Биогазовая установка

(2009.01), 12 5/02 (2009.01), 12 1/107 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(57) Предложена многокамерная биогазовая установка для получения органических удобрении и биогаза из органических отходов. Установка имеет трехкамерный реактор, емкость для приема исходной биомассы, устройство для перемешивания биомассы, систему обогрева биомассы и газосборник. Установка работает непрерывно и для функционирования не требует традиционных источников энергии.(72) Койайдаров Бортан Абаевич Жунисбеков Турсунали Мусербекович Айтжанов Бауыржан Аманкелдиевич(73) Республиканское государственное казенное предприятие Таразский государственный университет имени М.Х. Дулати Министерства образования и науки Республики Казахстан 23153 Изобретение относится к устройствам по переработке органических отходов,преимущественно сельскохозяйственного производства,для получения органических удобрений и биогаза. Наиболее близким техническим решением к заявляемому является Биогазовая установка(Патент Российской Федерации 2065408, имя изобретателя Ильин А.К. Ковалев О.П. Тимошенко В.А.),содержащая реактор с теплоизоляцией, разделенный теплообменником солнечной нагревательной установки на две сообщающиеся камеры, сообщенный с первой камерой понизу имеющий измельчитель кинематический связанной с ветродвигателем,трубопровод отвода отработанной биомассы,сообщенный со второй камерой понизу и с открытым выходом, систему отбора биогаза. Недостатком этой установки является сложность устройства для перемешивания сбраживаемой массы необъемное перемешивание биомассы в камерах реактора, так как лопатки мешалки расположены на разных уровнях и совершают только вращательные движения валы мешалок выходят наружу через газовое пространство, что может привести к нарушению герметичности, а в случае проскакивания искры - к взрыву трубопровод отвода отработанной биомассы допускает выход биогаза из газового пространства наружу, когда во второй камере реактора нет биомасса, не до конца отработанная биомассы при загрузке второй камеры переходит в трубопровод отвода и биогаз, выделяемой из этой биомассы вместе с неотработанной биомассой выходит наружу биомасса в реакторе нагревается не регулярно, так как солнечная нагревательная установка работает только в солнечные дни в трубопроводе приема исходная биомасса разделяется на фракций, так как не перемешивается. Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение стабильного обогрева и объемного перемешивания биомассы в камерах реактора упрощенной мешалкой, недопущение выхода неотработанных биомасс и биогаза в наружу. Технический результат достигается тем, что биогазовая установка, содержащая реактор с теплоизоляцией, разделенный на сообщающиеся поверху камеры, устройство для перемешивания сбраживаемой массы, камеру приема исходной биомассы, сообщающейся с первой камерой понизу,систему обогрева биомассы в реакторе, трубопровод отвода отработанной биомассы, отвод биогаза,реактор снабжен дополнительной камерой, а камеры выполнены в виде вертикальных цилиндров,установленных в ряд на горизонтальное дно реактора в притык друг к другу и герметично соединенных с реактором снизу и сверху,устройство для перемешивания сбраживаемой массы выполнено в виде горизонтального вала,пропущенного через все камеры и приводимого во вращение рукояткой вручную, имеющий в каждой камере лопатку, закрепленную к валу с наклоном так, чтобы лопатка доставала дно и верх камеры,2 трубопровод отвода отработанной биомассы снабжен задвижкой, а система обогрева биомассы в реакторе содержит водяную рубашку,охватывающей межкамерные пространства,змеевик, соединяющий нижнюю полость водяной рубашки с верхней, печку, закрепленной к реактору,биогазовую горилку, расположенную внутри печки напротив змеевика и соединенную трубопроводом посредством краника отвода биогаза. На фиг. 1 показана схема предлагаемой биогазовой установки. На фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1. Установка содержит реактор 1 с теплоизоляцией 2, крышку 3, отвода 4 биогаза, емкость 5 исходной биомассы 6, трубопровод 7 отвода отработанной биомассы с задвижкой 8, раму 9, устройство для перемешивания биомассы и систему обогрева биомассы в реакторе. Реактор 1 установки состоит из трех одинаковых вертикальных цилиндров 10, 11 и 12, установленных на горизонтальное дно реактора 1 в ряд соприкасающихся друг с другом. Цилиндры 10, 11 и 12 герметично закреплены к реактору 1 снизу и сверху, образуют камеры реактора 1. Емкость 5 является приемной камерой реактора 1 и как другие камеры выполнена из вертикального цилиндра, установлена снаружи реактора со стороны первой камеры 10 и герметично закреплена на лист дна реактора 1. Емкость 5 с первой камерой 10 сообщается через патрубок 13, герметично соединенный с ними, понизу. Загрузочный люк емкости 5 расположен выше реактора для перемещения биомассы из камеры в камеру и выравнивания уровня биомассы в камерах 10, 11 и 12 реактора. Крышка 3 посредством герметизирующей прокладки 14 закрепляется к реактору 1 и образует газовое пространство 15. Устройство для перемешивания биомассы содержит горизонтальный вал 16, рукоятку 17,лопатки 18, 19, 20, 21, подшипники 22 и 23,герметизирующие крышки 24. Вал 16 пропущен по середине камер 5, 10, 11, 12 и монтирован в подшипники 22 и 23, установленные в приемной 5 и последней 12 камерах реактора. Корпусы подшипников 22 и 23 имеют уплотнения,не пропускающие биомассы в подшипники и закреплены к стенкам камеры 5 и 12. Проходы между камерами для вала 16 уплотняются при помощи упругих прокладок 25 и плоских крышек 24, закрепленных к стенкам камер винтами. В каждой камере на вал 16 закреплены лопатки 18, 19, 20, 21 с наклоном так, чтобы они доставали дно и верх камеры. На выходной конец вала 16 посажена рукоятка 17. Пространства между стенками цилиндров 10, 11,12 и реактора 1 образует водяную рубашку 26,которая поверху цилиндров герметично закрыта при помощи листов, приваренных к стенкам цилиндров и реактора. Секции водяной рубашки 26 сверху и снизу при помощи труб 27 и 28 соединены между собой. Водяная рубашка 26 сообщается с атмосферой при 23153 помощи расширительной трубы 29 герметично закрепленной к верхней трубе 27. Нагреватель состоит из змеевика 30,соединяющего нижнюю трубу 28 с верхней трубой 27 водяной рубашки 26, печки 31, закрепленной к реактору биогазовой горелки 32, расположенной внутри печки 31 напротив змеевика 30 и соединенной трубопроводом 33 посредством краника 34 отвода 4 биогаза. Трубопровод 7 отвода отработанной биомассы герметично соединяется с дном последней камеры 12 реактора и закрывается задвижкой 8. Реактор 1 монтируется на раму 9, имеющую сварную конструкцию. Установка работает следующим образом. Предварительно измельченные органические отходы загружают в емкость 5 и заливают жидкость в нужном соотношении. После, вручную вращают рукоятку 17 и перемешиванием получают исходную биомассу 6, которая через патрубок 13 постепенно переходит в первую камеру 10. При этом уровень исходной биомассы 6 в емкости 5 падает. Еще раз загружают биомассой емкость 5 и вращают рукоятку 17 до стабилизации уровня исходной биомассы 6 в емкости 5. В процессе загрузки исходная биомасса 6 из емкости 5 переходит в первую камеру 10 и после достижения е верхней уровни переливом переходит во вторую камеру 11, далее таким же путем от второй камеры 11 переходит в третью камеру 12. Загрузку биомассы в установку останавливают тогда, когда все камеры 10, 11 и 12 реактора до верхних уровней наполнены биомассой 35. В этот момент уровень исходной биомассы 6 в емкости 5 стабилизируется на уровне первой камеры 12. При этом вращение рукоятки 17 не изменяет уровень исходной биомассы 6 в емкости 5, что и является сигналом полной загрузки установки. Процесс сбраживания проходит в период последовательного перехода биомассы из камеры в камеру, а при наполненных камерах - во всем объеме реактора. Реактор обновляется свежей биомассой со стороны первой камеры 10. В связи с этим более отработанная биомасса будет в последней камере 12 реактора. Поэтому трубопровод 7 отвода отработанной биомассы установлен снизу последней камеры 12 реактора. При вращении рукояткой 17 вал 16 вращает лопатки 18, 19, 20, 21 которые перемешивают корку на поверхности сбраживаемой массы . Кроме того лопатки ускоряют процесс перехода биомассы из камеры в камеру. Исходная биомасса 6 в емкости 5 проходит предбродильный период, поэтому из не биогаз не выделяется. Биогаз выделяемый из биомассы 35 реактора собирается в газовом пространстве 15 установки и через отвод 4, краник 36 по трубопроводу 37 подается в газосборник. Биомасса 35 в камерах реактора нагревается водяной рубашкой 26. Для этого через расширительную трубу 29 система обогрева биомассы наполняется водой 38. После этого открывается краник 34 и по трубопроводу 33 биогаз подается в биогазовую горелку 32. При зажигании пламени 39 зажженного биогаза нагревают воду в змеевике 30. Горячая вода поднимается в верхнюю полость водяной рубашки 26, а из ее нижней полости в змеевик 30 поступает холодная вода. Поэтому в змеевике 30 вода нагревается проточным методом, что позволяет быстро нагреть воду водяной рубашки. Водяная рубашка 26 через стенки цилиндров 10,11, 12 передает сво тепло биомассе 35 и нагревает ее, что увеличивает интенсивность выделения биогаза из биомассы. Систему обогрева биомассы останавливают закрыв краник 34. Периодически, открыв задвижку 8, по трубопроводу 7 сливают отработанную биомассу из последней камеры 12 реактора в емкость 40 через сито 41. При этом густая часть биомассы остается на сите 41, а жидкая часть сливается в емкость 40. Густую часть используют как удобрение, а жидкую часть - для подготовки свежей биомассы. Для этого в емкость 40 загружают измельченные органические отходы в нужном соотношении и заливают смесь в емкость 5 установки. После этого вращают рукоятку 17 до стабилизации уровня исходной биомассы 6 в емкости 5. При этом из емкости 5 часть свежей биомассы 6 переходит в первую камеру 10, а оттуда переливом более отработанная биомасса переходит во вторую камеру 11, из второй камеры в третью камеру 12. Таким образом дополнительная камера реактора и емкость исходной биомассы позволяют довести отработку биомассы до конца и постоянно обновлять реактор свежей биомассой. Установка работает непрерывно и для функционирования не требует дополнительной энергии. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Биогазовая установка, содержащая реактор с теплоизоляцией, разделенный на сообщающейся поверху камеры, устройство для перемешивания сбраживаемой массы, камеру приема исходной биомассы, сообщающиеся с первой камерой понизу,систему обогрева биомассы в реакторе, трубопровод отвода обработанной биомассы, отвод биогаза,отличающаяся тем, что реактор снабжен дополнительной камерой, а камеры выполнены в виде вертикальных цилиндров, установленных в ряд на горизонтальное дно реактора впритык друг другу и герметично соединенных с реактором снизу и сверху,устройство для перемешивания сбраживаемой массы выполнено в виде горизонтального вала, пропущенного через все камеры и приводимого во вращение рукояткой вручную, имеющее в каждой камере лопатки,закрепленные к валу с наклоном так, чтобы лопатка доставала дно и верх камеры, трубопровод отвода отработанной биомассы снабжен задвижкой,3 23153 система обогрева биомассы в реакторе содержит водяную рубашку, охватывающей межкамерные пространства, змеевик, соединяющий нижнюю полость водяной рубашки с верхней, печку, закрепленную к реактору, биогазовую горелку,расположенную внутри печки напротив змеевика и соединенную трубопроводом посредством краника с отводом биогаза.