установка для переработки органического сырья

Формула изобретения

1. Установка для переработки органического сырья, включающая систему подачи исходного сырья, анаэробный биореактор, нагреватель биомассы, систему отвода биогаза, систему удаления биомассы, систему управления процессом, отличающаяся тем, что в систему подачи исходного сырья включен механизм для измельчения и перемешивания исходного сырья с системой подогрева исходного сырья, состоящий из приемной воронки, механизма измельчения, механизма перемешивания, системы подогрева, включающей рабочие лопатки, установленные на двух полых валах, образующих две батареи, имеющие разные направления вращения, при этом нагреватель биомассы выполнен в полых валах двух батарей посредством продольных сквозных отверстий с возможностью пропускания через них теплоносителя.

2. Установка по п.1 имеет устройство для очистки газа, для выработки электрической и тепловой энергии имеется когенерационная установка, а также сепаратор для разделения отработанной биомассы на твердую и жидкую фракции.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для переработки разнообразного органического сырья, например растительных и хозяйственных отходов, навоза, птичьего помета, сточных вод и т.п., с получением экологически чистого органического удобрения и биогаза, в отраслях сельского хозяйства, энергетике и жилищно-коммунальном хозяйстве.

Известна биогазовая установка для переработки навоза [патент RU 2365080 C2, A01C 3/02, опубл. 27.08.2009], включающая в себя железобетонную конструкцию, выполненную в виде радиальных емкостей дозревателей, кольцо гидрозатвора, емкость реактора, нагреватели, трубопровод подачи субстрата с рассекателем, трубопровод отвода сброженной массы, устройство для отвода биогаза.

Однако данное устройство требует капитального строения железобетонных конструкций и фундаментов и потому не может переставляться к местам складирования органического сырья.

Кроме этого в известном устройстве отсутствует механизм для измельчения и перемешивания исходного сырья, что увеличивает время биологической переработки и снижает производительность труда.

Также известна установка для переработки органических отходов [патент RU № 2370457 C1, C02F 3/28, опубл. 20.10.2009], принятая за прототип, включающая анаэробный биореактор, нагреватель биомассы, систему подачи исходного сырья, систему отвода биогаза, систему удаления жидких органических удобрений и систему управления технологическим процессом.

Недостатки установки: отсутствие в ней механизма для измельчения и перемешивания исходного сырья и не обеспечивается возможность получения однородной массы. Кроме этого нагреватели биомассы установлены неподвижно и имеют тем самым низкую теплоотдачу. Известная установка выполнена на фундаменте, этим самым исключается возможность ее перемещения к местам хранения исходного сырья.

Целью изобретения является повышение интенсивности процесса газообразования, автоматизации биологического процесса сбраживания, возможность использования установки в условиях пониженной температуры окружающего воздуха и неоднородности исходного сырья.

Задача изобретения достигается тем, что в установке для переработки органического сырья, включающей систему подачи исходного сырья, анаэробный биореактор, нагреватель биомассы, систему отвода биогаза, систему удаления биомассы, систему управления процессом, в систему подачи исходного сырья включен механизм для измельчения и перемешивания исходного сырья с системой подогрева исходного сырья, состоящий из приемной воронки, механизма измельчения, механизма перемешивания, системы подогрева, включающей рабочие лопатки, установленные на двух полых валах, образующих две батареи, имеющие разные направления вращения, при этом нагреватель биомассы выполнен в полых валах двух батарей посредством продольных сквозных отверстий с возможностью пропускания через них теплоносителя. Кроме того, для получения на выходе готового продукта газ CH ₄ и CO₂ установка имеет устройство для очистки газа, для выработки электрической и тепловой энергии имеется когенерационная установка, а также сепаратор для разделения отработанной биомассы на твердую и жидкую фракции.

На фиг.1 показана схема установки для переработки органического сырья. На фиг.2 (поз.1 на фиг.1) - механизм для измельчения и перемешивания исходного сырья. На фиг.3 (поз.А на фиг.2) - выносной элемент. На фиг.4 (поз.Б на фиг.2) - выносной элемент.

Установка для переработки органического сырья состоит из системы подачи исходного сырья 1, анаэробного биореактора 2, системы отвода биогаза 3, устройства для очистки газа 4, когенерационной установки 5, системы управления процессом 6, системы удаления биомассы 7, сепаратора 8.

Механизм для измельчения и перемешивания исходного сырья с системой подогрева исходного сырья состоит из приемной воронки 9, механизма измельчения 10, механизма перемешивания 11, системы подогрева 12.

Установка для переработки органического сырья работает следующим образом. Исходное сырье загружается в приемную воронку 9 системы подачи исходного сырья 1, где сырье в механизме измельчения исходного сырья 10 измельчается до необходимых размеров, откуда самотеком поступает на механизм перемешивания исходного сырья 11, где приобретает однородность массы за счет встречного вращения лопаток рабочих органов, а с помощью системы подогрева исходного сырья 12 масса подогревается до необходимой температуры за счет прохождения подогретой жидкости в полых валах рабочих органов. Далее подогретое, однородное, очищенное сырье поступает в анаэробный биореактор 2, в котором имеется система поддержания оптимальной температуры биомассы. Также анаэробный биореактор 2 снабжен приборами контроля давления в реакторе, системой перемешивания сырья и прибором контроля протекания биологического процесса, позволяющим регулировать процесс сбраживания путем добавления необходимой порции катализаторов в анаэробный биореактор 2 с выводом данных на систему управления процессом 6, в результате чего осуществляется автоматизация процесса. Отработанная биомасса поступает в систему удаления биомассы 7, после чего идет на сепаратор 8 для разделения на жидкую и твердую фракции, а выделенный биогаз накапливается в системе отвода биогаза 3, откуда поступает на установку очистки газа 4 и далее на когенерационную установку 5 для выработки электрической и тепловой энергии либо потребителю в виде газа.

Устройство позволяет повысить интенсивность процесса газообразования, автоматизацию биологического процесса сбраживания, возможность использования установки в условиях пониженной температуры окружающего воздуха и неоднородности исходного сырья. Кроме того, предлагаемая установка не имеет фундамента, что обеспечивает возможность ее перемещения к местам хранения исходного сырья.