CN103849561A - 定量进出料网格式沼气生产装置 - Google Patents

定量进出料网格式沼气生产装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种定量进出料网格式沼气生产装置，包括沼气池、料箱、料箱提升装置、进料口、出料口和设在沼气池内的沼液回流装置，所述沼气池顶部密封固定有顶盖，顶盖上设有一出气口，沼气池一端的顶部设有进料口，沼气池另一端的顶部设有出料口，与进料口和出料口上下相对应的沼气池底部设有导轨，所述料箱的底部设有与导轨相匹配的滚轮，料箱通过料箱提升装置从进料口进入沼气池底部并与导轨滚动连接；所述料箱的壳体设有均匀分布的网格；所述沼气池内导轨的外围两侧分别设有菌种附着膜，菌种附着膜的外围两侧设有加热机构；本发明设备简单、操作方便、产气效率高，能够对发酵原料进行定量控制，出、进料方便的定量进出料网格式沼气生产装置。

Description

定量进出料网格式沼气生产装置
技术领域
本发明涉及沼气生产领域，特别是涉及一种定量进出料网格式沼气生产装置。 
背景技术
随着我国经济的快速发展，全国新农村建设和城镇化脚步也日益加快，由于农民宅基地面积的缩小、养殖农户减少以及农村外出务工人员的剧增等都影响到了户用沼气池在农村的推广，农村户用沼气发展面临着挑战。
无论是户用沼气池还是大型沼气池，目前都存在以下几个问题难以解决：1.发酵原料出现自然分层：沉渣层、活性层、清液层、浮渣层，其中产气部位主要在活性层，由于发酵原料分层，沼气菌不能充分和原料接触，致使发酵浓度很低（一般不大于10％），沼气池的容积利用率更低，产气部分甚至占不到整个沼气池容积的三分之一，同时浮渣易形成密实结壳，不利于沼气释放；2.对发酵原料的进、出不能精确的控制，对沼气池的日常管理完全是一种经验性的定性管理；3.发酵原料在沼气池内容易形成死角，同时又容易形成短路，使原料在未得到充分发酵的情况下就被排出；4.出渣困难，即使使用纯粪便作为发酵原料，2-3年也需要一次大出料，清除池内沉渣，否则池内发酵容积大幅减小，产气率将成倍下降；5.搅拌困难，由于搅拌难度大、费用高、出故障难维修等问题，不能对沼气池内的发酵原料进行搅拌从而提高产气率；6.沼气菌在池内的滞留期比较短，原料在池内的滞留期难以精确控制；7.发酵温度不稳定，受外界环境温度的影响较大，致使产气效率低。 
发明内容
本发明为了解决上述问题，提供了一种沼气生产设备简单、操作方便、产气效率高，且能够对发酵原料进行定量控制，出、进料方便的定量进出料网格式沼气生产装置。
本发明的技术方案是：
一种定量进出料网格式沼气生产装置，包括沼气池、料箱、设在沼气池内的料箱运行通道，料箱提升装置、进料口、出料口和设在沼气池内的沼液回流装置，发酵空间设在沼气池内的进料口和出料口之间，所述沼气池顶部密封固定有顶盖，顶盖上设有一出气口， 沼气池一端设有进料口，沼气池另一端设有出料口，与进料口和出料口上下相对应的沼气池底部设有导轨；导轨、与导轨外围两侧的加热管道和设在导轨顶部的定位杆构成料箱运行通道，所述料箱的底部设有与导轨相匹配的滚轮，料箱通过料箱提升装置从进料口进入沼气池底部并与导轨滚动连接，待料箱经发酵空间运行至出料口后由料箱提升装置取出料箱；所述料箱的壳体外壁上设有均匀分布的网格且壳体内通过隔板设置为多层；所述沼气池内导轨的外围两侧设有菌种附着膜。
所述沼气池的内壁设有保温层，所述保温层的材质为聚苯乙烯塑料。
所述沼液回流装置含有污泥泵、回流管和喷头，所述污泥泵设在与出料口相对应的沼气池底部，所述喷头为多个，喷头与污泥泵之间通过回流管相连接，喷头均匀固定在轨道正上方距离料箱顶部20cm处。
所述加热管道为镀锌管道，所述镀锌管道与设在沼气池外的太阳能真空管或者锅炉相连接；所述沼气池内还设有温度传感器。
所述菌种附着膜为网状的塑料纤维，所述菌种附着膜的高度高于轨道上料箱顶部30cm。
所述导轨水平设置在沼气池底部，在对应进料口一端头的导轨之间竖直设置有一推板，所述推板的底部固定在一推力车连接轴上，所述推力车包括两个转轴和固定在转轴两端的滚轮，转轴上设有与沼气池内壁相连接的弹簧，在对应出料口一端头的导轨上设有一定滑轮，钢丝绳通过定滑轮与沼气池外的吊车相连。
所述料箱提升装置含有龙门吊和抓具；所述抓具包括主梁、第一活动吊臂、第二活动吊臂和夹持板，第一活动吊臂和第二活动吊臂的一端分别铰接在主梁两端，第一活动吊臂和第二活动吊臂上各设有一用于固定钢丝绳的连接板，钢丝绳通过固定在主梁上的定滑轮与龙门吊的起重吊钩相连接；第一活动吊臂和第二活动吊臂的另一端各固定连接有夹持板，所述夹持板的长度与沼气池进料口和出料口的宽度相匹配。
所述第一活动吊臂的中部固定连接有第一外支撑板，第二活动吊臂的中部固定连接有第二外支撑板，所述第一外支撑板和第二外支撑板通过销轴互相铰接。
所述第一活动吊臂和第一外支撑板之间、第二活动吊臂和第二外支撑板之间各设有一弹簧。
本发明的有益积极效果是：
1.本发明通过使用带有网格外壳的料箱，把发酵原料分层装进料箱中，不但改变了现有沼气池中发酵原料的存在状态，且能使沼液、产甲烷菌通过料箱网格与发酵原料充分接触，使沼气顺利释放；同时发酵原料中的易漂浮成分、易形成沉渣的成分不易从料箱网格中通过，使得发酵原料悬浮在沼液中，避免了发酵原料的过度堆压，保证了发酵原料和产甲烷菌的充分接触、发酵浓度的基本均衡以及沼气的顺利释放，同时发酵原料和产甲烷菌的接触面积成倍增大，因此产气率能成倍提高。
2.本发明改变了发酵原料在沼气池中的活动状态；由于料箱的使用，发酵原料在沼气池内不能再随意活动扩散，随着料箱在导轨上的前行，发酵原料也一步步按顺序前行，待发酵完毕，料箱移动到出料口对应的导轨一端，使用物料提升装置取出发酵完毕的料箱，避免了沼气池内原料沉淀在池底形成死角、或者由于原料堆压在池底不能充分发酵就被排出形成短路。
3.本发明有效的解决了目前沼气池内搅拌困难的问题：由于料箱从进入沼气池后，不断在沼液内沿轨道向出料端缓慢移动，因而也带动沼液不断的移动，由此改变了现有沼气池中沼液长期静置不动的状态，使沼液能够充分的与原料接触进行发酵，提高产气率。
4.本发明使用网格式料箱，能够对每次发酵过程中加入发酵原料的量以及取出发酵原料的量进行精确计算、控制，同时通过取出发酵完毕的料箱，能够及时的判断原料的发酵程度以及发酵原料的滞留期是否合理等等，实现了对沼气生产的精确控制。
5.本发明在使用的过程中，所有的固体发酵原料都是在沼液中被网格料箱控制，因此在出料时只有很少量的沼液及产甲烷菌被带出沼气池外，不但节省原料，而且能够大幅提高沼气池的负荷和产气效率。
本发明解决了目前沼气生产对原料选择比较严格的难题：由于传统沼气池的发酵过程中存在的出渣、搅拌、结壳、堵塞等问题，导致沼气发酵原料只能以禽畜粪便、有机污水等固体颗粒细微的有机物质为主，对固体颗粒较大，纤维多的有机物则很难使用，比如杂草、树叶、农作物秸秆、城市大量的废弃固体有机物等，而本发明由于采用网格式料箱，其可以利用所有能当做沼气发酵原料的固体有机物，原料范围广。
 附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中推力车的俯视结构示意图；
图3为本发明中料箱提升装置的结构示意图。
具体实施方式
参见图1~3所示，图中标号所代表的意义为：1.进料口，2.喷头，3.顶盖，4.回流管，5.出气口，6.出料口，7.定滑轮，8.钢丝绳，9.推力车，10.弹簧，11.推板，12.料箱，13.推力车导轨，14.主梁，15.第二活动吊臂，16.连接板，17.第二外支撑板，18.第一外支撑板，19.夹持板，20.弹簧，21.第一活动吊臂，9-1.推力车滚轮，9-2.转轴，9-3连接轴。
一种定量进出料网格式沼气生产装置，包括沼气池、料箱、设在沼气池内的料箱运行通道，料箱提升装置、进料口、出料口和设在沼气池内的沼液回流装置，发酵空间设在沼气池内的进料口和出料口之间，所述沼气池顶部密封固定有顶盖，顶盖上设有一出气口， 沼气池一端设有进料口，沼气池另一端设有出料口，与进料口和出料口上下相对应的沼气池底部设有导轨；导轨、与导轨外围两侧的加热管道和设在导轨顶部的定位杆构成料箱运行通道，定位杆可以为不锈钢或者塑料的直杆，并设在导轨上靠近料箱的顶部位置，用以防止料箱因沼液的浮力作用而上浮脱离导轨，料箱运行通道可以有效的把料箱限制在一定空间内移动，防止料箱在运行过程中跑偏。所述料箱的底部设有与导轨相匹配的滚轮，料箱通过料箱提升装置从进料口进入沼气池底部并与导轨滚动连接，待料箱经发酵空间运行至出料口后由料箱提升装置取出料箱；所述料箱的壳体外壁上设有均匀分布的网格且壳体内通过隔板设置为多层用以放置不同层次的发酵原料；所述沼气池内导轨的外围两侧即加热管与导轨之间设有菌种附着膜，当料箱在导轨上运行时，菌种附着膜能够紧挨料箱。
所述沼气池的内壁设有保温层，所述保温层的材质为聚苯乙烯塑料。
所述沼液回流装置含有污泥泵、回流管和喷头，所述污泥泵设在与出料口相对应的沼气池底部，所述喷头为多个，喷头与污泥泵之间通过回流管相连接，喷头均匀固定在轨道正上方距离料箱顶部20cm处。
所述加热管道为镀锌管道，所述镀锌管道与设在沼气池外的太阳能真空管或者锅炉相连接；所述沼气池内还设有温度传感器。
所述菌种附着膜为网状的塑料纤维，所述菌种附着膜的高度高于轨道上料箱顶部30cm。
所述导轨水平设置在沼气池底部，在对应进料口一端头的导轨之间竖直设置有一推板，所述推板的底部固定在一推力车连接轴上，所述推力车包括两个转轴和固定在转轴两端的滚轮，转轴上设有与沼气池内壁相连接的弹簧，在对应出料口一端头的导轨上设有一定滑轮，钢丝绳通过定滑轮与沼气池外的吊车相连。
所述料箱提升装置含有龙门吊和抓具；所述抓具包括主梁、第一活动吊臂、第二活动吊臂和夹持板，第一活动吊臂和第二活动吊臂的一端分别铰接在主梁两端，第一活动吊臂和第二活动吊臂上各设有一用于固定钢丝绳的连接板，钢丝绳通过固定在主梁上的定滑轮与龙门吊的起重吊钩相连接；第一活动吊臂和第二活动吊臂的另一端各固定连接有夹持板，所述夹持板的长度与沼气池进料口和出料口的宽度相匹配。
所述第一活动吊臂的中部固定连接有第一外支撑板，第二活动吊臂的中部固定连接有第二外支撑板，所述第一外支撑板和第二外支撑板通过销轴互相铰接。
所述第一活动吊臂和第一外支撑板之间、第二活动吊臂和第二外支撑板之间各设有一弹簧。
在使用的时候，例如一个料箱的体积为：长×宽×高=2.5m×2m×3m=15m??，三个料箱叠放，上下方向分成三层。每个料箱可装7.5吨的玉米秸秆，按4公斤玉米秸秆产1m??沼气计算，一个料箱可以产沼气1594m??的沼气。如果原料滞留期设定为30天，产气速率为90%，那么一个料箱每天可平均产沼气53m??。
且在不改变进料口、出料口尺寸的情况下，只需延长沼气池发酵间的长度，就能够增加沼气池的空间。同时沼气池单元的长度确定后，我们还可以加宽沼气池的宽度，在沼气池内铺设二组、三组……N组轨道，让料箱在沼气内并排（2排、3排……N排）前进，如此就可以根据实际需要扩大沼气生产规模，建成容积任意大的巨型沼气池，真正实现沼气生产工厂化。
本发明如果按每两天进出一箱料，那么每天可消化秸秆3.75吨，产790m??沼气和2吨有机肥料。1吨秸秆进出沼气池成本按200元计，3.75吨秸秆成本750元，每天两个管理员150元，则总成本每天900元。1m??沼气按1.5元计，790立方米沼气售价1185元；1吨有机肥料按120元计，2吨有机肥售价240元，则每天总收入1425元。每天的利润：（1185+240）－（750+150）＝525元。每年的利润可达近20万元。

Claims (9)

1.一种定量进出料网格式沼气生产装置，包括沼气池、料箱、设在沼气池内的料箱运行通道，料箱提升装置、进料口、出料口和设在沼气池内的沼液回流装置，发酵空间设在沼气池内的进料口和出料口之间，其特征在于：所述沼气池顶部密封固定有顶盖，顶盖上设有一出气口， 沼气池一端设有进料口，沼气池另一端设有出料口，与进料口和出料口上下相对应的沼气池底部设有导轨；导轨、导轨外围两侧的加热管道和设在导轨顶部的定位杆构成料箱运行通道，所述料箱的底部设有与导轨相匹配的滚轮，料箱通过料箱提升装置从进料口进入沼气池底部并与导轨滚动连接，待料箱经发酵空间运行至出料口后由料箱提升装置取出料箱；所述料箱的壳体外壁上设有均匀分布的网格且壳体内通过隔板设置为多层；所述沼气池内导轨的外围两侧设有菌种附着膜。
2.根据权利要求1所述的定量进出料网格式沼气生产装置，其特征在于：所述沼气池的内壁设有保温层，所述保温层的材质为聚苯乙烯塑料。
3.根据权利要求1所述的定量进出料网格式沼气生产装置，其特征在于：所述沼液回流装置含有污泥泵、回流管和喷头，所述污泥泵设在与出料口相对应的沼气池底部，所述喷头为多个，喷头与污泥泵之间通过回流管相连接，喷头均匀固定在轨道正上方距离料箱顶部20cm处。
4.根据权利要求1所述的定量进出料网格式沼气生产装置，其特征在于：所述加热管道为镀锌管道，所述镀锌管道与设在沼气池外的太阳能真空管或者锅炉相连接；所述沼气池内还设有温度传感器。
5.根据权利要求1所述的定量进出料网格式沼气生产装置，其特征在于：所述菌种附着膜为网状的塑料纤维，所述菌种附着膜的高度高于轨道上料箱顶部30cm。
6.根据权利要求1所述的定量进出料网格式沼气生产装置，其特征在于：所述导轨水平设置在沼气池底部，在对应进料口一端头的导轨之间竖直设置有一推板，所述推板的底部固定在一推力车连接轴上，所述推力车包括两个转轴和固定在转轴两端的滚轮，转轴上设有与沼气池内壁相连接的弹簧，在对应出料口一端头的导轨上设有一定滑轮，钢丝绳通过定滑轮与沼气池外的吊车相连。
7.根据权利要求1所述的定量进出料网格式沼气生产装置，其特征在于：所述料箱提升装置含有龙门吊和抓具；所述抓具包括主梁、第一活动吊臂、第二活动吊臂和夹持板，第一活动吊臂和第二活动吊臂的一端分别铰接在主梁两端，第一活动吊臂和第二活动吊臂上各设有一用于固定钢丝绳的连接板，钢丝绳通过固定在主梁上的定滑轮与龙门吊的起重吊钩相连接；第一活动吊臂和第二活动吊臂的另一端各固定连接有夹持板，所述夹持板的长度与沼气池进料口和出料口的宽度相匹配。
8.根据权利要求1所述的定量进出料网格式沼气生产装置，其特征在于：所述第一活动吊臂的中部固定连接有第一外支撑板，第二活动吊臂的中部固定连接有第二外支撑板，所述第一外支撑板和第二外支撑板通过销轴互相铰接。
9.根据权利要求8所述的定量进出料网格式沼气生产装置，其特征在于：所述第一活动吊臂和第一外支撑板之间、第二活动吊臂和第二外支撑板之间各设有一弹簧。
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