Установка для анаэробной обработки биомассы

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 699961 А 1 02 Р 3/28, 11/ ИЕ ИЗОБРЕТ Я И К АВТ анаэ обной ГОСУДАР СТВЕ ННЫ Й КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный научно-исследовательскийинститут электрификации сельского хозяйства(54) УСТАНОВКА ДЛЯ АНАЭРОБНОЙ ОБРАБОТКИ БИОМАССЪ(57) Изобретение относится к переработкеотходов сельскохозяйственного производства, Целью изобретения является повышение степени распада органическоговещества за счет улучшения условий протеИзобретение относится к р обработке биомассы.Цель изобретения - повышение степени распада биомассы за счет улучшения условий протекания процесса ферментации.На фиг, 1 изображена предлагаемая установка в процессе перетекания биомассы иэ нижней камеры в верхнюю, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, в процессе перетекания биомассы из верхней камеры в нижнюю, продольный разрез; на фиг. 3 - мешалка, продольный разрез; на фиг. 4 - разрез А - А на фиг. 3; на фиг,5 - разрез Б - Б на фиг. 4. кания процесса ферментации в реакторе., Установка содержит две рабочие камеры, разделенные между собой горизонтальной перегородкой на нижнюю и верхнюю. По оси установлен трубопровод, сообщающий верхнюю и нижнюю рабочие камеры, В установке имеются также трубопроводы для загрузки и выгрузки биомассы, трубопроводы для отвода биогаза из обеих камер. Верхняя камеры выполнена расширенной. Установка имеет мешалку с наклонными лопастями для дополнительного перемешивания и разрушения плавающей корки. Мешалка расположена в нижней рабочей камере и приводится в движение под действием потоков биомассы, образующихся за счет выравнивания давления в нижней и верхней камерах. 5 ил. Установка для анаэробной биомассы со- сО держит корпус 1, разделенный конусной пе- (, регородкой 2 на нижнюю и верхнюю камеры 3 и 4, сообщающиеся через напорный трубопровод 5, на котором установлена механическая мешалка 6. Установка включает а трубопровод 7 для загрузки биомассы, газопровод 8 с распылителями 9, газопровод 10, выгрузное окно 11, трубопровод для выгрузки обработанной биомассы с гидрозатвором 12, выгруэную емкость 13 с тупиковым отводом 14, реле давления 15, соединительный кабель 16, электроприводные вентили 17 и 18 и ограничители 19 для мешалки 6.В установке величина площади поперечного сечения О верхней камеры реактора превосходит величину площадипоперечного сечения б нижней камеры, а ихзначения выбираются, исходя из соотношения 1 Ой 5. Пределы соотношения1 О/б 5 выбраны, исходя из следующихусловий:нижний предел - исходя из условияОб, имеет О/б 1, следовательно, нижний,предел больше 1;верхний предел - исходя из условия ограничения материалоемкости реакторапринимает верхний предел соотношенияОй равным 5, следовательно 1 О/б 5.При одинаковом значении высоты столба жидкости ее обьем в верхней камеребудет больше обьема в нижней камере, а засчет этого при сохранении объема перете кающей биомассы из нижней камеры в вер хнюю уменьшается общая высота водяногостолба, которую необходимо преодолеть доначала выгрузки обработанной биомассы иэверхней камеры, вследствие чего в нижнейкамере снижается давление, что оказываетблаготворное влияние на симбиоз микроорганизмов, принимающих участие в разлокении органического вещества биомассы иобразовании биогаза.Установка работает следующим образом,Через загрузочный трубопровод 7 (см.фиг. 1) в нижнюю рабочую камеру 3 подаетсяпорция свежей биомассы. В исходном состоянии уровень зеркала конверсируемой биомассы находится выше механическоймешалки 6, но ниже окна для отвода газагазопровода 8 с распылителями 9. Электроприводные вентили 17 и 18 заперты,По мере выделения биогаза в нижнейрабочей камере 3 увеличивается давление,под действием которого биомасса начинаетперетекать в верхнюю камеру 4 по напорному трубопроводу 5. По мере продвижениябиомассы по напорному трубопроводу изнижней камеры в верхнюю увеличиваетсявысота водяного столба, давление которогонеобходимо преодолеть. Вследствие этогодля вытеснения единицы обьема биомассыпо мере прохождения процесса необходимпостоянный прирост давления, создаваемого выделяющимся биогазомв нижней рабочей камере 3.По достижении биомассой верхней камеры, в силу ее большего размера в поперечном сечении, степень нарастаниядавления в нижней камере снижается принеизменных скорости и обьеме перетекающей биомассы из нижней камеры в верх 5 10 15 КО 25 30 35 40 45 50 55 нюю, Снижение скорости нарастания давления в нижней камере достигается различием объемов верхней и нижней камер при одинаковой их высоте, при этом сохраняется заданный объем вытесняемой из нижней камеры биомассы, что способствует снижению общей высоты водяного столба, которую необходимо преодолеть до начала выгрузки обработанной биомассы из верхней камеры, вследствие чего снижается верхний предел давления, создаваемого выделяющимся биогазом в нижней камере, Снижение давления, создаваемого в нижней рабочей камере, в совокупности с другими условиями положительно влияет на процесс ферментации,По мере перетекания из нижней рабочей камеры в верхнюю биомасса проходит между наклонными лопастями мешалки 6 и, оказывая воздействие на наклонные поверхности лопастей, приводит ее во вращение, чем достигается дополнительное перемешивание биомассы и разрушение плавающей корки,В верхней камере 4 продолжается процесс ферментации, а вь 1 деляющийся при этом биогаз свободно удаляется по газопроводу 10, не создавая в камере избыточного давления,Когда уровень конверсируемой биомассы в верхней камере, повышаясь, достигает уровня выгрузного окна 11, начинается ее перетекание по выгрузному трубопроводу с гидрозатвором 12 в выгруэную емкость 13, при заполнении которой в ее тупиковом отводе 14 увеличивается давление. В результате срабатывает реле давления 15, которое по соединительному кабелю 16 подает электрический сигнал на электроприводные вентили 17 и 18, открывая их. В результате этого скопившийся в нижней рабочей камере 3 биогаз удаляется по газопроводу 8 и направляется в верхнюю камеру, где, выходя под давлением через распылители 9, дополнительно перемешивает ее содержимое. Одновременно начинается вытекание обработанной биомассы иэ выгруэной емкости 13, а в нижней рабочей камере 3 происходит резкое падение давления, что влечет за собой перетекание биомассы из верхней камеры в нижнюю под напором столба жидкости, перемешивая ее содержимое. Зеркало конверсируемой биомассы в нижней камере см, фиг, 2), поднимаясь, вновь проходит между, наклонными лопастями механической меыалки 6, приводя ее во вращение, но уже в обратном направлении, при этом вноВЬ разрушается плаВающая корка и происходит дополнительное перемешивание биомассы.После вытекания обработанной биомассы из выгрузной емкости 13 реле давления 15 отключается и прекращает подачу электрического сигнала через соединительный кабель 16 к злектроприводным вентилям 17 и 18 и тем самым запирает их,После этого рабочий цикл повторяется заново,Установка работоспособна при всех возможных вариантах соотношения площадей поперечного сечения верхней и нижней камер, определяемых условием 1 О/б 5, Но при приближении этого соотношения к верхнему пределу данного условия происходит снижение общей высоты водяного столба,Обозначив высоту водяного столба через Н имеем при О=20, О/О=Н при О=5 г 1: О /0=2.Принимая во внимание обратно-пропорциональную зависимость величины Н от соотношения О/о, получим Н 1 Н 2.Следовательно, процесс ферментации будет протекать более эффективно при смещении величины соотношения О/б к верхнему пределу, но при этом возрастает материалоемкость устройства, которую также необходимо учитывать при выборе егорабочих параметров,формула изобретения51. Установка для энаэробной обработкибиомассы, содержащая две рабочие камеры, разделенные между собой горизонтальной перегородкой на верхнюю и нижнюю,10 сообщающиеся между собой через напорный трубопровод, трубопроводы для загрузки и выгрузки биомассы, трубопроводы дляотвода биогаза из обеих камер, а также устройство для перемешивания биомассы, о т 15 л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения степени распада биомассы за счет улучшения условий протекания процессаферментации, верхняя рабочая камера выполнена расширенной и площади попереч 20 ных сечений верхней и нижней камер О и б,соответственно, определяют из соотношения 1 ОЙ 5,2, Установка поп.1, отл и ч э ющаяс я тем, что устройство для перемешивания,25 биомассы выполнено в виде мешалки с наклонными лопастями, установленной на напорном трубопроводе с возможностьювращения в нижней рабочей камере,1699961 Составитель Л,СухановаТехред МЛ 4 оргентал Корректор.Э.Лончакбвэ Кузне ак водственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 аказ 4439 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5