CN101993817A - 一种发酵罐及包含该发酵罐的秸秆气肥联产系统 - Google Patents

一种发酵罐及包含该发酵罐的秸秆气肥联产系统 Download PDF

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Abstract

一种发酵罐及包含该发酵罐的秸秆气肥联产系统，属于秸秆的资源化利用技术领域，发酵罐包括罐体和罐盖，所述罐盖设置在罐体底部，罐体上方设有吊钩和出气口；秸秆气肥联产系统包括发酵设备组，所述发酵设备组包括发酵池和吊装在发酵池内的发酵罐，发酵罐由罐体和设置在罐体底部的罐盖组成，罐体上方设有吊钩和出气口。发酵罐罐盖设置在底部，在便于出料的同时，要求一个或多个发酵罐与发酵池组合使用，因此也就能随意增减发酵罐数量，藉此调整生产规模。基于罐-池组合的发酵系统除规模可调之外，还具有较高的自动化程度，能够大幅度节省人力，降低运行成本，使大规模生产得到了保障。

Description

一种发酵罐及包含该发酵罐的秸秆气肥联产系统
技术领域
本发明属于秸秆的资源化利用技术领域，具体涉及一种发酵罐，以及包含该发酵罐的秸秆气肥联产系统。
背景技术
伴随着化石能源的日益枯竭，以秸秆废弃物为代表的生物质能源因其可再生、对环境友好等优点，受到了世界各国的青睐，纷纷对其进行资源化和能源化利用。我国是农业大国，年产农作物秸秆废弃物6亿吨左右，合理、有效地利用秸秆对我国构建节约型社会具有非常重要的意义。
目前，我国在秸秆的资源化利用方面主要是将秸秆还田或用作畜禽饲料，能源化利用方面则主要是秸秆成型和气化(包括沼气)。但就总体而言，秸秆的资源化、能源化利用因受技术和生产成本的限制，对秸秆资源的利用程度非常有限，且各有缺点。例如，秸秆还田虽然能够大量利用秸秆，但秸秆在土壤中分解缓慢，易造成微生物与作物争氮，影响作物后期产量。此外，秸秆还田后土壤湿度增大，地温升高，为某些病虫害的发生和流行创造了适宜的环境条件。对于秸秆的能源化利用，不管是成型还是气化，生产成本过高一直是制约其发展的主要因素。因此，若能开发出一套低投入、高产出的秸秆粪便沼气制肥系统，同时实现秸秆的能源和资源化利用，促进秸秆利用技术的规模化发展，必然具有广阔的市场前景。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种发酵罐，同时还提供了包含该发酵罐的秸秆气肥联产系统。
为达上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种发酵罐，包括罐体和罐盖，所述罐盖设置在罐体底部，罐体上方设有吊钩和出气口。
秸秆气肥联产系统，包括发酵设备组，所述发酵设备组包括发酵池和吊装在发酵池内的发酵罐，发酵罐由罐体和设置在罐体底部的罐盖组成，罐体上方设有吊钩和出气口。
所述发酵池呈狭长型，发酵池内沿长度方向上吊装有一列发酵罐。
所述发酵池头端设有出料站台，发酵池靠近出料站台的边沿呈斜坡状。
所述发酵罐的罐体下半部固定有两个同心的支承轴，罐盖为下翻式罐盖，罐体上设有卡固罐盖的锁扣；出料站台远离发酵池的一侧设有发酵罐旋转底座，该底座包括两个同轴的半瓦和支撑板瓦的支架，两半瓦的高度和轴向间距足够容纳发酵罐。
所述发酵设备组包括多组发酵池，发酵池的长度方向平行、并排设置；所述发酵罐旋转底座下方设有滑轨，滑轨垂直于发酵池长度方向设置。
所述发酵池尾端设有补水池，补水池与发酵池之间设有循环水泵。
所述发酵池上方设有吊车，吊车轨道沿发酵池的长度方向设置，自发酵池尾端延伸至滑轨上方。
滑轨远离发酵池的一侧设有秸秆预处理池，所述预处理池由池体和覆在池体顶部的太阳能覆膜组成，池体上设有蒸汽入口和蒸汽出口。
所述发酵设备组上方整体罩有太阳能覆膜，发酵设备组中每两相邻发酵池间设有人行通道；预处理池与滑轨之间设有搅拌区。
利用本发明的系统进行气肥联合生产时，先在粉碎后的秸秆中拌入快速发酵菌剂和水，投入到预处理池中，好氧处理3天左右；预处理后的原料由运输车运至搅拌区，与畜禽粪便、沼渣等一起用搅拌设备混匀后装入架在旋转底座上方的发酵罐中，装料后的发酵罐经吊车吊装至发酵池中。
发酵池中注有水，发酵罐入发酵池后，池水在压力作用下经发酵罐罐体与罐盖间的缝隙压入发酵罐体，直至与物料面平齐。发酵池水的多少可通过补水池和循环水泵控制。发酵池中的水有两方面作用：一是浸润原料，保证发酵所需水分；二形成水膜，防止发酵产生的沼气通过底部罐盖缝隙逸出，迫使沼气通过设在罐体上方的出气口排出并收集利用。发酵完成后，发酵罐由吊车吊至设在发酵池头端的出料站台，由罐盖缝隙泄露出来的发酵池边沿的斜坡回流至发酵池；沥水后再由吊车将发酵罐吊起至运输车上方，打开罐盖，便将快速发酵后的秸秆倒出。秸秆由运输车拉入制肥厂，进行后续处理。
倾倒后的发酵罐被吊至旋转底座，放下时罐体下半部的支承轴正好架在半瓦上方，由于底部罐口较轻，发酵罐在偏心重力作用下旋转，待底部罐口旋转朝上时，便可进行下一轮的装料。若发酵罐偏心重力不足，可对其施加一定外力。
与传统发酵设备相比，本发明主要具有如下几点优势：
1)预处理、装料、出料及发酵各部分设计合理，系统的自动化程度高，易于实现规模化生产。
2)利用发酵罐与发酵池独特的组合设计以及发酵罐单体之间相对独立性，可随意增减发酵罐数量，调整生产规模，而设在发酵池上方的吊车又进一步提升了发酵罐的灵活性。
3)发酵罐体采用水封技术，既避免了沼气的泄露，又保证了秸秆发酵过程中所需要的水分，有效降低了传统单一制肥工艺过程中因秸秆氨化作用而造成的氮元素流失。
4)秸秆预处理池在传统青贮饲料池的基础上增加了蒸汽加热技术，提高了秸秆腐熟温度，有利于缩短生产周期。
5)发酵罐旋转底座下方的滑轨可助其自由定位，一个旋转底座就能满足多组发酵池的需要。
6)罐盖设在发酵罐底部，为沥水和垂直卸料提供了极大的方便；与旋转底座配合可轻松实现旋转装料，大大节省了人力，降低了运行成本，使大规模生产得到了保障。
秸秆经上述好氧及厌氧处理后可直接用作肥料，不需二次分解，已被作物吸收利用；此外，发酵过程可将秸秆中的有害病菌杀死，有效降低了作物病虫害的发生率，解决了传统秸秆还田法的弊端。气肥联产与传统的秸秆堆肥相比，能够在制肥的同时获得清洁能源沼气，同样投入双重产出降低了秸秆利用的综合成本。
附图说明
图1是本发明秸秆气肥联产系统的结构示意图；
图2是图1的B-B向视图；
图3是图1的A-A向视图；
图4是本发明发酵罐的结构示意图；
图5是图4的俯视图；
图6是发酵罐旋转底座的结构示意图；
图7是发酵罐及其旋转底座的俯视图；
图8是图6的左视图。
具体实施方式
一种发酵罐，如图4和图5所示，包括罐体23和设置在罐体底部的罐盖25，罐体23上方设有吊钩22和出气口21。
秸秆气肥联产系统，如图1-3所示，包括发酵设备组，所述发酵设备组包括多组发酵池4和吊装在发酵池4内的发酵罐3，发酵池4呈狭长型，各发酵池4长度方向平行、并排设置；每个发酵池4中沿长度方向上吊装有一列发酵罐3。两相邻发酵池4间设有人行通道20。发酵池4头端设有出料站台11，发酵池4靠近出料站台11的边沿6呈斜坡状；发酵池4尾端设有补水池2，补水池2与发酵池4之间设有循环水泵1。
发酵罐3由罐体23和设置在罐体23底部的罐盖25组成，罐体23上方设有吊钩22和出气口21，从各出气口21排出的沼气通过输气管道14送入储气柜。发酵罐3的罐体23下半部固定有两个同心的支承轴24，罐盖25为下翻式罐盖，罐体23上设有卡固罐盖25的锁扣26；出料站台11远离发酵池4的一侧设有发酵罐旋转底座8。旋转底座8的结构如图6-8所示，包括两个同轴的半瓦27和支撑半瓦27的支架28，两半瓦27的高度和轴向间距足够容纳发酵罐3。旋转底座8的下部装有轨轮29，底座下方设有滑轨9，滑轨9垂直于发酵池4长度方向设置。
发酵池4上方设有吊车13，吊车轨道7沿发酵池4的长度方向设置，自发酵池4尾端延伸至滑轨9上方。
滑轨9远离发酵池4的一侧设有秸秆预处理池10，预处理池10由池体和覆在池体顶部的太阳能覆膜组成，池体上设有蒸汽入口19和蒸汽出口18。预处理池10与滑轨9之间设有搅拌区12。秸秆经预处理后由运输车17运送至搅拌区12，与畜禽粪便、沼渣等一起用搅拌设备16混匀后装入架在旋转底座8上方的发酵罐3中，装料后的发酵罐3经吊车13吊装至发酵池4中。
为了提高发酵温度，发酵设备组上方整体罩有太阳能覆膜5。
秸秆经快速发酵后，由吊车13将发酵罐3吊起，运送到发酵池4头端，水分自发酵罐3底部缝隙沥出，然后经斜坡边沿6回流至发酵池4中。料站台11上停放有运输车15，继续吊运发酵罐3至出料站台11，打开发酵罐3的底部罐盖25，发酵后的秸秆在重力作用下倾斜而下，落在运输车15上，由运输车15拉到制肥厂，进行后续处理。
发酵罐3出料后被吊至旋转底座8上方，放下时罐体23下半部的支承轴21正好架在半瓦27上方，由于底部罐口较轻，发酵罐3在偏心重力作用下旋转，待底部罐口旋转朝上时，便可进行下一轮的装料。若发酵罐3偏心重力不足，可对其施加一定外力。

Claims (10)

1.一种发酵罐，包括罐体和罐盖，其特征是，所述罐盖设置在罐体底部，罐体上方设有吊钩和出气口。
2.秸秆气肥联产系统，包括发酵设备组，其特征在于，所述发酵设备组包括发酵池和吊装在发酵池内的发酵罐，发酵罐由罐体和设置在罐体底部的罐盖组成，罐体上方设有吊钩和出气口。
3.如权利要求2所述的秸秆气肥联产系统，其特征在于，所述发酵池呈狭长型，发酵池内沿长度方向上吊装有一列发酵罐。
4.如权利要求3所述的秸秆气肥联产系统，其特征在于，发酵池头端设有出料站台，发酵池靠近出料站台的边沿呈斜坡状。
5.如权利要求4所述的秸秆气肥联产系统，其特征在于，所述发酵罐的罐体下半部固定有两个同心的支承轴，罐盖为下翻式罐盖，罐体上设有卡固罐盖的锁扣；出料站台远离发酵池的一侧设有发酵罐旋转底座，该底座包括两个同轴的半瓦和支撑半瓦的支架，两半瓦的高度和轴向间距足够容纳发酵罐。
6.如权利要求5所述的秸秆气肥联产系统，其特征在于，所述发酵设备组包括多组发酵池，发酵池的长度方向平行、并排设置；所述发酵罐旋转底座下方设有滑轨，滑轨垂直于发酵池长度方向设置。
7.如权利要求2-6任一所述的秸秆气肥联产系统，其特征在于，发酵池尾端设有补水池，补水池与发酵池之间设有循环水泵。
8.如权利要求7所述的秸秆气肥联产系统，其特征在于，所述发酵池上方设有吊车，吊车轨道沿发酵池的长度方向设置，自发酵池尾端延伸至滑轨上方。
9.如权利要求8所述的秸秆气肥联产系统，其特征在于，滑轨远离发酵池的一侧设有秸秆预处理池，所述预处理池由池体和覆在池体顶部的太阳能覆膜组成，池体上设有蒸汽入口和蒸汽出口。
10.如权利要求9所述的秸秆气肥联产系统，其特征在于，所述发酵设备组上方整体罩有太阳能覆膜，发酵设备组中每两相邻发酵池间设有人行通道；预处理池与滑轨之间设有搅拌区。
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