CN106065390A - 一种基于太阳能集热进行厌氧消化的大型沼气系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于太阳能集热进行厌氧消化的大型沼气系统，其特征在于：包括混合搅拌池、固液分离机、调节池、太阳能集热器、厌氧消化罐、沼液储存池、气水分离器、脱硫器、流量表、双膜气柜、阻火器、增压风机；本发明系统分布合理，整体结构简单，易于建造实施，效率高。

Description

一种基于太阳能集热进行厌氧消化的大型沼气系统

技术领域

本发明涉及一种沼气系统，尤其是一种基于太阳能集热进行厌氧消化的大型沼气系统。

背景技术

沼气作为一种清洁干净的新能源，得到越来越多的广泛使用。证是由于沼气是一种优质、高效、绿色、环保的燃料，替代传统能源的前景非常广阔。沼气除直接燃烧用于炊事、烘干农副产品、供暖、照明和气焊等外，还可作为内燃机的燃料以及生产甲醇、福尔马林、四氯化碳等化工原料。经沼气装置发酵后排出的料液和沉渣，含有较丰富的营养物质，可用作肥料和饲料。现有的许多沼气系统设计不合理，实施起来具有很大的局限性，在一定程度上阻碍了沼气工程的发展。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，在此提供一种基于太阳能集热进行厌氧消化的大型沼气系统，系统分布合理，整体结构简单，易于建造实施，效率高。

本发明是这样实现的，构造一种基于太阳能集热进行厌氧消化的大型沼气系统，其特征在于：包括混合搅拌池、固液分离机、调节池、太阳能集热器、厌氧消化罐、沼液储存池、气水分离器、脱硫器、流量表、双膜气柜、阻火器、增压风机；

混合搅拌池通过浓污水管道与调节池连通；调节池的输出管道连通厌氧消化罐；厌氧消化罐通过沼液管道回接调节池；厌氧消化罐顶部通过沼气管道连通气水分离器，气水分离器、脱硫器、流量表通过沼气管道连通；阻火器与增压风机连通；

固液分离机的输入管道连通调节池，固液分离机的输出端通过沼液管道连通沼液储存池。

根据本发明所述一种基于太阳能集热进行厌氧消化的大型沼气系统，其特征在于：厌氧消化罐包括换热管、罐体、顶搅拌器、正负压保护器、罐顶栏杆、溢流器、操作平台和直爬梯；

罐体包括罐底、罐壁、罐顶；其整体位于厌氧罐基础上；罐壁具有彩钢板和保温层；保温层为150mm厚橡塑海绵保温层；罐底采用钢板焊接而成；钢板焊接处设置有垫板；

罐顶包括加强筋和锥顶壁板，锥顶壁板具有彩钢板、保温层；罐顶设置有集气罩。

根据本发明所述一种基于太阳能集热进行厌氧消化的大型沼气系统，其特征在于：集气罩通过角钢和支撑板固定，集气罩上部设有盖板。

根据本发明所述一种基于太阳能集热进行厌氧消化的大型沼气系统，其特征在于：顶搅拌器包括底部支撑、搅拌轴、桨叶、支撑座、减速器、电机；搅拌轴为Φ140×14无缝钢管；桨叶为16mm钢板制成，桨叶宽400mm。

根据本发明所述一种基于太阳能集热进行厌氧消化的大型沼气系统，其特征在于：所述混合搅拌池具有池墙，所述池墙包括墙体和底部两部分，池墙内部配备有钢筋网，该池墙为C25级砼；池墙底部的下端为垫层，所述垫层为C15级砼；

池墙墙体的顶部设置两个预埋件，通过两个预埋件固定搅拌器安装支架，在搅拌器安装支架上安装有搅拌装置；所述池墙的墙体底部设置有输出管道，输出管道穿过墙体的底部，其穿出端内部设置有止水板；

所述预埋件包括表面为弧形的扁钢，扁钢的下面中部焊接有圆钢，在扁钢下面的圆钢的两侧焊接有带钩圆钢。

本发明的优点在于：本发明在此提供一种基于太阳能集热进行厌氧消化的大型沼气系统，系统分布合理，包括混合搅拌池、固液分离机、调节池、太阳能集热器、厌氧消化罐、沼液储存池、气水分离器、脱硫器、流量表、双膜气柜、阻火器以及增压风机，整体结构简单，易于建造实施，效率高。

本发明提供一种厌氧消化罐，可应用于诸多的沼气系统之中；整体结构简单，易于建造；罐壁具有彩钢板和保温层；保温层为150mm厚橡塑海绵保温层；罐底采用钢板焊接而成；钢板焊接处设置有垫板；罐顶包括加强筋和锥顶壁板，锥顶壁板具有彩钢板、保温层；保温效果好。厌氧消化罐施工完毕后，以不低于5℃的水进行充水实验，充水至厌氧消化罐溢流口，持压不少于48小时，罐壁无渗漏。

本发明提供一种混合搅拌池，可应用于大型沼气系统中；能够实现充分混合搅拌，搅拌效果好，促进沼气产气率的提高，同时极大地降低了建造、及搅拌装置的安装成本；具体为：

所述池墙包括墙体和底部两部分，池墙墙体的顶部设置两个预埋件，通过两个预埋件容易固定搅拌器安装支架，在搅拌器安装支架上安装有搅拌装置，所述预埋件包括表面为弧形的扁钢，扁钢的下面中部焊接有圆钢，在扁钢下面的圆钢的两侧焊接有带钩圆钢；预埋后，两个预埋件性能牢固，不易损坏和变形；在这里通过预埋件和搅拌器安装支架达到了便于搅拌装置安装的目的。所述池墙的墙体底部设置有输出管道，输出管道穿过墙体的底部，其穿出端内部设置有止水板；防止液体外渗。

附图说明

图1是本发明整体实施实施图

图2是本发明厌氧消化罐整体结构示意图

图3是罐体示意图

图4是罐顶示意图

图5是罐底示意图

图6是罐底下方垫板位置焊接示意图

图7是搅拌器安装示意图

图8是集气罩部位示意图

图9是罐体保温示意图

图10是本发明混合搅拌池俯视图

图11是图10中B-B剖视图

图12是本发明池墙部分俯视图

图13是图12中A-A剖视图

图14是本发明预埋件示意图

图15是预埋件侧面示意图。

具体实施方式

下面将结合附图1-15对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明通过改进提供一种基于太阳能集热进行厌氧消化的大型沼气系统，可以按照如下方式予以实施；包括混合搅拌池100、固液分离机200、调节池300、太阳能集热器400、厌氧消化罐500、沼液储存池600、气水分离器700、脱硫器800、流量表900、双膜气柜1000、阻火器1001以及增压风机1002。

所述混合搅拌池100通过浓污水管道100a与调节池300连通；调节池300的输出管道100b连通厌氧消化罐500；厌氧消化罐500通过沼液管道回接调节池300；厌氧消化罐500顶部通过沼气管道连通气水分离器700，气水分离器700、脱硫器800、流量表900通过沼气管道连通；阻火器1001与增压风机1002连通；

固液分离机200的输入管道连通调节池300，固液分离机200的输出端通过沼液管道连通沼液储存池600。

所述厌氧消化罐500包括换热管5.1、罐体5.4、顶搅拌器5.5、正负压保护器5.6、罐顶栏杆5.7、溢流器5.8、操作平台5.9和直爬梯5.10。罐体5.4包括罐底4.1、罐壁4.2、罐顶4.3；其整体位于厌氧罐基础5.11上；罐壁4.2具有彩钢板5.2和保温层5.3；保温层5.3为150mm厚橡塑海绵保温层；罐底4.1采用钢板5.13焊接而成；钢板焊接处设置有垫板5.12；罐顶4.3包括加强筋5.14和锥顶壁板5.15，锥顶壁板具有彩钢板5.2、保温层5.3；罐顶设置有集气罩5.16。

所述集气罩5.16通过角钢5.17和支撑板5.18固定，集气罩5.16上部设有盖板5.19；所述顶搅拌器5.5包括底部支撑5a、搅拌轴5b、桨叶5c、支撑座5d、减速器5e、电机5f；搅拌轴5b为Φ140×14无缝钢管；桨叶5c为16mm钢板制成，桨叶5c宽400mm。

本发明所述的厌氧消化罐，可应用于诸多的沼气系统之中；整体结构简单，易于建造，保温效果好。本发明提供一种厌氧消化罐，整体结构简单，易于建造；罐壁具有彩钢板和保温层；保温层为150mm厚橡塑海绵保温层；罐底采用钢板焊接而成；钢板焊接处设置有垫板；罐顶包括加强筋和锥顶壁板，锥顶壁板具有彩钢板、保温层；保温效果好。厌氧消化罐施工完毕后，以不低于5℃的水进行充水实验，充水至厌氧消化罐溢流口，持压不少于48小时，罐壁无渗漏。

所述混合搅拌池100具有池墙，所述池墙包括墙体1a和底部1b两部分，池墙内部配备有钢筋网，该池墙为C25级砼；池墙底部1b的下端为垫层2，所述垫层2为C15级砼；池墙墙体1a的顶部设置两个预埋件3，通过两个预埋件3固定搅拌器安装支架4，在搅拌器安装支架4上安装有搅拌装置5；所述池墙的墙体1a底部设置有输出管道6，输出管道6穿过墙体1a的底部，其穿出端内部设置有止水板7；所述预埋件3包括表面为弧形的扁钢3a，扁钢3a的下面中部焊接有圆钢3b，在扁钢3a下面的圆钢3b的两侧焊接有带钩圆钢3c。

本发明通过改进提供一种混合搅拌池，可应用于大型沼气系统中；能够实现充分混合搅拌，搅拌效果好，促进沼气产气率的提高，同时极大地降低了建造、及搅拌装置的安装成本；具体为：

其一：所述池墙包括墙体1a和底部1b两部分，池墙墙体1a的顶部设置两个预埋件3，通过两个预埋件3容易固定搅拌器安装支架4，在搅拌器安装支架4上安装有搅拌装置5，所述预埋件3包括表面为弧形的扁钢3a，扁钢3a的下面中部焊接有圆钢3b，在扁钢3a下面的圆钢3b的两侧焊接有带钩圆钢3c；预埋后，两个预埋件3性能牢固，不易损坏和变形；在这里通过预埋件3和搅拌器安装支架4达到了便于搅拌装置5安装的目的。

其二：所述池墙的墙体1a底部设置有输出管道6，输出管道6穿过墙体1a的底部，其穿出端内部设置有止水板7；防止液体外渗。

本发明所述的大型沼气系统，

1设计依据：

1.1 甲方提供的有关技术基础资料、工程建设目标。

1.2 国家颁布的现行有关设计规范、规程。

(1) NY/T 1220.1-2006 沼气工程技术规范第1部分：工艺设计

(2) NT/T 1220.2-2006 沼气工程技术规范第2部分：供气设计

(3) NY/T 1220.3-2006 沼气工程技术规范第3部分：施工及验收

(4) HJ497-2009 畜禽养殖业污染治理工程技术规范

2 工艺设计参数

2.1 处理能力：日处理鲜牛粪30吨，水20吨，合计50吨。

2.2 生产能力：在原料保证的情况下，全年日均产气1000m3/，夏季沼气全部发电，冬季沼气全部烧锅炉。

2.3 工艺设计单元说明

2.3.1 预处理单元：养殖场牛舍收集的鲜牛粪转运至混合搅拌池，加水搅拌均匀后放入调节池，由泵从调节池抽入厌氧消化罐。

2.3.2 沼气生产单元：

厌氧消化罐：

发酵工艺：完全混合式厌氧反应器（CSTR）

进料量：50t/d

HRT：20d

发酵温度：近中温

容积产气率：1.0m3//(m3/.d)。

2.3.3 沼渣沼液储存处理单元：厌氧消化罐产生的沼液首先进入调节池，由泵抽入固液分离机进行分离，分离出的沼渣运至有机肥生产车间进行好氧堆肥；分离出的沼液，夏季流入沼液储存池，作为液态有机肥供园区种植用，冬季回流到混合搅拌池调节进料原料的浓度。

2.3.4 沼气储存利用单元：厌氧消化罐全年日均产沼气1000m3/，经过脱水、脱硫后的沼气夏季用于发电，冬季用于烧锅炉和公司食堂做饭和职工洗浴。沼气发电装机容量80kW。未使用的沼气储存于400m3/独立干式双膜气柜，

3 管道

3.1 工艺管道布置图中所示管道标高除注明外均为管中心标高。

3.2 镀锌钢管的规格尺寸以DN表示，PE管的规格尺寸以dn表示。

3.3 所有外部管道均宜敷设在管道沟内。

3.3 阀门井做法参见标准图集S143圆形立式阀门井及阀门套筒 。排水检查井做法参见标准图集02S515/19排水检查井图集。

3.4 凡是设在道路上的检查井、阀门井，均采用重型铸铁井盖，井盖与路面齐平。

3.5 在绿地上的检查井、阀门井，除注明外，采用轻型铸铁井盖，井盖高出地面150mm。

3.7 污水料液进料管线，采用PE管，管径除注明外宜为dn110，出料管线采用PE管，管径除注明外宜为dn160。埋深应在冻土层以下，管顶最浅覆土为0.7米，如管道承受超过相当于汽-10级的荷载时，该处管道及基础应另做加固处理，可采取加宽加厚混凝土基础或在管上砌筑砖拱，以及用混凝土或钢筋混凝土加固管道等措施。

3.8 室外高压沼气管道应采用钢管；中压和低压沼气管道宜采用聚乙烯燃气管、钢管或者钢骨架聚乙烯塑料复合管。室内沼气管道宜采用镀锌钢管。

3.9 室外沼气管道宜采用埋地敷设. 埋地沼气主管道的坡度≥0.003，坡向沼气凝水器，并定期排出沼气管道中的冷凝水；穿越道路时，视现场情况设置钢制套管；埋地支管宜为水平敷设。

3.10 沼气管道埋地敷设时，埋深应在冻土层以下，同时，管顶的覆土最小厚度应符合下列要求：

a) 埋设在车行道以下时，不得小于0.9m；

b）埋设在非车行道以下时，不得小于0.6m；

c）埋设在庭院内时，不得小于0.3m；

d）埋设在水田以下时，不得小于0.8m。

3.11 沼气管道 不得与其他管道和电缆同沟敷设，同时严禁在下列场所敷设：

a) 高压电缆走廊；

b）易燃易爆材料和具有腐蚀性液体堆放场；

c）固定建筑物下面；

d）交通隧道。

3.12 沼气管道严禁引入卧室。室内沼气管道不得敷设在易燃易爆品仓库和有腐蚀性介质的房间、配电间、变电室、电缆沟、烟道和进风道等地方。

3.13 沼气管道的其他要求参见NY/T 1220.2

3.14 供热管道采用镀锌钢管, 管径除注明外宜为DN40。

3.15 除特殊要求外，钢管及部分钢制件的外防腐做法：

(1)埋地钢管采用加强级环氧煤沥青防腐层：即除锈后底漆一道，面漆四道，玻璃布二层，具体做法见GB50268-97给水排水管道工程施工及验收规范。

(2)外露钢管采用普通级环氧煤沥青防腐层：即除锈后底漆一道，面漆两道，具体做法见GB50268-97给水排水管道工程施工及验收规范。

3.16 管道涂色应按<<工业管路的基本识别色和识别符号>>(GB7231-87)中的有关规定执行。

污水管---黑色，加热管---红色(R03)，供水管---绿色(G03)，沼气管---黄色(Y07)。安全色、安全标志应分别遵循<<安全色>>(GB2893-2001)、<<安全标志>>(GB2894-2008)的有关规定。

3.17 如发现管道标高交叉的情况，应本着小管让大管，压力管让重力管，设计管线让已建管线，临时管线让永久管线，柔性结构管线让刚性接管管线，检修次数少的管线让检修次数多的管线等原则，并与设计单位协商解决。

3.18 管道交叉的处理方式：上水管在下水管之上，电力管线在热水管和上下水管线之上，燃气管在上下水管线之上，热水管在上下水管线之上.

3.19 管道试水、试压：管道在保温层施工或使用之前，必须经过试水、试压。

(1)管道吹扫时，空气在管道内的流速不低于20m/s，清水在管道内的流速不低于1.5m/s；

(2)强度试验压力：294.2kpa （3kg/cm² ）,时间为6小时，Δp≤2%；

(3)气密性试验压力：98kpa （1kg/cm²）,时间为24小时，Δp≤1%。

(4)相关施工和验收方法参见 NY/T1220.3-2006《沼气工程技术规范 第3部分：施工及验收》。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种基于太阳能集热进行厌氧消化的大型沼气系统，其特征在于：包括混合搅拌池（100）、固液分离机（200）、调节池（300）、太阳能集热器（400）、厌氧消化罐（500）、沼液储存池（600）、气水分离器（700）、脱硫器（800）、流量表（900）、双膜气柜（1000）、阻火器（1001）以及增压风机（1002）；

所述混合搅拌池（100）通过浓污水管道（100a）与调节池（300）连通；调节池（300）的输出管道（100b）连通厌氧消化罐（500）；厌氧消化罐（500）通过沼液管道（100c）回接调节池（300）；厌氧消化罐（500）顶部通过沼气管道连通气水分离器（700），气水分离器（700）、脱硫器（800）、流量表（900）通过沼气管道连通；阻火器（1001）与增压风机（1002）连通；

固液分离机（200）的输入管道连通调节池（300），固液分离机（200）的输出端通过沼液管道（100d）连通沼液储存池（600）。

2.根据权利要求1所述一种基于太阳能集热进行厌氧消化的大型沼气系统，其特征在于：所述厌氧消化罐（500）包括换热管（5.1）、罐体（5.4）、顶搅拌器（5.5）、正负压保护器（5.6）、罐顶栏杆（5.7）、溢流器（5.8）、操作平台（5.9）和直爬梯（5.10）；

罐体（5.4）包括罐底（4.1）、罐壁（4.2）、罐顶（4.3）；其整体位于厌氧罐基础（5.11）上；罐壁（4.2）具有彩钢板（5.2）和保温层（5.3）；保温层（5.3）为150mm厚橡塑海绵保温层；罐底（4.1）采用钢板（5.13）焊接而成；钢板焊接处设置有垫板（5.12）；

罐顶（4.3）包括加强筋（5.14）和锥顶壁板（5.15），锥顶壁板具有彩钢板（5.2）、保温层（5.3）；罐顶设置有集气罩（5.16）。

3.根据权利要求2所述一种基于太阳能集热进行厌氧消化的大型沼气系统，其特征在于：集气罩（5.16）通过角钢（5.17）和支撑板（5.18）固定，集气罩（5.16）上部设有盖板（5.19）。

4.根据权利要求2所述一种基于太阳能集热进行厌氧消化的大型沼气系统，其特征在于：所述顶搅拌器（5.5）包括底部支撑（5a）、搅拌轴（5b）、桨叶（5c）、支撑座（5d）、减速器（5e）、电机（5f）；搅拌轴（5b）为Φ140×14无缝钢管；桨叶（5c）为16mm钢板制成，桨叶（5c）宽400mm。

5.根据权利要求1所述一种基于太阳能集热进行厌氧消化的大型沼气系统，其特征在于：所述混合搅拌池（100）具有池墙，所述池墙包括墙体（1a）和底部（1b）两部分，池墙内部配备有钢筋网，该池墙为C25级砼；池墙底部（1b）的下端为垫层（2），所述垫层（2）为C15级砼；

池墙墙体（1a）的顶部设置两个预埋件（3），通过两个预埋件（3）固定搅拌器安装支架（4），在搅拌器安装支架（4）上安装有搅拌装置（5）；所述池墙的墙体（1a）底部设置有输出管道（6），输出管道（6）穿过墙体（1a）的底部，其穿出端内部设置有止水板（7）；

所述预埋件（3）包括表面为弧形的扁钢（3a），扁钢（3a）的下面中部焊接有圆钢（3b），在扁钢（3a）下面的圆钢（3b）的两侧焊接有带钩圆钢（3c）。