×
27.01.2014
216.012.9b69

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ТВЕРДЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ СУБСТРАТОВ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к методам переработки различных видов твердых субстратов с содержанием органического биоразлагаемого вещества не менее 20% от общей массы отходов. Изобретение может применяться в качестве самостоятельного технологического процесса или в составе комплексных технологических линий. Исходный субстрат помещают в метантенк с возможностью постепенного перемещения внутри перфорированной трубы через жидкостную анаэробную зону метантенка с последующей переработкой растворимого, тонко- и среднедисперсного органического вещества субстратов в газообразный энергоноситель и механически обезвоженную твердую фракцию, которую подвергают термохимической газификации с получением синтез-газа и твердого остатка. Жидкую фракцию после обработки в анаэробном биореакторе с прикрепленной микрофлорой возвращают в метантенк, а твердую фракцию эффлюента метантенка используют для приготовления удобрений. Механически обезвоженную твердую фракцию перед термохимической газификацией подсушивают с использованием продуктов сгорания синтез-газа. Технический результат - повышение интенсивности процесса метаногенеза, улучшение массогабаритных показателей установки, газификация невымываемой негидролизуемой части отходов и полезное использование органического вещества эффлюента, обогащенного азотом в подвижной форме. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Предлагаемый способ относится к методам переработки различных видов твердых субстратов с содержанием органического биоразлагаемого вещества не менее 20% от общей массы отходов. Данный способ, в зависимости от вида и морфологического состава отходов, может применяться в качестве самостоятельного технологического процесса или в составе комплексных технологических линий.

Областью применения способа является любой тип промышленного, сельскохозяйственного и муниципального производства, связанного с переработкой органических субстратов и отвечающего следующим требованиям субстрата:

- исходные (отходы) не должны содержать металлические, минеральные и иные включения, не поддающиеся биологической и термохимической переработке (газификации);

- в исходных отходах должны отсутствовать крупноразмерные твердые включения (свыше 30-50 мм), не поддающиеся разложению и диспергированию в водной среде.

В случае необходимости, в составе технологических линий должны предусматриваться процессы предварительного дробления и сепарации.

Согласно предлагаемому изобретению могут перерабатываться в газообразные энергоносители (биогаз и синтез-газ), а также в удобрения следующие виды субстратов: пищевые, растительные отходы, твердые экскременты с подстилочным материалом, в том числе в смеси с бумагой, картоном, пластмассой, что в исходной смеси содержится не менее 20% органического вещества (предпочтительно не менее 45%).

Известны способы переработки твердых органосодержащих отходов в метантенке. Согласно способу по патенту России №2551536, кл. C02F 3/28. исходные отходы элеваторной установкой загружают последовательно в камеры метанового брожения, при этом невымываемая и нерастворимая части отходов остаются в элеваторе, затем выгружаются из рабочего пространства метантенка.

Поступившее в жидкую рабочую среду метантенка органическое вещество перерабатывается в биогаз (до 40-50%).

Недостатками способа аналога являются неудовлетворительные массогабаритные показатели системы «метантенк - элеваторная установка», что обусловлено низкой интенсивностью процессов перехода органического вещества из ковшей элеваторной установки в камеры брожения, громоздкостью установки и низкой концентрацией анаэробной биомассы в рабочем пространстве метентенка.

В известной степени указанные недостатки устранены в способе согласно патента Великобритании №2282337, кл. C02F 11/04.

В способе-прототипе исходные отходы загружаются в метантенк через гидрозатворное устройство, связанное с перфорированной трубой, размещенной в рабочем пространстве метантенка.

Перемещение отходов и переход вымываемой и растворимой части органических отходов в дисперсную фазу обеспечивается шнековым транспортером.

В верхней части перфорированной трубы, размещенной вне рабочего пространства метантенка, предусмотрено обезвоживание отходов посредством подпружиненного диска с отверстиями, перекрывающего выход из перфорированной трубы.

Способ-прототип реализуется следующим образом. Исходные органические отходы помещаются вовнутрь перфорированной трубы и перемещаются внутри метантенка в непрерывном контакте с рабочей средой, содержащей взвешенную анаэробную микрофлору. Органические вещества поступают в рабочую среду через перфорацию в растворенном, тонко- и среднедисперсном виде, обеспечивая тем самым необходимые условия метаногенеза по питанию субстратом. Образовавшиеся при этом биогаз, а также жидкая и сгущенная фракции эффлюента отводятся через соответствующие патрубки для последующего использования. Перед выгрузкой твердый остаток частично обезвоживается в верхней части перфорированной трубы вне метантенка.

Основным недостатком способа прототипа является сравнительно низкая интенсивность процесса метаногенеза из-за низкой концентрации анаэробной биомассы и, как следствие, неудовлетворительные массогабаритные показатели установки для реализации способа. Другим недостатком является отсутствие обезвреживания (переработки, компактирования) невымываемой негидролизуемой части отходов. Органическое вещество эффлюента, обогащенное азотом в подвижной форме, полезно не используется.

Задачей изобретения является устранение вышеуказанных недостатков, а также существенное расширение области применения методов газификации органических отходов.

В результате использования предлагаемого изобретения повышается интенсивность процессов гидролиза и метаногенеза, увеличивается удельный выход биогаза и уменьшается суммарный объем основного оборудования.

Технический результат достигается тем, что исходный субстрат помещают в метантенк с возможностью постепенного перемещения внутри перфорированной трубы через жидкостную анаэробную зону метантенка с последующей переработкой растворимого, тонко- и среднедисперсного органического вещества субстратов в газообразный энергоноситель и механически обезвоженную твердую фракцию, механически обезвоженную твердую фракцию подвергают термохимической газификации с получением синтез-газа и твердого остатка, жидкую фракцию после обработки в анаэробном биореакторе с прикрепленной микрофлорой возвращают в метантенк, а твердую фракцию эффлюента метантенка используют для приготовления удобрений, при этом механически обезвоженную твердую фракцию перед термохимической газификацией подсушивают с использованием продуктов сгорания синтез-газа.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется фигурой, на которой представлена схема реализации способа.

Способ реализуется следующим образом. Исходные отходы через гидрозатвор 1 загружаются в перфорированную трубу 2, оснащенную транспортирующим механизмом, например шнеком 3, и размещенную в рабочем пространстве метантенка 4.

По мере перемещения (с возможностью реверсирования) отходов внутри перфорированной трубы 2 дисперсная среда (вода) проникает через перфорацию внутрь трубы и, в условиях механического воздействия на твердую фазу, вымывает и растворяет органическое вещество твердой фазы. Рабочая (жидкая) среда 5 метантенка 4 при этом обогащается органическим веществом в растворенном, тонко- и среднедисперсном виде (с размерами частиц не более 2-5 мм). Таким образом, создаются необходимые условия развития метаногенной анаэробной микрофлоры, а образующийся в процессе метаногенеза биогаз отводится по трубопроводу 6 накопитель 7 для последующего энерготехнологического использования. В силу отсутствия интенсивного перемешивания рабочей среды 5 в метантенке 4 происходит расслоение среды, с образованием осадочной части 8 и надосадочной части 9, причем надосадочная часть 9 занимает не менее 50% рабочей среды 5.

Для сокращения размеров надосадочной части 9 и соответствующего снижения объема метантенка 4 при сохранении количества вырабатываемого биогаза и увеличении содержания в нем целевого продукта - метана, из верхней части рабочей среды 5 метантенка 4 осуществляется непрерывный отбор дисперсной среды с последующей ее подачей в анаэробный биореактор с прикрепленной микрофлорой (например, биофильтр). При этом процесс очистки дисперсной среды осуществляется в интенсивном (проточном) режиме при рабочем объеме анаэробного биореактора 10, примерно в 2-5 раз меньшем объема надосадочной части 9. Применение прикрепленной микрофлоры позволяет снизить зависимость процесса метаногенерации от температурных условий (возможен температурный диапазон 20-30°С, в то время как соответствующий показатель для метантенка 4 составляет 33-57°С).

Очищенная и стабилизированная в анаэробном биореакторе 10 дисперсная среда подается в гидрозатвор 1 для первичного увлажнения отходов.

Биогаз поступает в накопитель 7. Отходы с пониженной концентрацией органического вещества поступают далее в секцию механического обезвоживания 11 перфорированной трубы 2, размещенную вне корпуса метантенка 4. Механическое обезвоживание может осуществляться методом прессования в сочетании с гравитационным методом. Так как отходы, подвергающиеся переработке согласно данному способу, в основном обладают высокой гигроскопичностью, то может быть достигнута относительная влажность 30-45%. Это создает возможность их последующей термохимической переработки в газогенераторе 12 с получением синтез-газа с калорийностью до 5-15 мДж/м3, в зависимости от состава отходов, и твердого остатка (золы). В случае необходимости часть синтез-газа может подаваться в скруббер 13 для его очистки с одновременным подогревом рециркулирующей дисперсной среды из биореактора 10. Твердую фракцию эффлюента из осадочной части 8 метантенка 5, содержащую до 4% азота, направляют на участок приготовления удобрений 14.

После очистки в скруббере 13 синтез-газ утилизируется в генераторе тепловой энергии 15 или энерготехнологического агрегата. Продукты сгорания, образовавшиеся при сжигании синтез газа, могут быть использованы для подсушивания механически обезвоженной твердой фракции в сушилке 16.

Биогаз может быть направлен на утилизацию в энерготехнологическом агрегате или когенерационной установке 17, при этом часть теплоносителя из генератора тепловой энергии и (или) когенерационной установки 17 может быть использована для стабилизации температурного режима в метантенке 4.


СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ТВЕРДЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ СУБСТРАТОВ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 28.
27.01.2013
№216.012.1f24

Аппарат для обработки ферментированных органических субстратов

Изобретение относится к устройствам для обработки органических субстратов, таких как бесподстилочный навоз, осадки и илы сооружений биологической очистки хозяйственных и производственных сточных вод. Аппарат для обработки ферментированных органических субстратов состоит из вертикального корпуса...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473473
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.1f59

Установка для переработки органических отходов растительного и животного происхождения

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Установка для переработки органических отходов растительного и животного происхождения, состоящая из метантенка с патрубками загрузки и разгрузки, парового котла и парового эжектора, причем метантенк связан с паровым котлом посредством линии подачи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473526
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.04.2013
№216.012.34a2

Система аналитического выявления проблемных вопросов в нормах правового регулирования

Изобретение относится к автоматизированным информационно-поисковым системам. Техническим результатом является повышение эффективности и расширение функциональных возможностей формирования базы данных. Автоматизированная аналитическая информационная система мониторинга нормативных правовых актов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479017
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.12.2013
№216.012.8881

Устройство для аэробно-анаэробной обработки органических субстратов

Изобретение относится к области переработки концентрированных органических субстратов - бесподстилочного навоза, помета, осадков локальных очистных сооружений перерабатывающих производств, отходов механобиологической очистки городских сточных вод - в газообразный энергоноситель - биогаз и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500627
Дата охранного документа: 10.12.2013
10.12.2013
№216.012.8882

Способ переработки органических субстратов в удобрения и газообразный энергоноситель

Предлагаемый способ относится к области утилизации концентрированных органических субстратов, таких как бесподстилочный навоз, помет, осадки и илы сооружений механо-биологической очистки хозяйственно-бытовых и близких к ним по составу производственных сточных вод. Способ переработки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500628
Дата охранного документа: 10.12.2013
20.12.2013
№216.012.8ac4

Способ получения растениеводческой продукции в культивационных сооружениях и метана с использованием биоэнергетического потенциала бесподстилочного навоза

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Согласно предложенному способу бесподстилочный навоз подвергают анаэробной переработке в метантенке с получением биошлама и биогаза. Биошлам разделяют на твердую и жидкую фракции, твердую фракцию подвергают термохимической переработке с получением...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501207
Дата охранного документа: 20.12.2013
20.01.2014
№216.012.97a5

Способ биологической обработки концентрированных органических субстратов с получением удобрений, газообразного энергоносителя и технической воды и устройство для его реализации

(57) Изобретение относится к области утилизации концентрированных органических субстратов. Источниками таких субстратов могут быть предприятия агропромышленного комплекса - животноводческие и птицеводческие комплексы (бесподстилочный навоз, помет), перерабатывающие предприятия. Субстратами...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504520
Дата охранного документа: 20.01.2014
27.01.2014
№216.012.9b66

Аппарат для биохимической переработки жидких и полужидких органических субстратов

Изобретение относится к области переработки органических субстратов влажностью 95-97% с концентрацией органического вещества не менее 20 г/л. Такими субстратами являются полужидкий и жидкий навоз, образующийся при самосплавном навозоудалении, первичный осадок и сгущенный активный ил из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505488
Дата охранного документа: 27.01.2014
27.01.2014
№216.012.9b68

Устройство для утилизации органических субстратов с влажностью 92-99% с получением органических удобрений и электроэнергии

Изобретение может быть использовано в сельском хозяйстве в составе животноводческих и растениеводческих комплексов, жилищно-коммунальном хозяйстве (городских и поселковых сооружений биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод), перерабатывающих производствах. Устройство содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505490
Дата охранного документа: 27.01.2014
20.05.2014
№216.012.c62d

Установка для переработки влажных органических субстратов в газообразные энергоносители

Изобретение относится к области термохимической переработки влажных органических субстратов и к области получения газообразного топлива. Установка для переработки влажных органических субстратов в газообразные энергоносители состоит из последовательно расположенных механического обезвоживающего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516492
Дата охранного документа: 20.05.2014
Показаны записи 1-10 из 61.
10.01.2013
№216.012.16db

Способ и устройство заграждения от лучей солнца на пастбищах

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может использоваться для заграждения пастбищ от лучей солнца. Техническим результатом изобретения является увеличение заграждаемых площадей пастбищ, адаптация устройства под изменяющиеся погодно-климатические условия. Способ заграждения от лучей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471343
Дата охранного документа: 10.01.2013
27.01.2013
№216.012.1e20

Способ и устройство очистки воздушной среды животноводческих и птицеводческих помещений

Изобретение относится к способам очистки воздушной среды, преимущественно сельскохозяйственных помещений, для содержания животных. Способ предусматривает обработку воздуха озоном. Воздух удаляют из животноводческого помещения. Далее воздух охлаждают и создают условия для образования водяного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473213
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.04.2013
№216.012.3855

Способ сушки зерна в бункерах активного вентилирования

Способ сушки зерна в бункерах активного вентилирования заключается в том, что перед загрузкой в бункер активного вентилирования зернистый материал подвергают воздействию СВЧ поля. После обработки полем СВЧ материал загружают в бункер и вентилируют заданное время, затем дозированно, порциями...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479982
Дата охранного документа: 27.04.2013
20.05.2013
№216.012.41bf

Установка автоматического слежения приемной панели за солнцем

Изобретение относится к области гелиотехники, в частности к устройствам, которые используются для ориентации рабочей поверхности солнечных модулей, водонагревателей (гелиосистем) и т.д. перпендикулярно лучам солнечного излучения. Установка автоматического слежения приемной панели за Солнцем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482401
Дата охранного документа: 20.05.2013
20.08.2013
№216.012.5fc2

Устройство и способ бесконтактной передачи электрической энергии на электротранспортное средство

Изобретение относится к области транспорта и может быть использовано для электропитания троллейбусов, электромобилей, трамваев, электротракторов, электровозов. В устройстве содержится источник энергии, преобразователь частоты, резонансный контур, повышающий резонансный высокочастотный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490146
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.09.2013
№216.012.69f4

Прицепная установка для приготовления комбикормов и кормовых смесей

Прицепная установка содержит раму, установленную на шасси, бункер-смеситель, подающий и разгрузочные конвейеры, систему привода рабочих органов, малый бункер для белковых добавок, плющилку или дробилку. В дробильной камере размещен молотковый ротор. Ротор снабжен вентиляторами и перегородками....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492775
Дата охранного документа: 20.09.2013
10.12.2013
№216.012.8881

Устройство для аэробно-анаэробной обработки органических субстратов

Изобретение относится к области переработки концентрированных органических субстратов - бесподстилочного навоза, помета, осадков локальных очистных сооружений перерабатывающих производств, отходов механобиологической очистки городских сточных вод - в газообразный энергоноситель - биогаз и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500627
Дата охранного документа: 10.12.2013
10.12.2013
№216.012.8882

Способ переработки органических субстратов в удобрения и газообразный энергоноситель

Предлагаемый способ относится к области утилизации концентрированных органических субстратов, таких как бесподстилочный навоз, помет, осадки и илы сооружений механо-биологической очистки хозяйственно-бытовых и близких к ним по составу производственных сточных вод. Способ переработки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500628
Дата охранного документа: 10.12.2013
20.12.2013
№216.012.8abc

Устройство уничтожения сорных растений

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к устройствам для уничтожения сорных растений, предусматривающим воздействие тока высокого напряжения. Устройство содержит подвижный агрегат, источник электроэнергии и рабочие органы. Источник электроэнергии...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501199
Дата охранного документа: 20.12.2013
20.12.2013
№216.012.8abe

Способ обеззараживания зерна

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к обеззараживанию зерна. Способ обеззараживания зерна включает обработку зерна полем СВЧ, которое подают в слой материала периодически для перемещения влаги в зерновке от ее центра к поверхности. Затем с помощью поля СВЧ нагревают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501201
Дата охранного документа: 20.12.2013
+ добавить свой РИД