Гідрогравітаційний метантенк

Реферат: Винахід належить до складу біогазових установок для виробництва біогазу та органічних добрив із рідкого гною та посліду. Гідрогравітаційний метантенк містить вертикальний циліндричний корпус 1, розділений похилими площинами 2 на верхній 3, нижній 4 та декількох середніх 5 ярусів. Верхній 3 та кожен середній 5 яруси вертикального циліндричного корпусу 1 розділені вертикальними радіальними перегородками 6 на окремі камери зброджування 7, які з'єднані між собою відрізками труб 8 для відводу біогазу, та переливними трубами 9 із перепускними кранами 10. По осі вертикального циліндричного корпуса 1 розміщено трубу 11, в якій змонтовано труби 12 для прокачування теплоносія, та трубопровід 13 для подачі біомаси через розподільчий колектор 14 до камер зброджування 7 верхнього 3 ярусу вертикального циліндричного корпусу 1. У нижньому 4 ярусі вертикального циліндричного корпусу 1 встановлено насос для перекачування біомаси 15 та патрубки для підводу 16 і відводу 17 теплоносія, а також патрубки з кранами для підводу 18 біомаси на зброджування і відводу 19 збродженої біомаси. Камери зброджування 7 верхнього 3 ярусу з'єднані між собою у верхній частині, де розміщено патрубок 20 для відводу біогазу. Гідрогравітаційний метантенк забезпечує під час роботи порціонно-послідовне проходження зброджуваної маси через циліндричний горизонтальний корпус, дозволяє зменшити матеріаломісткість конструкції та витрати енергії на підтримання температури зароджуваної біомаси. UA 103843 C2 (12) UA 103843 C2 UA 103843 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить 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 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 C02F11/04. 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]. 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. Найбільш близьким до пропонованого є метантенк, що містить циліндричний корпус, патрубки для завантаження та вивантаження органічної біомаси, а також відводу біогазу, причому циліндричний корпус метантенка розділений нерухомими перегородками на камери 6 зброджування з переливними отворами [Патент 74718 Україна. МКИ С 02 F 11/04. Метантенк / Г.А. Голуб, Б.О. Рубан, О.В. Дубровіна (Україна) - № 20040503534; Заявлено 12.05.04; Опубл. 16.01.06, Бюл. № 1 // Промислова власність. Офіційний бюлетень.-2006. - № 1]. Цей метантенк забезпечує під час роботи порціонно-послідовне проходження зброджуваної маси через циліндричний корпус, однак не виключає можливості попадання зброджуваної маси після проходження камери попереднього зброджування безпосередньо в камеру залишкового зброджування з коротким часом знаходження в камері основного зброджування. Задачею винаходу є забезпечення порціонно-послідовного проходження зброджуваної маси через метантенк, зменшення металомісткості та витрат енергії на підтримання температури зароджуваної біомаси. Поставлена задача вирішується завдяки тому, що гідрогравітаційний метантенк містить вертикальний циліндричний корпус, патрубки для завантаження та вивантаження органічної біомаси, а також відводу біогазу, та окремі камери зброджування, з'єднані між собою переливними трубами із перепускними кранами, причому окремі камери зброджування утворені похилими площинами, які розділяють вертикальний циліндричний корпус на верхній, нижній та декілька середніх ярусів, та радіальними перегородками, встановленими у верхньому та кожному середньому ярусі, крім того, камери зброджування з'єднані між собою відрізками труб для відводу біогазу, а по осі вертикального циліндричного корпуса розміщено трубу, в якій змонтовано труби для прокачування теплоносія, та трубопровід для подачі біомаси через розподільчий колектор до камер зброджування верхнього ярусу вертикального циліндричного корпусу, крім того, насос для перекачування біомаси та патрубки для підводу і відводу теплоносія, а також патрубки з кранами для підводу біомаси на зброджування і відводу збродженої біомаси встановлено у нижньому ярусі вертикального циліндричного корпусу, а патрубок для відводу біогазу розміщено у верхній частині, де камери зброджування верхнього ярусу з'єднані між собою. Завдяки тому, що окремі камери зброджування утворені похилими площинами, які розділяють вертикальний циліндричний корпус на верхній, нижній та декілька середніх ярусів та радіальними перегородками, встановленими у верхньому та кожному середньому ярусі, по осі вертикального циліндричного корпуса розміщено трубу, в якій змонтовано трубопровід для подачі біомаси через розподільчий колектор до камер зброджування верхнього ярусу, а насос для перекачки біомаси, патрубки з кранами для підводу біомаси на зброджування і відводу збродженої біомаси встановлено у нижньому ярусі вертикального циліндричного корпусу, дозволяє забезпечити порціонно-послідовне проходження зброджуваної маси через метантенк. Завдяки тому, що камери зброджування з'єднані між собою відрізками труб для відводу біогазу, а патрубок для відводу біогазу розміщено у верхній частині, де камери зброджування верхнього ярусу з'єднані між собою, дозволяє забезпечити одночасне відведення біогазу із всіх камер зброджування. Завдяки тому, що труби для прокачування теплоносія змонтовано в трубі, що встановлена по осі вертикального циліндричного корпуса, а в нижньому ярусі вертикального циліндричного корпусу встановлено патрубки для підводу і відводу теплоносія, дозволяє забезпечити підтримання температури зароджуваної біомаси з мінімальними втратами енергії. На фіг. 1 схематично зображено анаеробний гідрогравітаційний метантенк у вертикальному розрізі. На фіг. 2 та 3 зображено горизонтальні перерізи гідрогравітаційного метантенка у площинах А-А та Б-Б. Гідрогравітаційний метантенк містить вертикальний циліндричний корпус 1, розділений похилими площинами 2 на верхній 3, нижній 4 та декілька середніх 5 ярусів. Верхній 3 та кожен середній 5 яруси вертикального циліндричного корпусу 1 розділені вертикальними радіальними 1 UA 103843 C2 5 10 15 20 25 перегородками 6 на окремі камери зброджування 7, які з'єднані між собою відрізками труб 8 для відводу біогазу та переливними трубами 9 із перепускними кранами 10. По осі вертикального циліндричного корпуса 1 розміщено трубу 11, в якій змонтовано труби 12 для прокачування теплоносія, та трубопровід 13 для подачі біомаси через розподільчий колектор 14 до камер зброджування 7 верхнього 3 ярусу вертикального циліндричного корпусу 1. У нижньому 4 ярусі вертикального циліндричного корпусу 1 встановлено насос для перекачування біомаси 15 та патрубки для підводу 16 і відводу 17 теплоносія, а також патрубки з кранами для підводу 18 біомаси на зброджування і відводу 19 збродженої біомаси. Камери зброджування 7 верхнього 3 ярусу з'єднані між собою у верхній частині, де розміщено патрубок 20 для відводу біогазу. Гідрогравітаційний метантенк працює наступним чином: підготовлена біомаса після аеробної підготовки, з вологістю від 90 до 95 %, надходить до нижнього ярусу 4 вертикального циліндричного корпусу 1 через патрубок 18. Після цього вона подається насосом для перекачування біомаси 15 по трубопроводу 13 в розподільчий колектор 14 у першу визначену камеру зброджування 7 верхнього 3 ярусу вертикального циліндричного корпусу 1. У подальшому, рідка біомаса під дією гравітаційних сил перетікає послідовно через переливні труби 9 до розміщених під нею камер зброджування 7 середніх 5 ярусів, досягаючи нижнього 4 ярусу вертикального циліндричного корпусу 1, звідки перекачується насосом для перекачування біомаси 15 по трубопроводу 13 та через розподільчий колектор 14 до сусідньої з першою визначеною камерою зброджування 7 верхнього 3 ярусу вертикального циліндричного корпусу 1. Цей процес продовжується до повного заповнення камер зброджування 7. Зброджена біомаса, яка пройшла через всі камери зброджування 7 видаляється із нижнього ярусу 4 вертикального циліндричного корпусу 1 через патрубок 19. Біогаз, що утворюється під час бродіння біомаси, по відрізках труб 8 для відводу біогазу, надходить до верхніх камер зброджування 7 верхнього 3 ярусу і через патрубок 20 для відводу біогазу надходить у газгольдер (не показаний) для зберігання біогазу. Гідрогравітаційний метантенк забезпечує під час роботи порціонно-послідовне проходження зброджуваної маси через циліндричний горизонтальний корпус, дозволяє зменшити матеріаломісткість конструкції та витрати енергії на підтримання температури зароджуваної біомаси. 30 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 3540 45 Гідрогравітаційний метантенк, який містить вертикальний циліндричний корпус, патрубки для завантаження та вивантаження органічної біомаси, а також відводу біогазу та окремі камери зброджування, з'єднані між собою переливними трубами із перепускними кранами, який відрізняється тим, що окремі камери зброджування, що з'єднані між собою переливними трубами із перепускними кранами, утворені похилими площинами, які розділяють вертикальний циліндричний корпус на верхній, нижній та декілька середніх ярусів, та радіальними перегородками, встановленими у верхньому та кожному середньому ярусі, крім того, камери зброджування з'єднані між собою відрізками труб для відводу біогазу, а по осі вертикального циліндричного корпусу розміщено трубу, в якій змонтовано труби для прокачування теплоносія, та трубопровід для подачі біомаси через розподільчий колектор до камер зброджування верхнього ярусу вертикального циліндричного корпусу, крім того, насос для перекачування біомаси та патрубки для підводу і відводу теплоносія, а також патрубки з кранами для підводу біомаси на зброджування і відводу збродженої біомаси встановлено у нижньому ярусі вертикального циліндричного корпусу, а патрубок для відводу біогазу розміщено у верхній частині, де камери зброджування верхнього ярусу з'єднані між собою. 2 UA 103843 C2 3 UA 103843 C2 Комп’ютерна верстка І. Скворцова 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 4