RU209379U1

RU209379U1 - biogas plant

Info

Publication number: RU209379U1
Application number: RU2021119783U
Authority: RU
Inventors: Баир Цыдыпович Санжимитупов
Original assignee: Баир Цыдыпович Санжимитупов
Priority date: 2021-07-06
Filing date: 2021-07-06
Publication date: 2022-03-15

Abstract

Полезная модель относится к области утилизации и переработки отходов. Предложена биогазовая установка, включающая вертикальный герметичный цилиндрический резервуар, который установлен на опорах и снабжен куполом и косым днищем, установленным под углом 30° относительно горизонтали, в котором установлен патрубок для выгрузки переработанного субстрата, также находящееся в резервуаре перемешивающее устройство приводится в движение от электродвигателя, а на куполе резервуара установлены загрузочный патрубок для подачи перерабатываемой биомассы, датчик давления, патрубок для отвода биогаза, соединенный с трубопроводом выхода биогаза. Цилиндрический резервуар изготовлен из полиэтилена высокого давления, стенки которого выполнены в виде двустенной гофрированной трубы с шагом витков гофры l = 10 мм. Такое конструктивное решение биогазовой установки позволяет уменьшить ее металлоемкость и энергозатратность, и соответственно с уменьшением массы конструкции увеличивается транспортабельность биогазовой установки. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.The utility model relates to the field of waste disposal and recycling. A biogas plant is proposed, including a vertical sealed cylindrical tank, which is mounted on supports and equipped with a dome and an oblique bottom, installed at an angle of 30 ° relative to the horizontal, in which a branch pipe is installed for unloading the processed substrate, the mixing device also located in the tank is driven by an electric motor, and on the dome of the tank there is a loading pipe for supplying processed biomass, a pressure sensor, a pipe for removing biogas connected to the biogas outlet pipeline. The cylindrical tank is made of high-pressure polyethylene, the walls of which are made in the form of a double-walled corrugated pipe with a pitch of corrugation turns l = 10 mm. Such a constructive solution of a biogas plant makes it possible to reduce its metal consumption and energy consumption, and, accordingly, with a decrease in the mass of the structure, the transportability of a biogas plant increases. 2 w.p. f-ly, 1 ill.

Description

Полезная модель относится к области утилизации и переработки отходов и предназначена для анаэробного сбраживания органических отходов с получением биогаза и органических удобрений.The utility model relates to the field of waste disposal and processing and is intended for anaerobic digestion of organic waste to produce biogas and organic fertilizers.

Известен биореактор с мембранным устройством газового питания микроорганизмов, содержащий цилиндрический корпус, крышку, днище, теплообменник, газораспределительное устройство, коллектор метана, трубчатые газопроницаемые полимерные мембраны, патрубки для протока рабочей жидкости и газов, также содержит газораспределительное устройство, которое снабжено направляющими пластинами и диффузором аэрирующего воздуха и выполнено в виде многоканального газлифтного насоса, прокачивающего рабочую жидкость через поверхности труб полимерных газопроницаемых мембран и поверхность теплообменника, выполненного в виде теплообменной рубашки. Биореактор дополнительно содержит аэратор, размещенный в полости диффузора, для ввода атмосферного воздуха в рабочую жидкость в виде мелкодисперсной фракции, коллектор метана снабжен перфорированными отверстиями для свободного протока газожидкостной смеси через газораспределительное устройство, отделитель отходящих газов от жидких продуктов ферментации, выполненный в виде емкости, снабженной датчиком уровня рабочей жидкости и трубопроводом, соединяющим нижнюю часть емкости отделителя с придонной частью биореактора, анализатор отходящих газов СН₄, O₂, CO₂, датчики рН, Т,°С, электронные расходомеры воздуха и двуокиси углерода, регулятор давления метана и контроллер управления ферментационным процессом. (Патент на изобретение RU №2596396 С1. Редикульцев Ю.В., Ширшиков Н.В., Гаврилов А.Б., Уграицкий А.А., Дерябин С.М., Алифанов М.В. Заявка 2015119704/10, 25.05.2015 г. Дата подача заявки:25.05.2015 г.).A known bioreactor with a membrane device for gas supply of microorganisms, containing a cylindrical body, a lid, a bottom, a heat exchanger, a gas distribution device, a methane collector, tubular gas-permeable polymer membranes, nozzles for the flow of working fluid and gases, also contains a gas distribution device, which is equipped with guide plates and an aerating diffuser air and is made in the form of a multi-channel gas-lift pump that pumps the working fluid through the pipe surfaces of polymeric gas-permeable membranes and the surface of the heat exchanger, made in the form of a heat exchange jacket. The bioreactor additionally contains an aerator placed in the diffuser cavity for introducing atmospheric air into the working fluid in the form of a finely dispersed fraction, the methane collector is provided with perforated holes for the free flow of the gas-liquid mixture through the gas distribution device, the off-gas separator from the liquid fermentation products, made in the form of a container equipped with a working fluid level sensor and a pipeline connecting the lower part of the separator tank with the bottom part of the bioreactor, an exhaust gas analyzer for CH ₄ , O ₂ , CO ₂ , pH, T, °С sensors, electronic air and carbon dioxide flow meters, a methane pressure regulator and a control controller fermentation process. (Patent for invention RU No. 2596396 C1. Redikultsev Yu.V., Shirshikov N.V., Gavrilov A.B., Ugraitsky A.A., Deryabin S.M., Alifanov M.V. Application 2015119704/10, 25.05 .2015. Application date: 25.05.2015).

Известный биореактор с мембранным устройством газового питания микроорганизмов имеет недостаточно расширенные функциональные конструктивные характеристики, а именно нет возможности использования технологического оборудования универсально.The well-known bioreactor with a membrane device for gas supply of microorganisms has insufficiently extended functional design characteristics, namely, there is no possibility of using technological equipment universally.

Известна биогазовая установка, включающая герметичный вертикальный цилиндрический резервуар с технологическими патрубками, включающими патрубок для подачи перерабатываемой биомассы, патрубок слива переработанного субстрата, патрубок для отвода биогаза, установленное в резервуаре барботажное перемешивающее устройство, представляющее собой перфорированную трубу в виде вертикальной спирали, отличающаяся тем, что спиралевидная перфорированная труба расположена вдоль стен резервуара и днища, витки которой повторяют форму резервуара и днища, при этом отверстия трубы, расположенные напротив стен резервуара, имеют насадки в виде уголка трубы, конец которого направлен вверх, по центру резервуара установлена вертикальная перфорированная труба диаметром больше, чем диаметр спиралевидной трубы, отверстия вертикальной и спиралевидной труб выполнены в шахматном порядке, нижние концы вертикальной и спиралевидной труб жестко закреплены к стальному цилиндрическому уголку, соединенному с краном подачи биогаза (Патент на изобретение RU2567649 C1. Ямпилов С.С., Друзьянова В.П., Кобякова Е.Н., Дьячковская Л.Н.. Заявка: 2014154346/10, 30.12.2014. Дата подачи 30.12.2014 г.).A biogas plant is known, including a sealed vertical cylindrical tank with process pipes, including a pipe for supplying processed biomass, a pipe for draining the processed substrate, a pipe for removing biogas, a bubbling mixing device installed in the tank, which is a perforated pipe in the form of a vertical spiral, characterized in that a spiral perforated pipe is located along the walls of the tank and the bottom, the coils of which repeat the shape of the tank and the bottom, while the pipe holes located opposite the walls of the tank have nozzles in the form of a pipe corner, the end of which is directed upwards, a vertical perforated pipe with a larger diameter is installed in the center of the tank, than the diameter of the spiral pipe, the holes of the vertical and spiral pipes are made in a checkerboard pattern, the lower ends of the vertical and spiral pipes are rigidly fixed to a steel cylindrical angle connected to a supply valve b Iogas (Patent for invention RU2567649 C1. Yampilov S.S., Druzynova V.P., Kobyakova E.N., Dyachkovskaya L.N. Application: 2014154346/10, 30.12.2014. Date of submission 30.12.2014).

Известная биогазовая установка имеет недостаточно рациональное конструктивное решение, а именно - большие массовые характеристики, и соответственно она менее транспортабельна.The well-known biogas plant has an insufficiently rational design solution, namely, large mass characteristics, and, accordingly, it is less transportable.

Технический результат достигается тем, что биогазовая установка включает вертикальный герметичный цилиндрический резервуар, который установлен на опорах и снабжен куполом и косым днищем, установленным под углом 30° относительно горизонтали. В резервуаре находится перемешивающее устройство, которое приводится в движение от электродвигателя. На куполе резервуара установлены загрузочный патрубок для подачи перерабатываемой биомассы, датчик давления, патрубок для отвода биогаза соединенный с трубопроводом выхода биогаза (на рисунке не указано). В днище резервуара установлен патрубок для выгрузки переработанного субстрата. Причем новым является то, что цилиндрический резервуар изготовлен из полиэтилена высокого давления, стенки которого выполнены в виде двустенной гофрированной трубы с шагом витков гофры l = 10 мм. Стоит отметить, что стенка резервуара в виде двустенной гофрированной трубы выполнена сдвоенной. Также через пространство между внешней стенкой витка гофры и внутренней стенкой гофрированной трубы проходит теплоноситель.The technical result is achieved by the fact that the biogas plant includes a vertical sealed cylindrical tank, which is mounted on supports and equipped with a dome and an oblique bottom set at an angle of 30° relative to the horizontal. In the tank there is a mixing device, which is driven by an electric motor. On the dome of the tank there is a loading pipe for supplying processed biomass, a pressure sensor, a pipe for removing biogas connected to the biogas outlet pipeline (not shown in the figure). At the bottom of the tank there is a branch pipe for unloading the processed substrate. Moreover, what is new is that the cylindrical tank is made of high-pressure polyethylene, the walls of which are made in the form of a double-walled corrugated pipe with a pitch of corrugation turns l = 10 mm. It should be noted that the wall of the reservoir in the form of a double-walled corrugated pipe is made double. Also, a coolant passes through the space between the outer wall of the corrugated coil and the inner wall of the corrugated pipe.

В патентной и научно-технической литературе такой конструкции биогазовой установки нами не обнаружено.We have not found such a design of a biogas plant in the patent and scientific and technical literature.

На фиг. 1 изображена схематично биогазовая установка. Биогазовая установка включает вертикальный герметичный цилиндрический резервуар 1, который установлен на опорах 2 и снабжен куполом 3 и косым днищем 4, установленным под углом 30° относительно горизонтали. В резервуаре 1 находится перемешивающее устройство 5, которое приводится в движение от электродвигателя 6. На куполе 3 резервуара 1 установлены загрузочный патрубок 7 для подачи перерабатываемой биомассы, датчик давления 8, патрубок для отвода биогаза 9, соединенный с трубопроводом выхода биогаза (на рисунке не указано). В днище 4 резервуара 1 установлен патрубок 10 для выгрузки переработанного субстрата. Цилиндрический резервуар 1 изготовлен из полиэтилена высокого давления, стенки 11 которого выполнены в виде двустенной гофрированной трубы 12 с шагом витков гофры l = 10 мм. Стоит отметить, что стенка 11 резервуара 1 в виде двустенной гофрированной трубы выполнена сдвоенной. Также через пространство 13 между внешней стенкой 14 витка гофры 12 и внутренней стенкой 15 гофрированной трубы проходит теплоноситель.In FIG. 1 schematically shows a biogas plant. The biogas plant includes a vertical sealed cylindrical tank 1, which is mounted on supports 2 and equipped with a dome 3 and an oblique bottom 4, installed at an angle of 30° relative to the horizontal. In the tank 1 there is a mixing device 5, which is driven by an electric motor 6. On the dome 3 of the tank 1 there is a loading pipe 7 for supplying processed biomass, a pressure sensor 8, a pipe for removing biogas 9, connected to the biogas outlet pipeline (not shown in the figure). ). In the bottom 4 of the tank 1 there is a branch pipe 10 for unloading the processed substrate. Cylindrical tank 1 is made of high-pressure polyethylene, the walls 11 of which are made in the form of a double-walled corrugated pipe 12 with a corrugation pitch l = 10 mm. It should be noted that the wall 11 of the tank 1 in the form of a double-walled corrugated pipe is doubled. Also, a coolant passes through the space 13 between the outer wall 14 of the corrugation 12 and the inner wall 15 of the corrugated pipe.

Биогазовая установка работает следующим образом.Biogas plant works as follows.

Для создания анаэробности сбраживания в резервуар 1 через загрузочный патрубок 7 заливают воду до верхнего уровня купола 3. Далее часть воды сливают из резервуара 1, так чтобы патрубок 7 оставался частично загруженным в воде. Затем в резервуар 1 через патрубок 7 загружают разжиженный навоз (помет) с влажностью 92-93% до верхнего уровня купола 3. Давление в резервуаре 1 отслеживают при помощи датчика давления 8. Также заполняется теплоносителем межстеночное пространство 13 резервуара 1. После заполнения резервуара 1 субстратом нагретый теплоноситель запускается по межстеночному пространству 13. Температура теплоносителя поддерживается в пределах 36-38°С автоматически. В таком состоянии в резервуаре 1 происходит метановое сбраживание. Получаемый в резервуаре 1 биогаз через патрубок 9 идет в газгольдер. Для обеспечения равномерной температуры внутри резервуара 1, обеспечения питательными веществами метанообразующих бактерий, предотвращения осадочного материала и корки, которая препятствует выходу биогаза, каждый день в течение 10-15 мин запускают перемешивающее устройство 5. Выгрузку переработанных отходов осуществляют периодически через патрубок 10.To create anaerobic fermentation, water is poured into the tank 1 through the loading pipe 7 to the upper level of the dome 3. Then part of the water is drained from the tank 1 so that the pipe 7 remains partially loaded in water. Then, liquefied manure (litter) with a humidity of 92-93% is loaded into the tank 1 through the pipe 7 to the upper level of the dome 3. The pressure in the tank 1 is monitored using a pressure sensor 8. The interwall space 13 of the tank 1 is also filled with coolant. After filling the tank 1 with the substrate the heated coolant is launched through the interwall space 13. The temperature of the coolant is maintained within 36-38°C automatically. In this state, methane fermentation occurs in tank 1. The biogas obtained in the tank 1 goes through the branch pipe 9 to the gas tank. To ensure a uniform temperature inside the tank 1, to provide nutrients for methane-forming bacteria, to prevent sedimentary material and a crust that prevents the release of biogas, a stirrer 5 is started every day for 10-15 minutes. The processed waste is unloaded periodically through the branch pipe 10.

Такое конструктивное решение биогазовой установки позволяет уменьшить ее металлоемкость и энергозатратность, и соответственно с уменьшением массы конструкции увеличивается транспортабельность биогазовой установки.Such a constructive solution of a biogas plant makes it possible to reduce its metal consumption and energy consumption, and, accordingly, with a decrease in the mass of the structure, the transportability of a biogas plant increases.

Claims

1. Biogas plant, including a vertical sealed cylindrical tank, which is mounted on supports and equipped with a dome and an oblique bottom set at an angle of 30 ° relative to the horizontal, in which a branch pipe is installed for unloading the processed substrate, the mixing device also located in the tank is driven by an electric motor , and on the dome of the tank there is a loading pipe for supplying processed biomass, a pressure sensor, a pipe for removing biogas connected to the biogas outlet pipeline, characterized in that the cylindrical tank is made of high-pressure polyethylene, the walls of which are made in the form of a double-walled corrugated pipe with a pitch of turns corrugations l = 10 mm.

2. Biogas plant according to claim. 1, characterized in that the tank wall in the form of a double-walled corrugated pipe is doubled.

3. Biogas plant according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the coolant passes through the space between the outer wall of the corrugated coil and the inner wall of the corrugated pipe.