МНОГОУРОВНЕВАЯ МАЛОГАБАРИТНАЯ АНАЭРОБНАЯ БИОРЕАКТОРНАЯ СИСТЕМА

Изобретение относится к области энергетике и может быть использовано для производства биогаза.
Система выполнена модульной и состоит как минимум из двух биореакторов -f первого и следующего уровней. Каждый биореактор содержит емкость, поверх которой накрыта термоизоляционная рубашка, вертикально установленные внутри емкости и выступающие наружу в верхней ее части загрузочную трубу с вмонтированной в ней заслонкой и мешалку с ручным электроприводом. В нижней части емкости установлен переливочносливной трубопровод с вмонтированной в ней заслонкой, соединяющий емкости первого и последующих уровней, низко расположенных по горизонту по отношению к биореактору первого уровня. Из верхних частей емкостей выведены газоотводы, оснащенные обратными клапанами. Конец газоотвода биореактора следующего уровня присоединен к газоотводу первого уровня. Общий выход газоотводов подключен к последовательно вмонтированным водяному затвору, фильтрам очистки от СОг и H2S, соединенным с газгольдером. Для подачи биогаза потребителю в верхней части газгольдера установлены газоотвод с вентилем. Днища емкостей установлены под уклоном. На газгольдерах вмонтированы датчики контроля давления и наличия СН4, СО2, H2S, соединенные с компьютером.

Изобретение относится к области биоэнергетики и может быть использовано для производства биогаза из биомассы.
Аналогом является биореакторная установка [1], состоящая из загрузочной трубы, емкости, механической мешалки с электроприводом, па-трубка слива переработанной массы, водяной рубашки для подогрева и трубопроводов.
Недостатками являются дороговизна оборудования, большое потребление электроэнергии, верхнее расположение патрубка слива, усложняющее слив отработанной биомассы, отсутствие непрерывности в работе и вынужденные остановки для дозаправки биомассой.
В качестве прототипа принят анаэробный биореактор [2], состоящий из емкости, загрузочной трубы, шнека с ручным приводом для слива отработанной биомассы посредством сливного патрубка, мешалки с ручным приводом, трубопровода, содержащего обратный клапан и присоединенного к водяному затвору и фильтру очистки газа.
Недостатками являются дороговизна оборудования, отсутствие непрерывности в работе, выполнение основных работ вручную и вынужденные остановки для дозаправки биомассой
Целью является создание простейшей системы установок непрерывного действия для производства биогаза с минимальными затратами и техническим обслуживанием.
Принципиальная схема устройства приведена на Фиг. 1.
Заявленное техническое решение может быть выполнено в виде многоуровневой модульной системы, состоящей как минимум из двух биореакторов - первого и следующего уровней.
Биореактор состоит из емкости 1, заполненной органической биомассой 2 и накрытой поверх нее теплоизоляционной рубашки 3 из любого термоизоляционного материала. Внутри емкости 1 вертикально установлены выступающие наружу в верхней ее части загрузочная труба 4 с вмонтированной в ней заслонкой 5 и мешалка 6 с электрическим 7 и ручным приводами 8. Днище 9 установлено под уклоном для самотечного отвода отработанной биомассы из емкости 1 посредством вмонтированной в ее нижней части заслонки 10 и переливочносливного трубопровода 11. Низко расположенный по горизонту биореактор следующего уровня по отношению к биореактору I уровня, имеет аналогичные конструктивные элементы и для заправки биомассой которого используется переливочносливной трубопровод 11, соединяющий емкости первого и последующих уровней. Из верхних частей емкостей 1 первого и последующих уровней для отвода накапливаемого биогаза выведены газоотводы 12, оснащенные обратными клапанами 13. Конец газоотвода 12 биореактора следующего уровня присоединен к газоотводу 12 биореактора I уровня. Общий выход указанных газоотводов подключен к последовательно вмонтированным водяному затвору 14, фильтру 15 очистки от углекислого газа (СО2) и фильтру 16 очистки от сероводорода (H2S), соединенным с газгольдером (накопителем) 17. Подача биогаза потребителю осуществляется по газоотводу 12 через установленный в верхней части газгольдера 17 вентиль 18. Для контроля за общим функционированием системы на газгольдерах 17 вмонтированы датчики, соединенные с компьютером (на чертеже не показан): датчик 19 контроля наличия метана СН4, датчик 20 контроля наличия углекислого газа СО2, датчик 21 контроля наличия сероводорода H2S и датчик 22 контроля давления.
Емкости и трубчатые конструктивные элементы биореакторов могут быть изготовлены как из металла, так и из пластика.
Система работает следующим образом. По загрузочной трубе 4 биомассу 2 подают в емкость 1 уровня I и перемешивают мешалкой 6. Емкость 1 переполняют биомассой 2, излишки которой по переливочно - сливному трубопроводу 11 поступает в емкость 1 следующего уровня.
Выработанный в результате реакции биогаз, после очистки в фильтрах 14, 15 и 16, подается по газоотводу 12 в газгольдер 17 и далее потребителю. Отработанная биомасса 2 благодаря уклону днища 9 емкости 1 выводится через заслонку 10 и переливочносливной трубопровод 11, а в емкость 1 дополнительно подается свежая порция биомассы 2. Мешалка 6 приводится в действие при помощи электропривода 7, а при отсутствии электроэнергии - ручным приводом 8.
Сигналы, подаваемые на компьютер датчика-ми 19, 20, 21 и 22, дают возможность контролировать общее рабочее состояние системы.
Система выполнена модульного типа и позволяет своевременно проводить техническое обслуживание каждого модуля по отдельности, не останавливая производство.
Отработанная биомасса в дальнейшем может быть использована в качестве удобрения.

1. w.w.w.zorg.ua
2.Малый патент Республики Таджикистан TJ- 219