CN102225832B - 一种适用于寒冷地区的沼气发生器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于寒冷地区的沼气发生器，本发明主要是在沼气池的沼气发酵罐内设有导流式搅拌器和增扰器，导流式搅拌器布设在沼气发酵罐外周，增扰器位于沼气发酵罐的中间，导流式搅拌器和增扰器之间相互连通，导流式搅拌器和增扰器与保温增温控制器连通，保温增温控制器通过气泵、调节阀和电磁阀与集气罐连通，破壳锥位于沼气发酵罐的浮罩顶部；保温增温控制器能够对沼液温度进行控制，从而实现沼液的保温增温目的，使沼液不受外界温度影响，达到适合菌种发酵的适宜温度，有利沼气的产生；导流式搅拌器、增扰器和破壳锥，通过气体扰流的方式，使沼液进行强烈的受迫运动，达到紊流状态，从而破坏植物纤维的结壳，使发酵原料分解得更加完善，提高原料的产气率。

Description

一种适用于寒冷地区的沼气发生器

技术领域

本发明涉及一种沼气发生装置，特别涉及一种集沼气发酵、沼液保温增温、搅拌以及沼气储输于一体的适用于寒冷地区的沼气发生器。

背景技术

沼气作为一种可再生能源，其推广应用已成为一个集能源、生态和环保等多种效益的综合系统。发展农村沼气工程不仅为农民提供清洁能源和优质有机肥料，同时还能解决作物秸秆、人、畜粪便的处理问题。它在改善农村生态环境，提高农村生活质量，增加农民收入，发展生态农业等多方面具有深远的意义。

沼气池的温度条件分为：①常温发酵(也称为低温发酵)10℃～30℃，在这个温度条件下，产气率可为0.15～0.3m3/m3·d。②中温发酵30℃～45℃，在这个温度条件下，池容产气率可达1m3/m3·d左右。③高温发酵45℃～60℃，在这个温度条件下，池容产气率可达2～2.5m3/m3·d左右。沼气发酵最经济的温度条件是35℃，即中温发酵。

在我国北方寒冷地区，由于冬季时间长，气温低，使得沼气池产气率低，当温度低于10℃时，甚至不产气，造成沼气池在冬季无法正常使用。同时由于发酵原料中混合有牛、马等草食类牲畜粪便(北方地区)，其植物纤维导致沼液结壳现象较为普遍，从而抑制产气，限制了沼气技术在我国北方地区的推广应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于寒冷地区的沼气发生器，该沼气发生器具有保温增温、搅拌功能，使沼液表面不结壳，适宜北方寒冷地区使用，结构紧凑，产气量大，沼气压力稳定，适用于中型和大型沼气站使用。

本发明是由沼气池和设备池二部分构成，沼气发酵罐位于沼气池中，集气罐、二只凝结水杂质去除器、保温增温控制器和脱硫装置位于设备池中，沼气池的侧面设有进料口和出料口，沼气发酵罐的顶部通过安全阀、导气管、电磁阀、负压阻止器和凝结水杂质去除器与集气罐连通，集气罐顶部设有压力表、安全阀和机械排气阀，一只凝结水杂质去除器通过电磁阀与集气罐连通，该只凝结水杂质去除器的顶部与脱硫装置连通，脱硫装置的顶部通过导气管与用户连通，其中的导气管、压力表、安全阀和机械排气阀位于设备池之上，沼气池的沼气发酵罐内设有导流式搅拌器和增扰器，导流式搅拌器布设在沼气发酵罐外周，增扰器位于沼气发酵罐的中间，导流式搅拌器和增扰器之间相互连通，导流式搅拌器和增扰器与保温增温控制器连通，保温增温控制器通过气泵、调节阀和电磁阀与集气罐连通，破壳锥位于沼气发酵罐的浮罩顶部。

所述的导流式搅拌器是由数个同方向倾斜的组架圆周排列构成，数个组架的底部由圆导管连通，圆导管中间连接有交错的底导管，每个组架上设有数个同方向排列的喷嘴，每根底导管上设有数个向上的喷嘴。

所述的增扰器是在竖管上的不同高度位置连通有多组喷嘴，每组喷嘴是由数个喷管构成，数个喷管与竖管连通，数个喷管呈水平等角度排列。

本发明的有益效果是：

1、其内设的保温增温控制器能够对沼液温度进行控制，从而实现沼液的保温增温目的，使沼液不受外界温度影响，达到适合菌种发酵的适宜温度，有利沼气的产生。

2、本发明内设的导流式搅拌器、发酵区的增扰器和破壳锥，通过气体扰流的方式，使沼液进行强烈的受迫运动，达到紊流状态，从而破坏植物纤维的结壳，均匀温度，使发酵原料分解得更加完善，提高原料的产气率。

3、本发明的发酵区和辅助设备区分开设置，方便设备运行管理和后期维修工作；内设装置选材科学，设计合理，运行可靠，无消耗磨损件，可工业化规模生产。

附图说明

图1为本发明实施例的结构意图。

图2为本发明实施例之导流式搅拌器的组架局部结构示意图。

图3为本发明实施例的增扰器结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1、图2和图3所示，为本发明的实施例，该实施例是由沼气池A和设备池B二部分构成，沼气发酵罐1位于沼气池A中，集气罐4、二只凝结水杂质去除器13、保温增温控制器7和脱硫装置15位于设备池B中，沼气池A的侧面设有进料口20和出料口21，沼气发酵罐1的顶部通过安全阀6、导气管2、电磁阀3、负压阻止器14和凝结水杂质去除器13与集气罐4连通，集气罐4顶部设有压力表5、安全阀6和机械排气阀17，一只凝结水杂质去除器13通过电磁阀19与集气罐4连通，该只凝结水杂质去除器13的顶部与脱硫装置15连通，脱硫装置15的顶部通过导气管2与用户连通，其中的导气管2、压力表5、安全阀6和机械排气阀17位于设备池B之上，沼气池A的沼气发酵罐1内设有导流式搅拌器10和增扰器11，导流式搅拌器10布设在沼气发酵罐1外周，增扰器11位于沼气发酵罐1的中间，导流式搅拌器10和增扰器11之间相互连通，导流式搅拌器10和增扰器11与保温增温控制器7连通，保温增温控制器7通过气泵8、调节阀9和电磁阀18与集气罐4连通，破壳锥12位于沼气发酵罐1的浮罩顶部。

所述的导流式搅拌器10是由八个同方向倾斜的组架101圆周排列构成，八个组架101的底部由圆导管102连通，圆导管102中间连接有垂直交叉的底导管103，每个组架101上设有数个同方向排列的喷嘴1011，每根底导管103上设有数个向上的喷嘴1031。

所述的增扰器11是在竖管111上的顶部和中部连通有二组喷嘴112，每组喷嘴112是由三个喷管113构成，三个喷管113与竖管111连通，三个喷管113呈水平120°等角度排列。

本发明的工作过程和原理是：

本发明将沼气发酵罐1内产生的沼气通过导气管2、电磁阀3和负压阻止器14，经过凝结水杂质去除器13收集存储于集气罐4内，如需对发酵罐1内沼液进行加热搅拌，则关闭电磁阀19，打开电磁阀18，沼气气体在气压泵8的压缩输送作用下，通过调节阀9，输送至保温增温控制器7，沼气在保温增温控制器7内通过与换热工质的热交换作用，达到加热沼液所需的温度，在流经保温增温控制器7后，载热沼气送至发酵罐1内，通过导气管输送至导流式搅拌器10和增扰器11内，在气压泵8的压力作用下，喷射至发酵罐1内的沼液中。由于沼气经过保温增温控制器7的换热作用，沼气变成载热工质，所以在喷射时载热沼气与沼液发生热交换作用，达到换热目的，由于喷射形成的扰流，同时又加强了换热效果。与此同时，由于导流式搅拌器10的出口被设计成固定倾角，沼气在喷射出导流式搅拌器10时，形成了固定的角度，八个搅拌器组架101在气压泵8的压力作用下，对发酵罐边壁沼液形成顺时针方向的扰流作用，依次循环往复，使沼液形成旋转流动；而位于发酵罐圆心，处在中部和底部的增扰器11，其开口方向为沼液旋转方向的法线方向，由于增扰器11的喷射方向垂直于导流式搅拌器10对沼液流动形成的角速度方向，在气压泵8的压力作用下，增扰器11对沼液顺时流动形成阻碍作用，达到增强流体扰动效果，使流体达到紊流状态，从而实现利用沼气对沼液的搅拌作用。无论沼气对沼液是加热作用还是搅拌作用，其最终都会通过发酵罐1顶部的导气管2重新输送回集气罐4内，从而形成往复循环使用。

如用户需使用沼气，可通过关闭电磁阀3和电磁阀18，开启电磁阀19，沼气通过脱硫装置15经导气管2输送至沼气用户。

破壳锥12位于沼气发酵罐1的浮罩顶部，当沼气产气量增加时，会将浮罩向上部顶起，由于浮罩的位移，使得固定其上的破壳锥12也会跟着向上位移。由于液面相对固定，因此当破壳锥12经过液面时，会对液面形成的沼渣结壳形成破坏作用，达到破坏结壳，有助产气的作用。

Claims (2)

1.一种适用于寒冷地区的沼气发生器，其特征在于：沼气池（A）的沼气发酵罐（1）内设有导流式搅拌器（10）和增扰器（11），导流式搅拌器（10）布设在沼气发酵罐（1）外周，增扰器（11）位于沼气发酵罐（1）的中间，导流式搅拌器（10）和增扰器（11）之间相互连通，导流式搅拌器（10）和增扰器（11）与保温增温控制器（7）连通，保温增温控制器（7）通过气泵（8）、调节阀（9）和电磁阀（18）与集气罐（4）连通，破壳锥（12）位于沼气发酵罐（1）的浮罩顶部；所述的导流式搅拌器（10）是由数个同方向倾斜的组架（101）圆周排列构成，数个组架（101）的底部由圆导管（102）连通，圆导管（102）中间连接有垂直交叉的底导管（103），每个组架（101）上设有数个同方向排列的喷嘴（1011），每根底导管（103）上设有数个向上的喷嘴（1031）；所述的增扰器（11）是在竖管（111）上的不同高度上连通有多组喷嘴（112），每组喷嘴（112）是由数个喷管（113）构成，数个喷管（113）与竖管（111）连通，数个喷管（113）呈水平等角度排列。

2.根据权利要求1所述的一种适用于寒冷地区的沼气发生器，其特征在于：所述沼气池（A）的侧边具有设备池（B），沼气发酵罐（1）位于沼气池（A）中，集气罐（4）、二只凝结水杂质去除器（13）、保温增温控制器（7）和脱硫装置（15）位于设备池（B）中，沼气池（A）的侧面设有进料口（20）和出料口（21），沼气发酵罐（1）的顶部通过安全阀（6）、导气管（2）、电磁阀（3）、负压阻止器（14）和凝结水杂质去除器（13）与集气罐（4）连通，集气罐（4）顶部设有压力表（5）、安全阀（6）和机械排气阀（17），一只凝结水杂质去除器（13）通过电磁阀（19）与集气罐（4）连通，该只凝结水杂质去除器（13）的顶部与脱硫装置（15）连通，脱硫装置（15）的顶部通过导气管（2）与用户连通，其中的导气管（2）、压力表（5）、安全阀（6）和机械排气阀（17）位于设备池（B）之上。

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