Спосіб одержання біогазу при виробництві органо-мінеральних добрив

Реферат: Спосіб одержання біогазу при виробництві органо-мінеральних добрив включає подрібнення біомаси рослинного походження, анаеробну переробку подрібненої біомаси рослинного походження, змішаної з відходами життєдіяльності тварин, відкачку утвореного біогазу та використання відпрацьованої біомаси для виробництва органо-мінеральних добрив. Змішування подрібненої біомаси рослинного походження з відходами життєдіяльності тварин здійснюють у першому реакторі-ферментаторі без доступу повітря, причому у першому реакторі-ферментаторі постійно проводять перемішування і підігрів біомаси рослинного походження, змішаної з відходами життєдіяльності тварин. Відкачку утвореного біогазу до ємності і перекачку відпрацьованої частини біомаси рослинного походження, змішаної з відходами життєдіяльності тварин, здійснюють у другий реактор-ферментатор, де здійснюють її відстоювання та залишковий збір біогазу з затухаючого процесу ферментації. Частину біомаси рослинного походження, змішану з відходами життєдіяльності тварин, з другого реактора ферментатора подають до ротаційного пристрою, у якому її подрібнюють, після чого подрібнену біомасу рослинного походження, змішану з відходами життєдіяльності тварин, подають до першого реактора ферментатора. Відпрацьовану охолоджену частину біомаси рослинного походження, змішану з відходами життєдіяльності тварин, відвантажують до реакторанакопичувача, де при температурі 98-110 °С проходить процес її знезаражування, після чого відбувається процес виробництва органо-мінеральних добрив. UA 93834 U (54) СПОСІБ ОДЕРЖАННЯ БІОГАЗУ ПРИ ВИРОБНИЦТВІ ОРГАНО-МІНЕРАЛЬНИХ ДОБРИВ UA 93834 U UA 93834 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузей переробки сільськогосподарської сировини й утилізації органічних відходів агропромислового комплексу і комунального господарства, зокрема до способів виробництва органо-мінеральних добрив та біогазу із субстратів, що мають у своєму складі органічні матеріали або їх відходи. Відомий спосіб одержання органо-мінеральних добрив та біогазу з органічних відходів, що включає подрібнення, анаеробну переробку органічної сировини в два етапи та вивантаження перебродженої маси (Патент України № 66960, дата публікації 25.01.2012, Бюл. № 2, 2012 p.). Недоліки описаного способу полягають у низькій ефективності виділення біогазу, так як спосіб орієнтований на виробництво органо-мінеральних добрив та відсутність енергонезалежності, оскільки не передбачено вузлів, що дозволяють переробляти виділений біогаз в енергію для забезпечення технологічних потреб виробництва біогазу та органомінеральних добрив та відсутність можливості знезаражування відходів без їх обов'язкової переробки у органо-мінеральні добрива. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення способу одержання органомінеральних добрив та біогазу з органічних відходів шляхом підвищення ефективності виділення біогазу за допомогою удосконалення процесу анаеробної переробки та забезпечення енергонезалежності шляхом додавання етапів з використанням вузлів, що дозволяють переробляти виділений біогаз в енергію для забезпечення технологічних потреб виробництва біогазу та органо-мінеральних добрив та додавання можливості знезаражування відходів без їх обов'язкової переробки у органо-мінеральні добрива. Поставлена задача вирішується запропонованим способом одержання біогазу при виробництві органо-мінеральних добрив, що включає подрібнення біомаси рослинного походження, анаеробну переробку подрібненої біомаси рослинного походження, змішаної з відходами життєдіяльності тварин, відкачку утвореного біогазу та використання відпрацьованої біомаси для виробництва органо-мінеральних добрив і, згідно з корисною моделлю, змішування подрібненої біомаси рослинного походження з відходами життєдіяльності тварин здійснюють у першому реакторі-ферментаторі без доступу повітря, причому у першому реакторіферментаторі постійно проводять перемішування і підігрів біомаси рослинного походження, змішаної з відходами життєдіяльності тварин, та відкачку утвореного біогазу до ємності і перекачку відпрацьованої частини біомаси рослинного походження, змішаної з відходами життєдіяльності тварин, у другий реактор-ферментатор, де здійснюють її відстоювання та залишковий збір біогазу з затухаючого процесу ферментації, частину біомаси рослинного походження, змішану з відходами життєдіяльності тварин з другого реактора ферментатора подають до ротаційного пристрою, у якому її подрібнюють, після чого подрібнену біомасу рослинного походження, змішану з відходами життєдіяльності тварин, подають до першого реактора ферментатора, відпрацьовану охолоджену частину біомаси рослинного походження, змішану з відходами життєдіяльності тварин, відвантажують до реактора-накопичувача, де при температурі 98-110 °С проходить процес її знезаражування, після чого відбувається процес виробництва органо-мінеральних добрив. Подрібнення твердих часток біомаси рослинного походження, змішаної з відходами життєдіяльності тварин, відбувається у ротаційному пристрої до розміру 20 мкм та менше. Найкращий результат досягається при розмірі частинок до 5 мкм. Спосіб здійснюється наступним чином. Технологічний процес виробництва біогазу організований таким чином, щоб вихід кінцевого продукту біогазу та його якість була максимально достатньою виходячи з економічної доцільності виробництва. З цією метою складається технологічна карта для здійснення процесу отримання кінцевого продукту. Відповідно до цієї карти складається кількісна та відсоткова пропорція вмісту органічних складових в біосубстраті. Після чого проводиться попередня підготовка компонентів сировини та їх поступове змішування для забезпечення оптимального рівня протікання технологічного процесу. Спосіб виробництва біогазу та весь технологічний процес проходять у суворій відповідності до складеної технологічної карти виробництва, згідно з якою відповідні компоненти біомаси рослинного походження зі складу-сховища доставляються підручними механізмами і завантажуються в дозатор-змішувач, де проходить їх часткове змішування та подрібнення і їх підготовка для подачі в транспортер для переміщення в перший реактор-ферментатор. Підготовка та подача рідкої суспензії з відходів життєдіяльності тварин: гною та сечі, в перший реактор-ферментатор здійснюється спеціальним механізмом, встановленим на спецавтомобілі, причому завантаження біомаси рослинного походження та рідкої суспензії з відходів життєдіяльності тварин у перший реактор-ферментатор відбувається без доступу повітря. Утворений рідкий субстрат біомаси рослинного походження, змішаної з відходами 1 UA 93834 U 5 10 15 20 25 30 35 40 життєдіяльності тварин постійно перемішується у першому реакторі-ферментаторі за допомогою реактивних пристроїв, запобігаючи розділенню на фракції утвореної рідкого субстрату та забезпечуючи дисперсність твердих складових на рівні до 5 мкм. Для постійного протікання процесу ферментації в першому реакторі-ферментаторі на стінках змонтовано теплообмінники, які підігрівають рідкий субстрат та підтримують постійну температуру, необхідну для протікання процесу ферментації в реакторі. Кожну добу в перший реактор-ферментатор надходить 64 тонни рідкого субстрату і відвантажується до збірника-накопичувача також 64 тонни відходів, а у першому реакторіферментаторі знаходиться 5800 тонн субстрату. Завдяки відповідним умовам в першому реакторі-ферментаторі відбувається основний процес отримання більшої частини біогазу, котрий надходить у спеціальну ємність, а відпрацьована частина біомаси рослинного походження змішаної з відходами життєдіяльності тварин надходить до другого реактора-ферментатора для відстоювання, залишкового збору біогазу із затухаючого процесу ферментації. Охололі до відповідної температури токсичні відходи потрапляють до збірниканакопичувача, після чого за допомогою насоса вони подаються в пристрій для їх знезаражування за температури 98-110 °C і збору у відповідну ємність-накопичувач. При необхідності із цієї ємності сировина надходить на спеціальний пристрій органічних добрив з їх подальшим фасуванням. Основний продукт виробництва - біогаз може бути використаний у будь-якій якості, а в даному випадку він використовується як горюча суміш для роботи генератора електричної енергії та виробництва побічної теплової енергії необхідних для роботи комплексу, ферментації та інших процесів виробництва, яке забезпечує до 30 % всіх потреб виробництва. Спосіб одержання біогазу при виробництві органо-мінеральних добрив з органічних відходів може бути здійснений у безперервному режимі, що зменшить витрати часу на процес одержання органо-мінеральних добрив. Характеристики отриманого рідкого органо3 3 мінерального добрива наступні: азот амонійний - 1703,3 мг/дм , залізо - 68,6 мг/дм , фосфати 3 3 3 3 395,3 мг/дм , хлориди - 614,2 мг/дм , сульфати - 160,8 мг/дм , сухий залишок - 12000 мг/дм . Запропонований спосіб ефективний для застосування на підприємствах з великою кількістю органічних відходів. При використанні даного способу час технологічного процесу виробництва біогазу скорочено на 39-43 доби а його собівартість зменшена на 13-15 %. Аналіз результатів показує, що застосування даного способу одержання біогазу при виробництві органо-мінеральних добрив з органічних відходів із їх обробкою ротаційним пристроєм після анаеробної переробки має переваги над відомими способами та сприяє одержанню високоякісного органо-мінерального добрива. Таким чином запропонований спосіб збільшення виходу біогазу, знезаражування токсичних відходів та виробництва органо-мінеральних добрив забезпечує підвищення ефективності виділення біогазу, за допомогою удосконалення процесу анаеробної переробки, забезпечує енергонезалежність шляхом додавання етапів з використанням вузлів, що дозволяють переробляти виділений біогаз в енергію для забезпечення технологічних потреб виробництва біогазу та органо-мінеральних добрив та дозволяє знезаражувати відходи без їх обов'язкової переробки у органо-мінеральні добрива. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 55 60 1. Спосіб одержання біогазу при виробництві органо-мінеральних добрив, що включає подрібнення біомаси рослинного походження, анаеробну переробку подрібненої біомаси рослинного походження, змішаної з відходами життєдіяльності тварин, відкачку утвореного біогазу та використання відпрацьованої біомаси для виробництва органо-мінеральних добрив, який відрізняється тим, що змішування подрібненої біомаси рослинного походження з відходами життєдіяльності тварин здійснюють у першому реакторі-ферментаторі без доступу повітря, причому у першому реакторі-ферментаторі постійно проводять перемішування і підігрів біомаси рослинного походження, змішаної з відходами життєдіяльності тварин, та відкачку утвореного біогазу до ємності і перекачку відпрацьованої частини біомаси рослинного походження, змішаної з відходами життєдіяльності тварин, у другий реактор-ферментатор, де здійснюють її відстоювання та залишковий збір біогазу з затухаючого процесу ферментації, частину біомаси рослинного походження, змішану з відходами життєдіяльності тварин, з другого реактора ферментатора подають до ротаційного пристрою, у якому її подрібнюють, після чого подрібнену біомасу рослинного походження, змішану з відходами життєдіяльності тварин, подають до першого реактора ферментатора, відпрацьовану охолоджену частину біомаси 2 UA 93834 U 5 рослинного походження, змішану з відходами життєдіяльності тварин, відвантажують до реактора-накопичувача, де при температурі 98-110 °С проходить процес її знезаражування, після чого відбувається процес виробництва органо-мінеральних добрив. 2. Спосіб одержання біогазу за п. 1, який відрізняється тим, що подрібнення твердих часток біомаси рослинного походження, змішаної з відходами життєдіяльності тварин, відбувається у ротаційному пристрої до розмірів 20 мкм та менше. Комп’ютерна верстка С. Чулій Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3