CC BY
185
УДК 631.22.018
БИОГАЗОВАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ НАВОЗА
Н.П. Ледин, д. с.-х. н, И.Н. Ледин, инженер (ГНУ СКНИИЖ), А.Г. Черноиванов, директор (СКНТЦ, ГосНИТИ), С.И. Шаталов, нач. управления механизации (Департамент с.-х. и перерабатывающей промышленности Краснодарского края)
Известна установка для метанового сбраживания навоза (а. с. №1549496, АО 1С 3/00,1990г., бюл.№40), содержащая ёмкость, сообщённую с цилиндрическим реактором, имеющим газовый колпак, средство отбора биогаза, устройство гидродинамического перемешивания сбраживаемого субстрата. Выгрузная ёмкость установки выполнена в виде гидравлического затвора, сообщённого с приёмной ёмкостью и реактором. Установка сложная, поэтому недолговечна в эксплуатации.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является реактор для сбраживания навоза (а.с. №1484312, А 01 С 3/02, 07.06.1989г., Бюл. № 41), содержащий реактор, разделённый вертикальными перегородками на камеры, гидролизатор с рециркуляционным каналом, соединяющий зоны начального сбраживания субстрата и его дображивания. На дне реактора закреплён бункер песколовки со шнеком. Мешалка выполнена из трубы со шнеком, на навивках которого закреплены плоские подогреватели и в них подаётся теплоноситель. При загрузке в предыдущую камеру исходной массы через имеющиеся на перегородках питающие каналы, входные отверстия которых расположены в придонной части предыдущих камер, в последующие камеры вытесняется осветлённая жидкость. При этом за счёт размещения выходных отверстий питающих каналов в верхней части каждой последующей камеры из последней обеспечивается вытеснение осветлённой жидкости без смешивания с поступающей жидкостью. Опорожнение реактора осуществляется при помощи шлюзов, имеющих заслонки.
К конструктивным недостаткам известной установки относится то, что площади нагревательных элементов недостаточно для поддержания термофильного режима на больших реакторах. Применение переливных каналов и сальников усложняет конструкцию реактора. Реактор, изготовленный из чёрной стали, недолговечен из-за нахождения в нём агрессивной среды и дорог.
Задача нашего устройства - производить стерильные кормовые добавки, удобрения и увеличивать срок эксплуатации реактора, используя железобетонные конструкции установки.
Задача решается тем, что в биогазовой установке для переработки навоза содержится биореактор с последовательно сообщающимися емкостями с переливными перегородками, снабжённый трубопроводами для подачи навозного субстрата и отвода сброженной массы,
подогревателями, перемешивающими устройствами и устройством для сбора и отвода биогаза, отличающийся тем, что он состоит из основной ёмкости реактора, содержащей пятисуточный объём субстрата, выходящего с фермы, и пяти кольцевых емкостей дозревателей, каждая из которых содержит объём субстрата одних суток, при этом на дне каждой ёмкости установлены трубчатые подогреватели, перегородки кольцевых емкостей дозревателей снабжены переливными окнами, расположенными диаметрально противоположно и на разной глубине, а над биореактором установлен газгольдер, нижний край кольца которого погружён в гидрозатвор, на наружной стороне кольца приварен опорный диск газгольдера, вращающийся на четырёх ручейковых роликах, два из которых жёстко закреплены в фундаменте, а два являются компенсаторами, кроме того, внутри кольца газгольдера установлены крестообразные распорки, к которым закреплены жёсткая мешалка для основной ёмкости реактора и цепочные мешалки для кольцевых емкостей дозревателей, при этом ёмкости биореактора выполнены из железобетонных конструкций.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где фиг. 1-общий вид установки, сечение А-А; фиг.2-то же, вид сверху, сечение В-В.
Биогазовая установка включает железобетонную конструкцию, выполненную в виде радиальных пяти кольцевых емкостей дозревателей 1,кольцо гидрозатвора 2, основную емкость реактора 3, трубопровод подачи субстрата 6 с рассекателем 5, трубопровод отвода сброженной массы 4, устройство для отвода биогаза 7, теплоизоляцию 8, трубчатые подогреватели 9 и фундамент 10. Каждая кольцевая перегородка снабжена переливным окном 11, и расположены они диаметрально противоположно на разной глубине. В гидрозатворе установлено стальное кольцо 12 газгольдера 13 с приваренным к нему стальным опорным диском 14, который упирается на два жестко закрепленных в фундаменте ручейковых ролика 15 и два подпружиненных ручейковых ролика компенсатора 16. На кольце газгольдера 12 герметично закреплена прорезиненная ткань газгольдера 13, а внутри кольца установлены стальные крестообразные распорки 17, на которых закреплены жесткая мешалка 18 основной емкости реактора 3 и цепочные мешалки 19 кольцевых емкостей дозревателей 1. Кольцо газгольдера 12 обхвачено тросом 20 и увязано с приводным шкивом 21 мотор-редуктора 22.
Биогазовая установка работает следующим образом. Выбран термофильный температурный режим. В течение одних суток с фермы навоз по каналам стекает в отдельно стоящую, подготовительную, крытую железобетонную емкость, в которой подогревается выхлопными газами котла и в ней же доводится до заданной влажности 92%, -получаем субстрат, далее субстрат проходит через предварительную камеру, в которой подогревается до 60°С (на схеме не показана). Трубчатые подогреватели 9 также нагреты до 60°С. Из биогазовой
установки удаляется воздух выхлопными газами двигателя внутреннего сгорания. После этого нагретый субстрат вместе с выращенным определенным штаммом бактерий закачивается в основную емкость реактора 3 через трубопровод подачи навозного субстрата 6, рассекатель 5 равномерно распределяет субстрат в емкости 3, наполнение субстратом основной емкости реактора 3 ведется пять суток. Затем выдерживаем субстрат до начала образования процесса газообразования. С момента начала газообразования субстрат выдерживают еще шесть суток. После чего в основную емкость реактора подают следующую односуточную дозу субстрата, при этом из основной емкости реактора 3 сброженный субстрат перетекает через верхнее окно 11 в первую кольцевую емкость дозревателя 1 и заполняет ее. Далее подают следующую односуточную дозу субстрата в основную емкость реактора 3, и субстрат перетекает в первую кольцевую емкость дозревателя 1, перемещается по кольцевой емкости дозревателя и через нижнее окно 11 перетекает в следующую кольцевую емкость дозревателя. Такой цикл повторяется до тех пор, пока не заполнятся все пять кольцевых емкостей дозревателей. Перемешивание субстрата проводится через каждый час по 3-5 минут с помощью жестких мешалок 18 в основной емкости реактора и цепочных мешалок 19 в пяти кольцевых емкостях дозревателей. Мешалки закреплены на крестообразных распорках 17, установленных внутри кольца 12 газгольдера 13. Кольцо 12 с опорным диском 14 вращается на двух жесткозакрепленных в фундаменте роликах 15 и двух компенсаторах 16 с помощью мотора- редуктора 22 посредством троса 20. Сброженная масса отводится трубопроводом 4 в приемную емкость. Выделяемый биогаз скапливается под газгольдером 13 и отводится устройством для отвода биогаза 7.
Использование в биореакторе основной емкости и пяти емкостей дозревателей позволяет переработать субстрат в стерильные добавки и удобрения за шесть суток.
Емкость основного реактора рассчитывается от суточного количества субстрата, и максимально допустимая доза заливаемого свежего субстрата составляет 20 %. Такое соотношение обеспечивает бесперебойное брожение субстрата.
Применение трубчатых подогревателей в донной части позволяет поддерживать термофильный режим в течение всего процесса переработки навоза.
Использование мешалок в основной и пяти емкостях дозревателей позволяет разбивать корку над субстратом и перемешивать осадок, образующийся на дне емкостей.
Размещение переливных окон, диаметрально противоположных и на разной глубине, обеспечивает пофазное брожение субстрата.
Каждая односуточная доза субстрата, проходящая через основную емкость и пять кольцевых емкостей дозревателей в течение шести
суток, при термофильном режиме в биогазовой установке для переработки навоза, в результате ферментационных процессов преобразуется в стерильные кормовые добавки и удобрения. Предполагаемое устройство находится в стадии внедрения на ГУСХП «Рассвет» ст.Новотитаровской Краснодарского края.
