Получение биотопливо из отходов сельского хозяйства.
Компостирование органических отходов.
Компостирование – это экзотермический процесс биологического окисления, в котором органический субстрат подвергается аэробной биодеградации смешанной популяцией микроорганизмов в условиях повышенной температуры и влажности. В процессе биодеградации органический субстрат претерпевает физические и химические превращения с образованием стабильного гумифицированного конечного продукта.
Отходы, поддающиеся компостированию городской мусор, навоз, отходы растениеводства, сырой активный ил и нечистоты. В процессе компостирования удовлетворяется в основном потребность в кислороде, органические вещества переходят в более стабильную форму, выделяются диоксид углерода и вода и возрастает температура. В естественных условиях процесс биодеградации протекает медленно, на поверхности земли, при температуре окружающей среды и в основном в анаэробных условиях. Естественный процесс разложения может быть ускорен, если перерабатываемый субстрат собрать в кучи, что позволит сохранить часть теплоты, выделяющейся при ферментации, и достигнуть более высокой скорости реакции. Этот ускоренный процесс и есть процесс компостирования.
Важными параметрами являются соотношение углерода и азота и мультидисперсность субстрата, необходимая для нормальной аэрации. Навоз, сырой активный ил и многие растительные отходы имеют низкое отношение углерода к азоту, высокую влажность и плохо поддаются аэрации. Их необходимо смешивать с твёрдым материалом, собирающим влагу, который обеспечит дополнительный углерод и нужную для аэрации структуру смеси.
|
|
|
В процессе компостирования принимает участие множество видов бактерий – более 2000 и не менее 50 видов грибов. Эти виды можно подразделить на группы по температурным интервалам, в которых каждая из них активна. Для психрофилов предпочтительна температура ниже 200С, для мезофиллов – от 20 до 400С и термофилов – свыше 400С. Микроорганизмы, которые преобладают на последней стадии компостирования, являются, как правило, мезофилами.
Установка для переработки органических отходов.
Создание крупных птицеводческих и животноводческих комплексов привело к резкому обострению проблемы переработки их отходов. Практически весь вырабатываемый навоз сбрасывается в неприспособленные для хранения места, что вызывает отравление поверхностных и подземных водоемов, нитратное загрязнение сельскохозяйственной продукции, а также распространение заболеваний человека и животных. Для решения этой проблемы была изобретена установка для переработки органических отходов.
|
|
|
5.3. Установки для переработки органических отходов используется в сельскохозяйственном машиностроении, в частности в устройствах для сбраживания помета птиц. Сущность изобретения: устройство реактора для сбраживания помета имеет приспособления для перемешивания и иммобилизующие устройства. На выходе теплообменника установлен смеситель. Выделившийся при сбраживании биогаз сжижается в топке и используется для сушки твердой фракции сброженного помета. В результате получаются органические удобрения и биогаз, который может быть использован на биоэнергетических установках птицеводческих ферм.
Установка работает следующим образом. Ежедневно суточная порция исходного помета (величиной от 1/10 до 1/4 массы помета, находящегося в установке) из пометосборника насосом подается через теплообменник в смеситель , в котором он разбавляется водой и жидкой фракцией сброженного помета до требуемой влажности, преимущественно от 80 до 95% В теплообменнике происходит теплообмен поступающего свежего помета с частью жидкой фракции сброженного помета, поступающей в емкость для хранения фильтрата. Разбавленный до требуемой концентрации помет поступает в реактор первой ступени сбраживания, в котором протекают реакции гидролиза растительных полимеров и кислотообразования с последующим образованием уксусной кислоты и водорода. Затем массу передают в реактор второй ступени сбраживания, в котором из образовавшейся уксусной кислоты и водорода происходит генерация метана и углекислого газа, входящих в состав биогаза. В течение всего цикла сбраживания биогаз из реакторов обеих ступеней отбирается и хранится в газгольдере, откуда подается в топку для его сжигания. Горячие топочные газы из топки поступают в сушильную установку, где они используются для сушки твердой фракции сброженного помета, после чего попадают в мокрый скруббер , в котором происходит очистка отработавших топочных газов от частиц твердой фазы и утилизация их остаточного тепла.
|
|
|
Одновременно с загрузкой порцию сброженного помета в количестве, равном суточной порции загружаемого разбавленного помета, передают на устройство для разделения помета на твердую и жидкую фракции, например барабанный вакуум-фильтр. Твердая фракция помета передается в сушильную установку , где происходит удаление избыточной влаги. Величина остаточной влажности (не выше 10-20% ) должна обеспечить сохранность полученного органоминерального удобрения и постоянства содержания его основных элементов (азот, фосфор, калий). Высушенная твердая фракция передается в емкость для хранения. Часть жидкой фракции, полученной при разделении сброженного помета, в количестве 10-50% от массы воды, необходимой для разбавления разовой порции исходного помета до требуемой концентрации, подается в мокрый скруббер, где при контакте с отходящими топочными газами жидкая фракция улавливает частицы высушенной твердой фазы, нагревается за счет утилизации тепла отработавших топочных газов и подается в смеситель 4, в котором смешивается с поступающим свежим пометом. Другая часть жидкой фракции подается в теплообменник, отдавая свое тепло поступающему исходному помету, после чего накапливается в емкости для накопления и хранения жидкой фракции.
|
|
|
Поддержание температурного режима в реакторах обеих ступеней сбраживания осуществляется при помощи горячей воды, подаваемой в теплообменники, расположенные в контуре рециркуляции ферментационной среды.
Перемешивание в реакторах осуществляется непрерывно в течение всего цикла сбраживания при помощи ввода ферментационной среды рециркуляционными насосами через сопло тангенциально в нижнюю часть биореакторов и, что позволяет организовать более интенсивный теплообмен и гомогенизацию ферментационной среды, и таким образом интенсифицировать процесс метаногенеза.
Иммобилизационное устройство представляет собой слой колец из инертного материала (например поливинилхлорида, полиэтилена или какого-либо другого), расположенный между двумя съемными решетками, закрепленными в верхней части слоя ферментационной жидкости в аппаратах обеих стадий сбраживания. Иммобилизационное устройство служит для закрепления осуществляющей метаногенез микрофлоры в аппарате.
УСТАНОВКА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ, преимущественно куриного помета, содержащая сборник исходного помета, соединенный посредством насоса и теплообменника с реакторами сбраживания помета, имеющими приспособления для перемешивания и иммобилизующие устройства, разделитель сброженного помета на твердую и жидкую фракции, газгольдер, соединенный с реакторами сбраживаемого помета и топкой для сжигания биогаза, сушилку твердой фракции, патрубки отвода твердой и жидкой фракций, накопитель жидкой фракции, насосы, отличающаяся тем, что она снабжена установленным на выходе теплообменника смесителем и приспособлением для мокрой очистки топочных газов, расположенным на выходе сушилки твердой фракции, которая посредством патрубка отвода твердой фракции соединена с разделителем помета на твердую и жидкую фракции, при этом разделитель посредством патрубков отвода жидкой фракции соединен со смесителем и приспособлением для мокрой очистки топочных газов, а также через указанный теплообменник с накопителем жидкой фракции.
Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 610; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!