Биоэнергетическая установка для производства биогаза
Изобретение относится к установкам для переработки органических отходов сельскохозяйственного производства в анаэробных условиях и может быть использовано для производства биогаза.
Биоэнергетическая установка содержит метантенк с водяной рубашкой, теплоизоляцией, мешалкой, загрузочным и выгрузочным патрубками, трубопроводы подачи биогаза и газгольдер.
Установка снабжена гелиоколлектором, электроводонагревателем и двигателем Стирлинга в виде термомеханического генератора с расположенной со стороны днища двигателя биогазовой горелкой, которая соединена с трубопроводом для подачи биогаза из газгольдера. В двигателе Стирлинга тепловая энергия сжигаемого в биогазовой горелке биогаза преобразовывается в электрическую энергию и используется для обогрева сбраживаемой в метантенке биомассы до необходимой температуры и обеспечения непрерывной работы системы в периоды отсутствия поступления солнечного излучения. Изобретение обеспечивает автономное энергоснабжение локальных потребителей в сельской местности с комбинированным использованием энергии солнечного излучения и энергии биомассы.
Известна установка для производства биогаза из органических отходов, в частности, предусматривающая для обогрева сбраживаемого субстрата использование солнечной энергии и содержащая метантенк, солнечные коллекторы, теплообменники, газгольдер, компрессор, вентили, котел, насосы, отстойник и регулирующие клапаны (Амерханов РА., Бессараб АС, Драганов Б.Х., Рудобашта СП., Шишко ГГ. Теплоэнергетические установки и системы сельского хозяйства. — М.: Колос-Пресс, 2002. С 269).
Известен также биоэнерго-комлекс, содержащий метантенк, коллектор солнечной энергии, нагреватель сбраживаемой массы (а.с. СССР №1745707, БИ №25, 1992).
Известен биоэнергокомплекс с использованием солнечной энергии для обогрева сбраживаемой биомассы, содержащий метантенк с системой загрузки и выгрузки биомассы, солнечный коллектор с трубопроводами (а.с. СССР №1527191, 06.07. 1987).
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой установке является биоэнергетическая установка, содержащая метантенк с водяной рубашкой, теплоизоляцией, мешалкой, загрузочным и выгрузочным патрубками, трубопроводы для отвода биогаза, электроводонагреватель, трубопроводы подачи биогаза и газгольдер (а.с. №1733407, МКИ С 02 Р 11/04, опубликовано 15.05. 1992).
Недостатком известного био-энергокомплекса является невозможность обеспечения стабильного обогрева сбраживаемого субстрата и обеспечения гарантированного минимума энергоснабжения локальных энергопотребителей в условиях отсутствия централизованного источника электрической энергии, поскольку количество теплоты, поступающей на землю с солнечным излучением, резко колеблется в зависимости от местных климатических условий.
Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение стабильного обогрева сбраживаемого субстрата и гарантированного минимума автономного энергоснабжения локальных потребителей в условиях отсутствия централизованного источника электрической энергии.
В результате использования предлагаемого изобретения повышается КПД и надежность работы биоэнергетической установки для получения биогаза в условиях отсутствия централизованного источника электрической энергии, появляется возможность прямого преобразования тепловой энергии сжигаемого биогаза в электрическую энергию и обеспечения гарантированного минимума энергоснабжения локальных потребителей.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что биоэнергетическая установка, содержащая-метантенк с водяной рубашкой, теплоизоляцией, мешалкой, загрузочным и выгрузочным патрубками,трубопроводы для отвода биогаза, электроводонагреватель, трубопроводы подачи биогаза и газгольдер, снабжена гелиоколлектором, электроводонагревателем и двигателем Стирлинга в виде термомеханического генератора с расположенной со стороны днища двигателя биогазовой горелкой,которая соединена с трубопроводом для подачи биогаза из газгольдера, при этом в двигателе Стирлинга тепловая энергия сжигаемого в биогазовой горелке биогаза преобразовывается в электрическую энергию и используется для обогрева сбраживаемой в метантенке биомассы до необходимой температуры и обеспечения непрерывной работы системы в периоды отсутствия поступления солнечного излучения.
Вырабатываемая двигателем Стирлинга в виде термомеханического генератора электроэнергия используется частично для обогрева метантенка через электроводонагреватель, остальная часть вырабатываемой электрической энергии идет для обеспечения гарантированного минимума энергоснабжения локальных потребителей.
Сущность изобретения поясняется рис 1 и рис.2.
На рис. 1 представлена технологическая схема автономной энергетической установки для получения биогаза и электрической энергии.
На рис.2 представлена конструкция термомеханического генератора — двигателя Стирлинга в сочетании с биогазовой горелкой.
Далее осуществляется утилизация получаемого биогаза: часть получаемого биогаза используется путем непосредственного сжигания в бытовых отопительных газовых приборах; часть его идет по мере необходимости, в периоды отсутствия поступления солнечного излучения, по трубопроводу для подачи биогаза 16 для сжигания в биогазовой горелке 15, расположенной со стороны днища двигателя Стирлинга 17. В двигателе Стирлинга в виде термомеханического генератора тепловая энергия сжигаемого в биогазовой горелке биогаза преобразовывается в электрическую энергию. Полученная таким образом электрическая энергия через электроводонагреватель 14 и трубопроводы воды 13 используется для обогрева сбраживаемой в метантенке биомассы до необходимой температуры и поддерживания ее в постоянном режиме. Далее процесс выработки и использования биогаза и электроэнергии продолжается, как указано выше.
Учитывая, что в настоящее время в условиях высокой стоимости производства и распределения электроэнергии особое внимание привлекают местные топливно-энергетические ресурсы, применение биоэнергетической установки с двигателем Стирлинга в виде термомеханического генератора может существенно повысить уровень энергообеспечения потребителей в условиях отсутствия централизованного энергоснабжения. Формула изобретения Биоэнергетическая установка, содержащая метантенк с водяной рубашкой, теплоизоляцией, мешалкой, загрузочным и выгрузочным патрубками,трубопрово-ды подачи биогаза и газгольдер, отличающаяся тем, что она снабжена гелиоколлектором, электроводонагревателем и двигателем Стирлинга в виде термомеханического генератора с расположенной со стороны днища двигателя биогазовой горелкой, которая соединена с трубопроводом для подачи биогаза из газгольдера, при этом в двигателе Стирлинга тепловая энергия сжигаемого в биогазовой горелке биогаза преобразовывается в электрическую энергию и используется для обогрева сбраживаемой в метантенке биомассы до необходимой температуры и обеспечения непрерывной работы системы в периоды отсутствия поступления солнечного излучения.
Комментариев пока нет
Перейти к разговоруКомментариев пока нет!
Вы должны быть избранным, чтобы начать разговор.