CN105670910A - 户用半连续式秸秆厌氧发酵装置 - Google Patents

户用半连续式秸秆厌氧发酵装置 Download PDF

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席江
彭德全
丁自立
冉毅
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Abstract

本发明属于能源领域内的一种户用半连续式秸秆厌氧发酵装置，由发酵装置1、输气管3和户用湿式储气柜4依次连接构成，发酵装置1由多个发酵单元2并联构成，发酵单元2由顶盖5和发酵池10组成，顶盖5上设置有输气管接口9，顶盖5底端设置有棒状重物8；发酵池10池壁顶部设置有水槽6，水槽6与顶盖5对应。本发明克服了现有秸秆沼气工程进出料困难，原料收集和储运困难的缺陷，提供的户用半连续式秸秆厌氧发酵装置进出料简单易行，不需要大量收集和储运原料，产气持续稳定。

Description

户用半连续式秸秆厌氧发酵装置
技术领域：
本发明属于能源领域，具体涉及一种户用半连续式秸秆厌氧发酵装置。
背景技术：
以农作物秸秆为发酵原料，发酵工艺大致为粉碎、调节C/N比、进料、发酵和出料，其中，由于秸秆比重轻和其纤维结构特性，使得进出料成为了影响沼气工程正常运行的关键环节。通常采用将秸秆粉碎为更小尺寸、用螺杆泵挤压进料、发酵罐内喷淋等手段缓解因秸秆自身理化特性带来的进出料困难，但粉碎为更小尺寸，带来了更多能耗，同时细小的秸秆粉尘会造成对操作者健康的损害以及存在安全隐患。螺杆泵和喷淋能提高进出料的效率和缓解因秸秆漂浮带来的传质问题，但作用较为有限。此外，秸秆沼气工程还存在发酵原料收集和储运的困难。秸秆比重轻，体积大，不便于运输。秸秆本来为农业生产废弃物，但若作为原料收集，秸秆原所有者价格上涨随意性比较大。秸秆为易燃物，大量集中堆放存在安全隐患，尤其是投料前需要粉碎，若通风条件不好易导致粉尘爆炸。国家投资的秸秆沼气示范项目大部分因秸秆收集成本高和储运难等原因无法正常运行，部分甚至建成后未投产，在运行环节的问题尚未暴露时就已废弃。
发明内容：
本发明的目的是为了克服现有秸秆沼气工程进出料困难，原料收集和储运困难的缺陷，为人们提供一种进出料简单易行，不需要大量收集和储运原料，产气持续稳定的户用半连续式秸秆厌氧发酵装置。
本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。
本发明的户用半连续式秸秆厌氧发酵装置，主要由发酵装置1、输气管3和户用湿式储气柜4依次连接构成，其特征在于发酵装置1由多个发酵单元2并联构成，发酵单元2由顶盖5和发酵池10组成，顶盖5上设置有输气管接口9，顶盖5底端设置有棒状重物8；发酵池10池壁顶部设置有水槽6，水槽6与顶盖5对应。
上述方案中，所述发酵单元2的进料和出料方式如下：
进料时，打开顶盖5，将秸秆用铡刀简单切短后装入加配重的尼龙网袋，将秸秆袋投入发酵池10中，然后盖上顶盖5即可；出料时，网袋中的秸秆发酵剩余物直接提出，多余的沼液通过液体泵抽出。
本发明面向种植农户，充分利用农户自家生产的秸秆废物为发酵原料，采用分散和就地处理的方式，解决了秸秆收集、转运和储存经济成本高和原料难以保障的问题。整个发酵装置为半连续式发酵，保证了整个装置产气的稳定性和持续性，单个发酵单元为批式发酵工艺，利用人力和简单工具，打开发酵单元顶盖，秸秆经铡刀简单切短后装入有配重的尼龙网袋，秸秆袋投入发酵池，实现袋装原料一次性进出料，人工劳动强度相对集中，解决了秸秆因中空纤维构造导致的漂浮和进出料难的问题。秸秆的资源化利用既解决了环境污染问题，契合目前减少废弃排放，建设环境友好型社会的大背景，又弥补了农村能源来源渠道有限，价格高的短板，符合社会发展和农村生产生活需要。
综上所述，本发明克服了现有秸秆沼气工程进出料困难，原料收集和储运困难的缺陷，提供的户用半连续式秸秆厌氧发酵装置进出料简单易行，不需要大量收集和储运原料，产气持续稳定。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的发酵单元结构示意图。
图中：1：发酵装置；2：发酵单元；3.输气管；4.户用湿式储气柜；5.顶盖；6.水槽；7.水封；8.棒状重物；9.输气管接口；10.发酵池。
具体实施方式
下面通过实施例进一步详述本发明，但本发明不仅限于所述实施例。
实施例一
本例的户用半连续式秸秆厌氧发酵装置是由发酵装置1、输气管3和户用湿式储气柜4依次连接构成，发酵装置1由九个发酵单元2并联构成，发酵单元2由顶盖5和发酵池10组成，顶盖5上设置有输气管接口9，顶盖5底端设置有棒状重物8；发酵池10池壁顶部设置有水槽6，水槽6与顶盖5对应。
每个发酵单元2长和宽均为0.71m，深2m。
发酵单元2上端为开放的砖混式结构，顶端有30cm深的水槽6，与红泥塑料顶盖5对应。红泥塑料顶盖5为下端开口的正方体，下端固定有防腐金属棒状重物8，用以确保发酵单元在不大于3kPa压力下的气密性。
红泥塑料顶盖5上留有输气管接口9，九个发酵单元2所产沼气经输气管3输入压力为2kPa的户用湿式储气柜4，沼气经户用湿式储气柜4输出脱水、脱硫后供炊事、采暖用能。
本例的户用半连续式秸秆厌氧发酵装置的每个发酵单元2是批式发酵装置，即在一个厌氧周期（一个厌氧周期为三十天左右，可根据原料特性和发酵温度适当调整）只进出料一次。进料时，打开顶盖5，将秸秆用铡刀简单切短后装入加配重的尼龙网袋，将秸秆袋投入发酵池10中，然后盖上顶盖5即可。出料时，网袋中的秸秆发酵剩余物直接提出，多余的沼液通过液体泵抽出。劳动强度不大且相对集中，避免了每日进出料的繁重操作，同时还避免了连续进料方式进出料困难的问题。发酵单元2在一个厌氧周期内，产气量由低到高，达到峰值后逐步下降，对于整个发酵装置而言，总产气量是九个发酵单元2产气量之总和。虽然每个发酵单元2处于不同的发酵阶段，产气量各不相同，但整个发酵装置处于稳定运行状态后，九个不同发酵单元2正好处于厌氧周期的不同阶段，每隔1/9个厌氧周期，逐次更换一个发酵单元2的原料，如此往复，整个发酵装置处于动态平衡的状态，产气量也相对稳定。
实施例二
本例的户用半连续式秸秆厌氧发酵装置除发酵装置1由三个发酵单元2并联构成外，其余同实施例一。
实施例三
本例的户用半连续式秸秆厌氧发酵装置除发酵装置1由六个发酵单元2并联构成外，其余同实施例一。
实施例四
本例的户用半连续式秸秆厌氧发酵装置除发酵装置1由四个发酵单元2并联构成外，其余同实施例一。
实施例五
本例的户用半连续式秸秆厌氧发酵装置除发酵装置1由八个发酵单元2并联构成外，其余同实施例一。

Claims (2)

1.一种户用半连续式秸秆厌氧发酵装置，主要由发酵装置（1）、输气管（3）和户用湿式储气柜（4）依次连接构成，其特征在于发酵装置（1）由多个发酵单元（2）并联构成，发酵单元（2）由顶盖（5）和发酵池（10）组成，顶盖（5）上设置有输气管接口（9），顶盖（5）底端设置有棒状重物（8）；发酵池（10）池壁顶部设置有水槽（6），水槽（6）与顶盖（5）对应。
2.根据权利要求1所述的户用半连续式秸秆厌氧发酵装置，其特征在于所述发酵单元（2）的进料和出料方式如下：
进料时，打开顶盖（5），将秸秆用铡刀简单切短后装入加配重的尼龙网袋，将秸秆袋投入发酵池（10）中，然后盖上顶盖（5）即可；出料时，网袋中的秸秆发酵剩余物直接提出，多余的沼液通过液体泵抽出。
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