устройство для утилизации продуктов жизнедеятельности животных и птицы

Формула изобретения

1. Устройство для утилизации продуктов жизнедеятельности животных и птицы, содержащее бункер загрузки исходного сырья, реактор пиролиза, состоящий из горизонтального цилиндрического корпуса с узлами отвода парогазовой смеси и твердого углеродоминерального остатка, конденсатор воздушного охлаждения, циклон, газгольдер для сбора несконденсированной части парогазовой смеси, отличающееся тем, что дно реактора пиролиза выполнено в виде сита со сквозными отверстиями, под которым установлен грузонесущий орган вибратора, под ним размещена горизонтальная труба с отверстиями в верхней части для подачи теплоносителя, с одной стороны закрытая заглушкой, а с другой стороны соединенная через калорифер с воздуходувкой и патрубком для подачи теплоносителя, в верхней части реактора расположена камера для сбора топочных и пиролизных газов, соединенная узлом отвода парогазовой смеси с конденсатором воздушного охлаждения, который в нижней части соединен с емкостью для сбора топлива, а в верхней части через циклон и абсорбер - с газгольдером.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вибратор содержит эксцентриковый вал с приводом, соединенный через рычаг посредством шарниров с шатуном, в свою очередь, соединенным с грузонесущим органом, который через плоские пружины соединен с основанием вибратора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области утилизации продуктов жизнедеятельности животных и птицы на сельскохозяйственных предприятиях.

Известна установка для переработки углесодержащих твердых бытовых отходов, состоящая из пиролизной печи с горелками, загрузочного устройства, устройства выгрузки и печи дожига пиролизных газов (RU 55328 U1, МПК В29В 17/00, опубл. 10.08.2006 г.).

Известна установка для переработки органического и минерального вещества в жидкое газообразное топливо, содержащая бункер приема перерабатываемого сырья, дозатор, камеру переработки, емкость для твердого остатка и устройство конденсации топлива (RU 2349624 С1, МПК С10В 53/00, опубл. 20.03.2009 г.).

Недостатком вышеуказанных устройств-аналогов является невозможность утилизации продуктов жизнедеятельности животных и птицы из-за большой температуры в пиролизной печи.

Наиболее близкой к предлагаемому устройству является установка для утилизации птичьего помета, взятая в качестве прототипа, характеризующаяся тем, что она содержит бункер загрузки исходного сырья, реактор пиролиза, состоящий из горизонтального цилиндрического корпуса с узлами отвода парогазовой смеси и твердого углеродоминерального остатка, конденсатор воздушного охлаждения, циклон, устройство для отделения жидкого топлива от воды, газгольдер для сбора несконденсированной части парогазовой смеси (RU 2447045 С1, МПК C05F 3/00, опубл. 26.10.2012 г.).

Недостатком прототипа является низкая скорость пиролиза и невозможность утилизации отходов жизнедеятельности животных.

Задачей предлагаемого устройства является повышение скорости пиролиза, а также возможность утилизации отходов жизнедеятельности животных.

Технический результат достигается тем, что устройство содержит бункер загрузки исходного сырья, реактор пиролиза, состоящий из горизонтального цилиндрического корпуса с узлами отвода парогазовой смеси и твердого углеродоминерального остатка, конденсатор воздушного охлаждения, циклон, газгольдер для сбора несконденсированной части парогазовой смеси, в отличие от прототипа дно реактора пиролиза выполнено в виде сита со сквозными отверстиями, под которым установлен грузонесущий орган вибратора, под ним размещена горизонтальная труба с отверстиями в верхней части для подачи теплоносителя, с одной стороны закрытая заглушкой, а с другой стороны соединенная через калорифер с воздуходувкой и патрубком для подачи теплоносителя, в верхней части реактора расположена камера для сбора топочных и пиролизных газов, соединенная узлом отвода парогазовой смеси с конденсатором воздушного охлаждения, который в нижней части соединен с емкостью для сбора топлива, а в верхней части через циклон и абсорбер - с газгольдером.

Вибратор содержит эксцентриковый вал с приводом, соединенный через рычаг посредством шарниров с шатуном, в свою очередь, соединенным с грузонесущим органом, который через плоские пружины соединен с основанием вибратора.

В заявляемом устройстве повышение скорости пиролиза и утилизация продуктов жизнедеятельности животных возможна за счет использования измельченного навоза и его переработки в виброаэропсевдосжиженном слое реактора.

Кроме того, производимый в устройстве углистый остаток является мелкопористым высокоуглеродистым веществом. Он может использоваться как удобрение, так как в процессе пиролиза в него переходит вся минеральная часть навоза, помета птиц, включающая калий, кальций, фосфор и микроэлементы, улучшающие структуру почвы, создавая комфортный воздушно-влажностный режим корневой системы растений, благодаря исключению чрезмерного увлажнения почв в течение всего срока вегетации.

Устройство, представленное на чертеже, включает бункер 1 загрузки исходного сырья, реактор 2 пиролиза, состоящий из горизонтального цилиндрического корпуса 3 с узлом 4 отвода парогазовой смеси и узлом 5 выгрузки твердого углеродоминерального остатка, конденсатор 6 воздушного охлаждения, циклон 7, газгольдер 8 для сбора несконденсированной части парогазовой смеси, сито 9 со сквозными отверстиями 10, под которым установлен грузонесущий орган 11. Под ситом установлена горизонтальная труба 12 с отверстиями 13 в верхней части для подачи теплоносителя, закрытая заглушкой 14. Труба соединена через калорифер 15 с воздуходувкой 16 и патрубком 17 для подачи теплоносителя. В верхней части реактора расположена камера 18 для сбора топочных и пиролизных газов, емкость 19 для сбора топлива, абсорбер 20. Вибратор 21 состоит из эксцентрикового вала 22 с приводом, соединенным через рычаг 23 посредством шарниров 24 с шатуном 25 и плоских пружин 26.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Отходы, образовавшиеся от жизнедеятельности животных и птицы, предварительно измельчают, затем загружают в бункер 1, из которого они попадают в корпус 3 реактора пиролиза 2. В корпусе реактора отходы опускаются на его дно, выполненного в виде сита 9 со сквозными отверстиями 10, через которые мелкая фракция отходов попадает в грузонесущий орган 11 вибратора 21.

При вращении эксцентрикового вала 22 по часовой стрелке рычаг 23 и соединенный с ним посредством шарниров 24 шатун 25 начинают двигаться вправо, сжимая плоские пружины 26.

Когда шатун займет крайнее правое положение, плоские пружины расжимаются, возвращая шатун в первоначальное состояние. Таким образом, шатун и скрепленный с ним грузонесущий орган совершают возвратно-поступательное движение справа налево в горизонтальном направлении вдоль длины корпуса реактора.

При движении сита мелкая фракция отходов проваливается в сквозные отверстия в грузонесущий орган, а их крупная фракция перемещается вдоль корпуса к узлу отвода твердого углеродоминерального остатка из ректора. Воздействие на слои отходов низкочастотными колебаниями интенсифицирует тепломассообменные процессы и увеличивает скорость пиролиза. Атмосферный воздух, нагнетаемый воздуховкой 16, направляется в калорифер 15, одновременно через патрубок 17 в калорифер подается топочный газ. При сжигании газа теплоноситель через отверстия 13 в горизонтальной трубе 12 и отверстия 10 в сите поступает в корпус реактора. В корпусе происходит быстрый пиролиз отходов в псевдосжиженном слое при температуре 550-600°С. Таким образом отходы обрабатываются в виброаэропсевдосжиженном слое, образуемом потоком раскаленного топочного газа (теплоноситель) перемещающимися снизу вверх и низкочастотными колебаниями вибратора. Топочные и пиролизные газы через камеру 18 для сбора отводятся из корпуса реактора пиролиза в конденсатор 6 воздушного охлаждения. В конденсаторе конденсируются все компоненты газов (вода, составные части топлива), образуя жидкую фракцию, которая через трубопровод направляется в емкость 19. В емкости топливо отделяется от воды и может быть направлено в топку для сжигания. Несконденсированная часть газов, состоящая из двуокиси углерода (СO₂), окиси углерода (СО), водорода (Н₂), метана (СН ₄), углеводородов группы С₂-С₅, отводится из конденсатора, очищается от механических примесей в циклоне 7 и абсорбере 20 и собирается в газгольдере 8.

Реализация изобретения позволяет значительно повысить скорость пиролиза продуктов жизнедеятельности животных и птицы на сельскохозяйственных предприятиях.