Реактор для анаэробного сбраживания органических отходов

 

Изобретение относится к мясомолочной , пищевой промышленности и сельскому хозяйству. Цель изобретения - повышение полноты сбраживания и сокращение энергозатрат , Реактор содержит горизонтальный корпус 1 с трубопроводами 2 и 3 подвода сырья и отвода отферментированной биомассы соответственно, размещенные 6 корпусе 1 по его длине вертикальные перегородки 4 и 5 с образованием сообщающихся отсеков для обрабатываемого материала , Реактор снабжен емкостью 6 для предварительной обработки сырья, содер/; в жащей волнообразную перегородку 7 с образованием в емкости 6 двух изолированных камер - внешней 8 и внутренней 9, каждая из которых сообщена с полостью корпуса 1 посредством трубопроводов 2 и 3 с насосами. Каждый из отсеков корпуса 1 снабжен барботером 12, независимо подключенным через вентиль 13 к патрубку 14. Реактор соединен с коллекторным каналом 15 сбора сырья через ловушку-решетку 16 и штуцер 17. На трубопроводе 3 установлен вентиль 22 сброса биогаза. Корпус 1 имеет вертикальную цилиндрическую часть 23, отделенную от него вертикальной перегородкой 24. На крышке 25 вертикальной части 23 размещено сепарационное устройство 26 с отбойником 27. Газовая полость корпуса 1 соединена с вертикальной частью 23 трубопроводом 28 с вентилем 29, Предварительный подогрев сырья за счет использования тепла сброженной биомассы и установка барботеров с независимым подключением в отсеках позволяет повысить полноту сбраживания и сократить энергозатраты на проведение процесса ферментации. 6 ил. и ,. ft 26 25 гЛч 2 2829 27 т / 23 сл С о 00 ю со к ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю С 02 F 3/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР ®® 0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4681205/13 (22) 18.04,89 (46) 07.10.91. Бюл. М 37 (71) Харьковский политехнический институт им. В.И.Ленина (72) И.В.Семененко; M.Ã.Çèí÷åíêî и Н.П.Карпенко (53) 628.16 (088.8) (56) Патент ЕПВ

М 0213691, кл. С 02 F 3/28, 1987. (54) РЕАКТОР ДЛЯ АНАЭРОБНОГО СБРАЖИВАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ (57) Изобретение относится к мясомолочной, пищевой промышленности и сельскому хозяйству. Цель изобретения — повышение полноты сбраживания и сокращение энергозатрат. Реактор содержит горизонтальный корпус 1 с трубопроводами 2 и 3 подвода сырья и отвода отферментированной биомассы соответственно, размещенные в корпусе 1 по его длине вертикальные перегородки 4 и 5 с образованием сообщающихся отсеков для обрабатываемого материала, Реактор снабжен емкостью 6 для предварительной обработки сырья, содер„„, рЦ „„1682329 Al жэщей волнообразную перегородку 7 с образованием в емкости 6 двух изолированных камер — внешней 8 и внутренней 9, каждая из которых сообщена с полостью корпуса 1 посредством трубопроводов 2 и 3 с насосами. Каждый из отсеков корпуса 1 снабжен барботером 12, независимо подключенным через вентиль 13 к патрубку 14.

Реактор соединен с коллекторным каналом

15 сбора сырья через ловушку-решетку 16 и штуцер 17. На трубопроводе 3 установлен вентиль 22 сброса биогаза. Корпус 1 имеет вертикальную цилиндрическую часть 23, отделенную от него вертикальной перегородкой 24. На крышке 25 вертикальной части 23 размещено сепарационное устройство 26 с отбойником 27. Газовая полость корпуса 1 соединена с вертикальной частью 23 трубопроводом 28 с вентилем 29, Предварительный подогрев сырья за счет использования тепла сброженной биомассы и установка барботеров с независимым подключением в отсеках позволяет повысить полноту сбраживания и сократить энергозатраты на проведение процесса ферментации. 6 ил.

2б D

1682329

15

Изобретение относится к мясомолочной, пищевой и другим отраслям промышлен ности, а также может быть использовано в сельском хозяйстве для переработки отходов животноводческих комплексов, Цель изобретения — повышение полноты сбрэживания и сокращение энергозатрат.

Нэ фиг.1 изображен продольный разрез предлагаемого реактора; на фиг.2 — сечение А-А на фиг.1; на фиг.З вЂ” сечение Б-Б на фиг,2; на фиг.4 — сечение В-В на фиг.1; на фиг.5 — сечение Г-Г. на фиг.1; на фиг.6— сечение Д-Д на фиг,1.

Реактор содержит горизонтальный корпус 1 с трубопроводами 2 и 3 подвода сырья и отвода отферментированной биомассы соответственно, размещенные в корпусе 1 по его длине вертикальные перегородки 4 и

5 с образованием сообщающихся отсеков для обрабатываемого материала. Реактор снабжен емкостью 6 для предварительной обработки сырья, содержащей вертикальную волнообразную перегородку 7 с образованием в емкости 6 двух изолированных камер — внешней 8 и внутренней 9, каждая из которых сообщена с полостью корпуса 1 посредством трубопроводов 3 и 2 с насосами 10 и 11. Внутренняя камера 9 служит для накопления и подогрева сырья, а внешняя камера 8 — для накопления отферментированной биомассы и ее теплообмена с сырьем. Каждый из отсеков корпуса 1 снабжен в нижней части барботером 12, подключеннымм отдел ьн ым трубопроводом с вентилем

13 к патрубку 14 для подвода биогаза, Реактор соединен с коллекторным каналом 15 сбора сырья через ловушку-решетку

16 и штуцер 17. На входе во внутреннюю камеру 9 установлены коллекторы 18 и 19, на входе во внешнюю камеру 8- коллекторы

20 и 21. На трубопроводе 3 расположен вентиль 22. В нижние вертикальные перегородки 4 вмонтированы нагревательные элементы. Корпус 1 имеет вертикальную цилиндрическую часть 23, отделенную от него вертикальной перегородкой 24, На крышке 25 вертикальной части 23 размещено сепарационное устройство 26 с отбойником 27, Днище реактора со стороны части 23 выполнено со скосом под углом

45 . Газовая полость корпуса I соединена с вертикальной частью 23 трубопроводом

28 с вентилем 29.

Реактор работает следующим образом, Органические отходы из коллекторного канала 15 помещения для содержания животных через ловушку-решетку 16 и штуцер

17 в объеме дозы разовой загрузки самотеком поступают во внутреннюю камеру 9 емкости 6 и затем с помощью насоса 11 через трубопровод 2 перегружаются в корпус 1.

Эта операция на стадии запуска продолжается до тех пор, пока корпус 1 реактора не заполнится до уровня I; При этом производится подогрев сырья до заданной температуры ферментации с помощью нагревательных элементов, встроенных в перегородки 4. При дальнейшей работе одновременно с определенной дозой загружаемого сырья такое же количество отферментированной биомассы через трубопровод 3 выгружается во внешнюю камеру 8 предварительной подготовки сырья, В результате этого камера 8 все время загружается теплой отферментированной биомассой, а вновь поступающее во внутреннюю камеру 9 сырье непрерывно подогревается за счет теплообмена со сброженной массой. Для интенсификации процесса теплообмена сырье с помощью насоса перемешивается во внутренней камере 9 по схеме: насос 11 — коллекторы 18 и

19 — U-образный канал теплопередающий перегородки 7 — приемок насоса 11 — насос

11. Отферментированнэя биомасса с помощью насоса перемешивается во внешней камере 8 по; насос 10 — коллекторы 20 и 21 — О-образный канал теплопередающий перегородки 7 — приемок насоса 10 — насос

10. Отдавшая тепло отферментированная биомасса насосом 10 выводится для использования в качестве обеззараженного органического удобрения, а подогретое во внутренней камере 9 сырье загружается в корпус 1 для проведения ферментации. В это же время камера 8 снова заполняется теплой отферментированной биомассой, т.е. процесс подготовки поступающего сырья продолжается.

Для эффективной работы реактора его содержимое необходимо непрерывно перемешивать, а образующуюся сброженную массу транспортировать на выход, разрушая при этом образующуюся на поверхности ферментной массы корку. С этой целью перекрываются вентили 29, 22 и вентиль трубопровода 3 отвода отферментированной биомассы; Через патрубок 14 и вентили

13 подается биогаз в барботер 12, При этом скапливающийся на дне отсеков корпуса 1 осадок взмучивается и с пузырьками газа поднимается. Биогаэ. проходя через слой ферментной массы, собирается под крышкой корпуса 1. Давление биогаза в газовой полости корпуса 1 йостоянно повышается и ферментная масса перетекает в вертикальную часть. В результате этого уровень массы в корпусе 1 понижается до уровня II, а в

1682329

40 вертикальной части 23 повышается до уровня 11!. Открывается вентиль 29 на трубопроводе 28 и биогаз устремляется в вертикальную часть 23 реактора, Уровень массы в этой части реактора резко подает и поток ферментной массы устремляется в зазор под перегородкой 24 и далее по отсекам корпуса 1, образованным перегородками 4 и 5. Происходит дополнительное перемешивание ферментной массы с одновременным перемешиванием взмученного осадка вдоль реактора в сторону выгрузочного отсека. Образующаяся в процессе ферментации на поверхности массы корка при этом разрушается, ударяясь о перегородки

4 и 5 и проходя под перегородкой 24. Барботеры 12, имея независимые запорные устройства (вентили 13), позволяют регулировать скорость перемещения осадка вдоль реактора, т.е. обеспечить надежное обеззараживание ферментной массы.

Образующийся в процессе анаэробной ферментации биогаз из газовой полости корпуса 1 через вентиль 29 поступает в вертикальную часть 23 реактора, смешивается там с биогазом, образующимся в последнем отсеке реактора, и выходит в газовую систему технологической установки через сепарационное устройство 26, установленное на крышке 25 вертикальной части 23 реактора. При этом уносимая биогазом пена разрушается в трубопроводе .28 и запорном устройстве (вентиле 29), а также при ударе об отбойник 27. Мелкие частицы жидкости, поднятые. биогазом в верхнюю часть реактора, отделяются от биогаза в сепарационном устройстве 26 и по поверхности отбойника 27 стекают в нижнюю часть реактора. Биогаз, скапливающийся в полости трубопровода 3 в процессе ферментации и препятствующий переливу сброженной массы из выгрузочного отсека корпуса 1 в емкость 6, сбрасывается через вентиль 22, Использование тепла сброженной массы для подогрева исходного сырья в емкости для предварительной обработки позволяет сократить энергозатраты на проведение технологического процесса. Независимое подключение барботеров, установленных в отсеках реактора, обеспечивает полноту процесса сбраживания и надежное обеззараживание получаемой ферментной массы, используемой в качестве органического удобрения, Формула изобретения

Реактор для анаэробного сбраживания органических отходов, содержащий горизонтальный корпус с трубопроводами подвода сырья и отвода отферментированной биомассы, размещенные в корпусе по его длине вертикальные перегородки с образованием сообщающихся отсеков для обрабатываемого материала, отличающийся тем, что, с целью повышения полноты сбраживания и сокращения энергозатрат, он снабжен емкостью для предварительной обработки сырья, содержащей вертикальную волнообразную перегородку с образованием в емкости двух изолированных камер— внешней и внутренней, каждая из которых сообщена с полостью корпуса посредством трубопроводов с насосами, при этом внутренняя камера служит для накопления и подогрева сырья, а внешняя — для накопления отферментированной биомассы и ее теплообмена с сырьем причем каждый из отсеков корпуса снабжен в нижней части барботером, подключенным отдельным трубопроводом с вентилем к патрубку для подвода биогаза.

1682329

1682329

Составитель И.Дамиров

Редактор М.Стрельникова Техред М,Моргентал Корректор Т.Малец

Заказ 3380 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101