, причому утримання лено 30.06.86; Опубл. 15.01.89, Бюл. №2 // заданої температури зброджуваної маси здійснюОткрытия. Изобретения. - 1989. - №2]. Даний меється за рахунок підігріву води [Патент 21889 тантенк також не забезпечує надходження маси з Україна. МКИ6 С02F11/04. Спосіб переробки віднижніх шарів у верхні та надходження плаваючої ходів / Стюарт Е. Еріксон (США) - №93101337; Зачастина маси в нижню частину корпуса, що призявлено 27.07.93; Опубл. 30.04.98, Бюл. №2 // Проводить до їх накопичення та необхідності періодимислова власність. Офіційний бюлетень. - 1998. чно зупиняти та спорожнювати метантенк. №2]. Відомо пристрій для отримання біогазу, в якоЦей метантенк має можливість зброджувати му реактор виконаний у вигляді сфери, що оберорганічну масу, яка в нього завантажується, з дотається на нерухомому центральному порожнисбавкою анаеробного інокулянта, до заданого рівтому циліндрі, в якому прокладені комунікації для ня, після чого зброджену масу повністю видаляють забезпечення роботи реактора. На зовнішній поіз метантенка, таким чином забезпечується його верхні циліндра закріплені лопаті для перемішуробота в періодичному режимі. Безперервність 7 74718 8 отримання біогазу забезпечується роботою кількох водяному басейні 2 із можливістю обертання наметантенків, що послідовно завантажуються та в вколо своєї геометричної осі на торцевих консольодин і той же момент часу мають різний рівень них трубах, , встановлених на осі, що одночасно розкладу органічної маси. являються горловинами для завантаження 3 та Задачею винаходу є зменшення матеріаломісвивантаження 4 органічної маси, має патрубки 5 ткості конструкції метантенка та забезпечення для відводу біогазу, а також суцільну радіальну порціонно-послідовного проходження зброджуваповздовжню перегородку 6 із вирізами під патрубної маси через метантенк. ки 5 для відводу біогазу та розділений поперечниПоставлена задача вирішується завдяки тому, ми нерухомими перегородками 7 на камери попещо циліндричний горизонтальний корпус метантереднього 8, основного 9 та заключного 10 нка закріплений у водяному басейні з можливістю зброджування, причому поперечна перегородка 7, обертання навколо своєї геометричної осі на торщо відділяє камери попереднього 8 та основного 9 цевих консольних трубах, встановлених на осі, що зброджування має центральний переливний отвір, одночасно являються горловинами для завантаа та що відділяє камери основного 9 та заключного ження та вивантаження органічної маси та має 10 зброджування - периферійний. Перед центрапатрубки для відводу біогазу, а також суцільну льним переливним отвором в поперечній перегорадіальну повздовжню перегородку з вирізами під родці 7, що відділяє камери попереднього 8 та патрубки для відводу біогазу та розділений неруосновного 9 зброджування встановлена відбійна хомими поперечними перегородками на камери пластина 11, що перешкоджає перетоку маси, яка попереднього, основного та заключного зброджупоступає на зброджування в камеру основного 9 вання, причому поперечна перегородка, що віддізброджування. ляє камери попереднього та основного зброджуПідготовлений до зброджування гній чи птавання, має центральний переливний отвір, а та шиний послід вологістю 92-94% та відповідною що, відділяє камери основного та заключного температурою подається через горловину для зброджування, - периферійний. завантаження З у циліндричний горизонтальний Те, що корпус метантенка закріплений у водякорпус 1, закріплений у теплоізольованому водяному басейні на торцевих консольних трубах, ному басейні 2, де під дією анаеробних мікрооргавстановлених на осі, що одночасно являються нізмів без доступу повітря проходить його біохімічгорловинами для завантаження та вивантаження не перетворення з виділенням біогазу. Через органічної маси, дозволяє забезпечити порціоннозадані проміжки часу частина збродженої маси з послідовне надходження та видалення зброджукамери заключного 10 зброджування видаляється ваної маси в метантенк через горловини для заваз метантенкачерез горловину для вивантаження нтаження та вивантаження. 4. Після цього в метантенк через горловину для Те, що корпус метантенка має суцільну радіазавантаження 3 органічна маса подається у камельну повздовжню перегородку з вирізами під патру попереднього 8 зброджування та одночасно з рубки для відводу біогазу забезпечує відвід біогазу цієї камери, внаслідок підвищення гідравлічного з обох частин метантенка та більш якісне перемірівня, в камеру основного 9 зброджування. В перішування зброджуваної маси порівняно з ребрами, од проходження анаеробного зброджування циліщо мають розрив по осі корпуса метантенка. ндричний горизонтальний корпус 1, за допомогою Те, що корпус метантенка розділений нерухозовнішнього тросового приводу (не показаний), мими поперечними перегородками на камери пообертається навколо своєї геометричної осі на переднього, основного та заключного зброджуванторцевих, встановлених на осі консольних трубах, ня дозволяє забезпечити послідовне проходження що одночасно являються горловинами для заванзброджуваної маси через метантенк та не допустаження 3 та вивантаження 4 органічної маси, для тити прискореного видалення маси, що тільки нанедопущення її розшарування на фракції внаслідійшла в метантенк на зброджування. док дії гравітаційної сили. Біогаз, що виділяється Те, що нерухома поперечна перегородка, що під час зброджування, видаляється окремо з кавідділяє камери попереднього та основного збромери попереднього 8 зброджування та камер осджування має центральний переливний отвір, а та новного 9 та заключного 10 зброджування. З кащо відділяє камери основного та заключного мери попереднього 8 зброджування біогаз зброджування - периферійний, дозволяє отримати направляється на спалювання, а з камер основнодва потоки біогазу - з камери попереднього зброго 9 та заключного 10 зброджування накопичуєтьджування з низьким вмістом метану та з камери ся в газгольдері та використовується як пальне основного та заключного зброджування з високим для двигуна внутрішнього згорання. вмістом метану. Метантенк забезпечує під час роботи порціонНа Фіг.1 приведено схематичне зображення но-послідовне проходження зброджуваної маси загального вигляду метантенка, а на Фіг.2 і 3 його через циліндричний горизонтальний корпус, закріпереріз у вертикальній площині. плений у водяному басейні з можливістю обертанМетантенк включає циліндричний горизонтаня навколо своєї геометричної осі, та дозволяє льний корпус 1, закріплений у теплоізольованому зменшити матеріаломісткість конструкції. 9 Комп’ютерна верстка M. Клюкін 74718 Підписне 10 Тираж 26 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