Тема 1.25 Технология механизированных работ удаления и переработки навоза

3

Тема 1.25 Технология механизированных работ удаления и переработки навоза

Занятие № 48

Литература:

Основная: ОИ1 А.И. Купреенко, Х.М. Исаев, Технологи механизированных работ в животноводстве М.: «Академия», 2018. – 240 с.

Дополнительная: ДИ1 Н.Н. Белянчиков, А.И. Смирнов «Механизация животноводства и кормопроизводства» М.1990 г. – 432с.

Самостоятельная работа (вопросы для изучения): 1. Биогазовые установки

План занятия:

1. Назначение, устройство, рабочий процесс оборудования для транспортировки навоза и подготовка его к работе

2. Назначение, устройство, рабочий процесс биогазовых установок и подготовка их к работе

1. Назначение, устройство, рабочий процесс оборудования для транспортировки навоза

и подготовка его к работе

Механическое удаление навоза. Для механического удаления навоза из животноводческих помещений используются транспорт­ные средства, загружаемые наклонными навозоуборочными транс­портерами или бульдозерами-погрузчиками. Однако этот способ приводит к загрязнению территории фермы навозом вследствие негерметичности кузовов транспортных средств или их перепол­нения. При неблагоприятной эпидемиологической обстановке на ферме это может приводить к распространению заболеваний среди животных. Этот недостаток устраняется при использовании порш­невой установки для транспортирования навоза УТН-10А.

У становка для транспортирования навоза УТН-10А (рис. 8.5, а) состоит из следующих основных сборочных единиц: порш­невой насос 2, гидроприводная станция 5, навозопровод 1 и шкаф управления 7. Поршневой насос обеспечивает перемещение навоза по трубопроводу с помощью поршня, совершающего возвратно- поступательное движение в рабочем цилиндре. К корпусу поршне­вого насоса присоединен направляющий переходник, к которому приварен навозопровод. К переходнику крепится рама с проушинами для присоединения двух гидроцилиндров привода поршня. Поршень уплотняется двумя манжетами двустороннего действия. В корпусе насоса установлен всасывающе-нагнетательный клапан на двух шариковых подшипниках, вмонтированных в боковые крышки корпуса насоса. Он приводится в действие гидроцилиндром, кото­рый штоком соединен с рычагом проушиной с рамой. В корпусе насоса установлены два ограничительных болта клапана.

Рис. 8.5. Общий вид (а) и схема технологического процесса [б] установки для транспортирования навоза УТН-10А: 1 — навозопровод; 2 — поршневой насос; 3, 4 и 8 — маслопроводы; 5 — гидропри­водная станция; 6 — электроконтактный манометр; 7 — шкаф управления; 9 — во­ронка; 10 — скребковый транспортер; 11 — загрузочная воронка; 12 — рабочая камера; 13 — клапан; 14 — навозопровод; 15 — поршень насоса

Автоматическое управление работой поршневого насоса обе­спечивается двумя реверсивными золотниками. Система переклю­чения золотников состоит из штанг, пружин, шайб, упоров и тяги. С помощью рычага на тяге переключаются реверсивные золотники. Для предотвращения прокручивания поршня на раме установлена направляющая рейка, а на поршне — ползун. Для разгрузки корпуса насоса и оси клапана установлена распорка. Рама насоса закрыва­ется кожухом. Воронка поршневого насоса состоит из двух частей: верхней и нижней, которые при монтаже свариваются встык.

Гидроприводная станция создает давление масла в гидросистеме и через исполнительные органы приводит в действие поршневой насос. Станция состоит из электродвигателя, шестеренного насоса и гидробака. Электродвигатель соединен с шестеренным насосом через зубчатую муфту. На внутренней стороне крышки гидробака расположены предохранительный клапан и фильтр тонкой очистки масла. В нижней части бака установлена сливная пробка с магни­том.

Предохранительный клапан служит для ограничения давления в гидросистеме. Он состоит из корпуса, шарика и упора, поджи­маемого пружиной с помощью регулировочного винта. Клапан ре­гулируют на давление 10 МПа и пломбируют. Уровень масла в баке контролируют по маслоизмерителю, расположенному на боковине бака и состоящему из фланца, масломерного стекла и прокладок. Внутренняя полость бака соединена с атмосферой через сапун.

Навозопровод служит для соединения поршневого насоса с на­возохранилищем. Навозопровод состоит из металлических труб с внутренним диаметром 315 мм. Принцип работы установки за­ключается в следующем (рис. 8.5, б). Навоз, подаваемый скребко­вым транспортером или скреперной установкой из помещения, под воздействием собственной массы и вакуума, создаваемого насосом, поступает через загрузочную воронку в рабочую камеру. После за­полнения рабочей камеры клапан перекрывает окно загрузочной воронки и открывает нагнетательный канал навозопровода. Пор­шень насоса, совершая рабочий ход, выталкивает навоз из рабочего цилиндра по навозопроводу в хранилище. В случае отклонения от нормального режима установка автоматически отключается и за­горается лампа «Авария». После устранения причины отключения для повторного включения установки необходимо выключить и по­вторно включить выключатель «Авария», при этом лампа гаснет.

Подача навоза поперечным транспортером в установку УТН-10А должна быть равномерной и не должна превышать 10 м³/ч. Приме­нение соломистой подстилки длиной более 100 мм не допускается.

Ш неково-центробежный насос для жидкого навоза НЖН-200 (рис. 8.6) предназначен для перекачки навоза из приемников в транспортные средства или навозохранилище. Насос 4 с электро­двигателем 11 и напорной трубой 10 смонтированы на поворотной раме 5 с пневматическими колесами, которая электролебедкой 7 и тросом 9 устанавливается при рабочем положении вертикально, а при переездах — горизонтально.

Насос помещают в навозосборнике 1 и включают его в работу. При этом мешалка 2 интенсивно перемешивает навоз и он через окно засасывается в корпус шнека 3, захватывается и подается на рабочее колесо насоса. Соломистые составляющие измельчаются ножами измельчителя, расположенными между шнеком и рабочим колесом, и еще раз дополнительно — между штифтами в корпусе насоса, и концентрическими канавками в диске рабочего колеса. Далее лопастями колеса навоз выбрасывается из корпуса в напор­ную трубу для загрузки в транспортные средства или перекачивания в навозохранилище. По мере понижения уровня навоза в приемни­ке насос с помощью электролебедки 7 опускают по направляющим салазкам 8.

Роботы для удаления навоза. Роботы являются альтернативой традиционным механическим средствам уборки навоза. Само­движущийся робот для удаления навоза может использоваться для различных по ширине навозных проходов (рис. 8.9). Благодаря низкой высоте устройства робота и малой скорости животные быстро привыкают и легко его перешагивают. При этом отпадает необходимость выполнения работ по углублению пола для навозных каналов, установке приводных устройств и др.

Автоматизированная система управления позволяет индиви­дуально программировать время очистки, расстояние и скорость движения, маневрирование, а также поведение робота при встрече с животными и препятствиями. Робот работает 18 ч в сутки (осталь­ное время требуется на подзарядку аккумулятора). При скорости движения около 4 м/мин он обеспечивает уборку навоза с площади около 4 ООО м².

В настоящее время роботы для уборки навоза в помещениях предлагаются фирмами «ГЕА ФармТехнологик», «Брауэрс», «Лели» и др.

2. Назначение, устройство, рабочий процесс биогазовых установок и подготовка их к работе

Использование свежего навоза без предварительной подготовки наносит вред окружающей среде, здоровью животных и людей. Навоз наряду с полезными микроорганизмами, органическими и минеральными веществами, необходимыми для почвы, содер­жит огромное количество вредных бактерий, являющихся воз­будителями инфекционных заболеваний, семян сорных растений и токсинов.

Утилизация навоза:

• компостирования.

• разделение жидкого навоза на фракции.

• переработка навоза в подстилку.

• переработка навоза для получения энергии.

Биогаз возникает вследствие разложения органической субстанции (в дальнейшем сокращенно - органика) бактериями. Горючий метан (СН4) составляет от 5 до 85% и является основным компонентом биогаза, а значит и основным энергосодержащим компонентом.

Такой естественный процесс разложения возможен лишь в анаэробных условиях, то есть только при отсутствии проникновения кислорода. Этот процесс разложения называют также гниением - его можно наблюдать в болтах, озерах, трясинах и т.д. Если в такой среде присутствует кислород, то органику разлагают другие бактерии; в таком случае процесс будет называться компостированием.

Энергия, полученная из биогаза, принадлежит к возобновляемой.

Биогазовый комплекс — это сложный инженерный объект, состоящий из нескольких модулей, объединенных в единую систему. Ниже мы приводим ориентировочный перечень оборудования и подсистем, которые входят в той или иной комбинации в состав биогазовой станции.

1. Система хранения субстрата (биомассы).

2. Модуль взвешивания и подачи сухих видов субстрата.

3. Модуль загрузки жидкого субстрата.

4. Ферментатор и дображиватель.

5. Система подогрева субстрата (поддержка температурного режима).

6. Система массообмена в ферментаторе (перемешивание).

7. Газгольдер и газовое хозяйство.

8. Система очистки биогаза.

9. Когенератор.

10. Сепаратор для разделения жидкой и твердой фракции отработанного субстрата.

11. Резервуары для хранения дигестата (лагуны).

12. Контрольный пункт для операционного управления биогазовой станцией.

13. Лаборатория для контроля характеристик субстрата.

14. Электрощитовая.

15. Насосная станция.

16. Санитарные помещения для персонала.

Краткое описание технологического процесса

Сухой субстрат загружается в модуль взвешивания и подачи сухих видов субстрата. Жидкий субстрат соответственно загружается в модуль загрузки жидкого субстрата. Далее субстраты смешиваются и гомогенизируются для подачи непосредственно в ферментатор.

В ферментаторе предварительно нагретый субстрат выдерживается в анаэробных условиях в течение 20-35 дней (это зависит от конкретного субстрата). Выработанный биогаз накапливается в газгольдере, смонтированном на крыше дображивателя. Дображиватель необходим для повышения выхода биогаза из биомассы путем продления выдержки субстрата до 50-80 дней. Далее отработанный субстрат с помощью сепаратора разделяется на жидкую и твердую фракцию и может быть использован как органические удобрения.

Биогаз из газгольдера подается через систему очистки от сероводорода и осушки в когенератор, где сжигается в горелке когенератора с производством тепла и электроэнергии. Также предусмотрен факел для сжигания избытка газа или аварийного сброса.