Модульная биогазовая установка

(51) 02 11/04 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ фермерских хозяйств, животноводческих ферм и других агроформирований. Задача предлагаемого изобретения - обеспечение защиты корпуса модульной биогазовой установки от разрушения при взрыве метановоздушной смеси. Модульная биогазовая установка содержит корпус биореактор 1, крышку 2 в виде цилиндрического стакана,гидрозатвор 3 теплообменник 4 мешалку 5 патрубок загрузки 6 патрубок для слива удобрения 7 тепловую изоляцию корпуса 8 парубки теплообменника 9,патрубок для отвода биогаза 10. Технический результат достигается за счет того,что в крышка корпуса модульной биогазовой установки выполняется в виде цилиндрического стакана, подвижно установленного в гидрозатворе с возможностью вертикального перемещения.(72) Барков Виктор Иванович Токмолдаев Аманжол Бектурсынович Евтифеев Анатолий Геннадиевич(73) Товарищество с ограниченной ответственностью Казахский научноисследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства(57) Изобретение относится к области биоконверсии отходов животноводства, в частности,к установкам для получения биогаза и органических удобрений и может найти применение в автономных системах газо- и энергообеспечения отдаленных Изобретение относится к области биоконверсии отходов животноводства, в частности, к установкам для получения биогаза и органических удобрений и может найти применение в автономных системах газо- и энергообеспечения отдаленных фермерских хозяйств, животноводческих ферм и других агроформирований. Известен метантенк для фермерских хозяйств(Патент России 2050338, кл. 02 11/04),содержащий цилиндрический реактор с плавающим газгольдером, в верхней части которого установлен гидрозатвор. Недостатки метантенка конструкция газгольдера не обеспечивает защиту при взрыве метановоздушной смеси, низкая эксплуатационная надежность узлов и элементов. Причина недостатков - жесткая механическая связь газгольдера с лопастными мешалками для передачи вращения к ним и забивание зазоров затвердевающими осадками субстрата. Известна установка для получения биогаза (А.с. СССР 1724607, кл. 02 11/04), которая имеет сферический реактор, выдерживатели, разделитель объема для поэтапной переработки субстрата и рекуператор для подогрева исходного навоза. Недостатки установки конструкция сферического реактора не учитывает вероятность образования взрывоопасной метановоздушной смеси, что может привести к разрушению корпуса при взрыве. Причина недостатков - отсутствие специальных устройств для защиты от взрыва. Известен метантенк (прототип) (Патент России 2456247 С 2) с герметичным корпусом,средствами иммобилизации анаэробной микрофлоры, центральной трубой и компрессором для отвода биогаза. Недостатком прототипа является исполнение корпуса без учета вероятности образования взрывоопасной метановоздушной смеси. Причина недостатков - отсутствие средств защиты от разрушения корпуса метантенка при взрыве метановоздушной смеси. Задача предлагаемого изобретения - обеспечение защиты корпуса модульной биогазовой установки от разрушения при взрыве метановоздушной смеси. Технический результат заключается в снижении давления взрыва метановоздушной смеси и увеличение изотропной турбулентности, что приводит к гашению пламени в при взрыве и предотвращает разрушение корпуса модульной биогазовой установки. Технический результат достигается за счет того,что в крышка корпуса модульной биогазовой установки выполняется в виде цилиндрического стакана, подвижно установленного в гидрозатворе с возможностью вертикального перемещения. На фигуре 1 показана конструкция модульной биогазовой установки. Модульная биогазовая установка содержит корпус биореактора 1, крышку 2 в виде цилиндрического стакана,гидрозатвор 3 теплообменник 4 мешалку 5 патрубок загрузки 6 2 патрубок для слива удобрения 7 тепловую изоляцию корпуса 8 парубки теплообменника 9 патрубок для отвода биогаза 10. Модульная биогазовая установка работает следующим образом. Исходное сырье, разведенное водой и перемешанное, заливается в биореактор 1 через патрубок загрузки 6, где создается анаэробный режим брожения,который обеспечивает оптимальные условия для развития популяции микроорганизмов. Теплообменник 4 соединен технологическими трубопроводами с топливным котлом и служит для нагрева биомассы до заданной температуры. Образующийся в процессе брожения биогаз отводится в газгольдер. Гидрозатвор 3 обеспечивает герметичность корпуса биореактора 1, что предотвращает проникновение атмосферного воздуха в биореактор и контакт его с биомассой, т.к. это может привести к гибели анаэробных микроорганизмов и, следовательно, к прекращению выделения биогаза. Стальная крышка 2, благодаря своей массе,создает и поддерживает заданное давление в биореакторе 1, что обеспечивает поступление биогаза по газопроводу в газгольдер. При повышении давления происходит сброс биогаза через гидрозатвор. Установка крышки в гидрозатворе и ее конструктивные параметры обеспечивают расчетную величину безопасной площади разгерметизации биореактора в случае взрыва метановоздушной смеси. В аварийной ситуации взрывная волна выбрасывает крышку из гидрозатвора, в результате чего происходит резкое снижение давления взрыва метановоздушной смеси и увеличение изотропной турбулентности, что приводит к гашению пламени и предотвращает разрушение корпуса биореактора. Таким образом, для условий фермерского хозяйства, например, с фермой на 20 голов КРС предлагаемое изобретение обеспечивает- условия безопасной эксплуатации биогазовой установки- обеспечивает защиту корпуса от разрушения- защиту от повышения давления биогаза выше критического значения.- минимальные затраты труда и простота очистки корпуса биореактора изнутри, так как съемную крышку можно использовать в качестве люка для технического обслуживания. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Модульная биогазовая установка, содержащая биореактор, теплообменник, мешалку, патрубки загрузки и выгрузки,топливный котел,отличающаяся тем, что крышка биореактора выполняется в виде цилиндрического стакана,подвижно установленного в гидрозатворе с возможностью вертикального перемещения. 2. Модульная биогазовая установка по п.1,отличающаяся тем, что безопасная площадь разгерметизации определяется из соотношения 56,4(1), где- фактор турбулизации- относительное максимально допустимое давление в биореакторе модульной биогазовой установки не приводящее к его деформации- относительное максимальное давление взрыва горючей смеси, для метановоздушной смеси- коэффициент расширения продуктов сгорания смеси при начальных значениях давления и температуры- коэффициент расхода при истечении смеси газов.