CN106282008A - 多功能干发酵库 - Google Patents

Abstract

本发明涉及多功能干发酵库，包括库体，库体通过隔板分隔成上部的物料发酵区和下部的渗滤液存储区，隔板上设有若干过滤孔；库体的顶部安装有沼液喷淋系统，沼液喷淋系统与渗滤液存储区连通；沼液喷淋系统包括管道以及多个喷头，每个喷头与管道之间均设有电磁阀；渗滤液存储区的滤液上方设有可水平往复移动的吸附导流装置，吸附导流装置包括多个呈漏斗状的吸附罩，吸附罩的开口朝上并在开口处覆盖有开孔面板，开孔面板上设有若干个高于开孔面板的导气孔，吸附罩经防爆风机与物料发酵区顶部连通。该发酵库提高发酵物料内部传热传质效率，实现发酵过程中的区域精准调控，防止发酵原料局部酸化，确保干发酵的高效稳定运行。

Description

多功能干发酵库

技术领域

本发明涉及一种多功能干发酵库，属于生物质能利用技术领域。

背景技术

干发酵物料的固含量较高，流动性差，均匀度不理想，使得喷淋时沼液的入渗困难，发酵物料内部传热传质过程缓慢，且由于干发酵底物浓度高，在发酵过程中有机酸大量积累，稀释不及时，使发酵原料局部酸化，微生物生长代谢失调，导致产沼气效率低，甚至发酵失败等。

发明内容

本发明要解决技术问题是：克服上述技术的缺点，提供一种使发酵物料内部传热传质均匀，可促进微生物代谢、产沼气效率高、可区域调控的干发酵库。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种多功能干发酵库，包括库体；所述库体内设有隔板，所述库体通过隔板分隔成上部的物料发酵区和下部的渗滤液存储区，所述隔板上设有若干过滤孔，所述过滤孔上覆盖有金属滤网；所述库体的顶部安装有沼液喷淋系统，所述沼液喷淋系统与所述渗滤液存储区连通；所述沼液喷淋系统包括设置在库体顶部的管道以及设置在所述管道上的多个喷头；所述渗滤液存储区的上部设有可水平往复移动的吸附导流装置，所述吸附导流装置包括多个呈漏斗状的吸附罩，所述吸附罩的开口朝上，所述开口表面覆盖有开孔面板，所述开孔面板上设有至少一个高于开孔面板的导气孔，所述吸附罩经防爆风机与所述物料发酵区顶部连通。

本发明在库体的顶部设置沼液喷淋系统（由管道、电磁阀和喷头组合而成），库体的底部设置渗滤液存储区，渗滤液存储区上部设置吸附导流装置，在使用时，渗滤液从渗滤液存储区打入发酵库体顶部的沼液喷淋系统，同时开启吸附导流装置，所述吸附导流装置来回往复移动，通过防爆风机气流的吸力，加快渗滤液进入发酵物料的入渗速度，大大改善了渗滤液在发酵物料表面堆积难以入渗到底部的缺陷，提高了渗滤液在物料中的均匀分布性和物料的降解性，大大强化了传热传质效率，从而提高了干发酵的产气（沼气）效率。

优选的，所述吸附罩通过支管相互串联后连接至防爆风机，每个吸附罩与支管之间均设有电磁阀，每个吸附罩的下方均设有导水管；每个喷头与管道之间也均设有电磁阀。这样，本发明就可以针对局部渗滤液较难入渗的区域（如物料中心区域），通过电磁阀开启相应区域上方的喷头，同时将吸附导流装置移动至该区域下方，并开启相应的吸附罩电磁阀，实现局部定位喷淋和下部吸附导流功能，从而可以改善局部发酵环境，防止发酵原料局部酸化。

为了防止杂质落入吸附导流装置，所述导气孔上覆盖有过滤网。

上述技术方案的进一步改进是：还包括控制器、酸液储存池、碱液储存池和酸碱液调节池，所述酸液储存池、碱液储存池均与酸碱液调节池的入口连通，所述酸碱液调节池的出口与沼液喷淋系统连通；所述库体内间隔设有多个与所述控制器连接的第一pH传感器，所述渗滤液存储区内设有与所述控制器连接的第二pH传感器；在使用时，所述控制器根据第一、第二pH传感器的实测值调整所述酸碱液调节池内溶液的pH值，并控制酸碱液调节池流入沼液喷淋系统的流量使物料发酵区的pH值达到预定值。优选的，所述酸碱液调节池内设有搅拌装置。

这样，本发明根据发酵库体中多点布置的pH传感器，监测干发酵过程中发酵物料不同区域的酸碱度，如果发现某区域的酸碱度超过了预先设置好的适宜发酵范围，就可以及时报警并启动酸碱液控制器。首先，根据发酵库体中测得的pH值，从酸、碱液储存池中分别抽取适量酸液和碱液打入所述酸碱液调节池中，开启搅拌装置将液体搅拌均匀至所需的pH值，然后将吸附导流装置移动至该区域，通过将适量的调节液打入发酵库中顶部喷淋系统，控制器通过电磁阀开启相应区域上方的喷头，并将吸附装置移动至该区域下方，开启相应的吸附罩电磁阀，实现局部定位上部喷淋和下部吸附导流的功能，及时精准的调节发酵物料发生酸化区域的pH值，保证干发酵的顺利完成。

优选的，所述管道排成多行，相邻两行管道上的喷头分别为广角扇形喷头、螺旋喷头。这样可以保证喷淋的覆盖率和均匀性。

上述技术方案的进一步改进是：所述物料发酵区、渗滤液存储区均设有与所述控制器连接的温度传感器，所述库体的内侧壁面环绕有用于调控温度的水盘管，所述控制器通过调整水盘管的流速和温度使物料发酵区和渗滤液存储区的温度值保持为预设值。进一步地，所述酸碱液调节池内也设有与所述控制器连接的温度传感器，所述酸碱液调节池的内侧壁面也环绕有水盘管，所述控制器通过调整水盘管的流速和温度使物料发酵区和渗滤液存储区的温度值保持为预设值。通过上述改进，可以保证库体内始终保持适宜的发酵温度。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明实施例的结构示意图。

图2是图1中沼液喷淋系统的结构示意图。

图3是图1中吸附导流装置的结构示意图。

图4是驱动吸附导流装置水平移动的传动结构的示意图。

具体实施方式

实施例

本实施例的多功能干发酵库，如图1-4所示，包括库体7；库体7内设有隔板29，库体7通过隔板29分隔成上部的物料发酵区和下部的渗滤液存储区，隔板29上设有若干过滤孔，过滤孔上覆盖有金属滤网；库体7的顶部安装有沼液喷淋系统6，沼液喷淋系统6与渗滤液存储区连通，从而使渗滤液从渗滤液存储区流向沼液喷淋系统6实现回流；沼液喷淋系统6包括设置在库体7顶部的管道以及设置在管道上的多个喷头。如图2所示，管道34排成多行，相邻两行管道34上的喷头分别为广角扇形喷头32、螺旋喷头33，每一行管道34上都设有电磁阀用于控制每行喷头的开启和关闭。渗滤液存储区的下方设有过滤装置23，过滤装置23的出口连接离心泵21，离心泵21与沼液喷淋系统之间连通，并在两者之间的连接管路上有设有流量计8。

沼液喷淋系统的管道排数、喷头数量和喷头间距，根据发酵原料数量、发酵库体积、喷头类型和发酵工艺设定，一般管道3-5排，喷头20-50个，间距0.8m-1.5m。在实施时，沼液喷淋次数、喷淋时间和喷淋量，根据发酵原料种类、数量、堆积体积和发酵工艺设定，一般喷淋次数2-3次/天，喷淋时间20-40分钟/次，喷淋量根据发酵工艺和原料数量确定，使发酵物料的温度和pH值均衡且达到的预设值即可。

渗滤液存储区的上部（即渗滤液层的上方）设有可沿隔板延伸方向水平往复移动的吸附导流装置25，如图3所示吸附导流装置25包括多个呈漏斗状的吸附罩38，吸附罩38的开口朝上，开口的表面覆盖有开孔面板，开孔面板上设有至少一个高于开口面板的导气孔37，导气孔37上覆盖有钢丝过滤网40，吸附罩38经防爆风机2与物料发酵区连通，即防爆风机2的入口与吸附罩38连通，防爆风机2的出口通过导管接入库体7的物料发酵区的上部。吸附导流装置的吸附罩数量、间距、排数，根据发酵原料数量、堆积体积、发酵库体积和发酵工艺设定，一般吸附罩3-4个，1-3排，间距0.8m-1.2m。另外，渗滤液存储区可以增设溢流阀防止渗滤液进入吸附导流装置25。

本实施例中吸附罩38通过支管42相互串联后连接至防爆风机2，每个吸附罩38与支管42之间均设有电磁阀，每个吸附罩38的下方均设有导水管41；另外，每个喷头与管道之间也均设有电磁阀。

为了使吸附导流装置25水平往复移动，可以采用步进电机等作为传动结构。本实施例中传动结构，如图4所示，优选在位于隔板29的下方的库体7上设置导轨46，吸附导流装置上固接有连接板45，连接板45上设有可沿导轨移动的滚轮47；渗滤液存储区上设有传动链轮43以及与传动链轮43相配合的传动链44，连接板45与传动链44固接从而可使连接板45在传动链44的带动下水平往复移动。吸附导流装置的移动速度，一般可根据发酵工艺和沼液喷淋系统的效率确定，通常为10-20m/min。

本实施例中渗滤液通过底部过滤装置23去除大颗粒砂砾、淤泥和秸秆颗粒等杂质，离心泵21将净化过后的渗滤液打入发酵库顶部的沼液喷淋系统6，同时开启底部的吸附导流装置25，吸附导流装置25在导轨上来回行走，通过防爆风机气流的吸力，加快液体的入渗速度，大大改善了液体在物料表面堆积难以入渗到底部的现象，提高了渗滤液在物料中的均匀分布性和物料的降解性，大大强化了传热传质效率，提高了干发酵的产气效率。

本实施例通过顶部的沼液喷淋系统6和底部吸附导流装置25能够实现喷淋过程中渗滤液在发酵物料中均匀的定向流动，不仅提高了渗滤液的入渗速度，而且可以实现局部区域的强化流动。

本实施例还可以作以下改进：

1）物料发酵区、渗滤液存储区均设有与控制器1连接的温度传感器4，库体7的内侧壁面环绕有水盘管（图中未示出），控制器1通过调整水盘管的流速和温度使物料发酵区和渗滤液存储区的温度值保持为预设值。

2）增加控制器1、酸液储存池14、碱液储存池15和酸碱液调节池17，酸液储存池14、碱液储存池15均与酸碱液调节池17的入口连通，酸碱液调节池17的出口与沼液喷淋系统6连通；库体7内间隔设有多个与控制器1连接的第一pH传感器5，渗滤液存储区内设有与控制器1连接的第二pH传感器27；在使用时，控制器1根据第一、第二pH传感器5、27的实测值调整酸碱液调节池17内溶液的pH值（可通过酸碱液调节池17内设的第三pH传感器20进行测量），并在酸碱液调节池17与沼液喷淋系统6之间设有计量泵11，控制酸碱液调节池17流入沼液喷淋系统6的流量使物料发酵区的pH值达到预设值，酸液储存池14、碱液储存池15和酸碱液调节池17之间均设有电磁阀。在实施时，酸碱液调节池17内设有搅拌电机16驱动的搅拌装置18，用于使酸液和碱液混合均匀。进一步地，物料发酵区、渗滤液存储区、酸碱液调节池内均设有与控制器1连接的温度传感器4，所述库体及酸碱液调节池的内侧壁面均环绕有水盘管（图中未示出），控制器1通过调整水盘管的流速和温度使物料发酵区和渗滤液存储区的温度值保持为预设值。

这样，本实施例可根据发酵库体中的不同区域的pH值监控数据，对发酵局部酸化现象及时报警并启动酸碱液调控，开启相应的喷淋装置阀门和吸附导流装置阀，实现发酵装置的局部pH值调控，从而使使物料发酵区的pH值达到预设值。

本发明不局限于上述实施例所述的具体技术方案，除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换形成的技术方案，均为本发明要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种多功能干发酵库，包括库体；其特征在于：所述库体内设有隔板，所述库体通过隔板分隔成上部的物料发酵区和下部的渗滤液存储区，所述隔板上设有若干过滤孔，所述过滤孔上覆盖有金属滤网；所述库体的顶部安装有沼液喷淋系统，所述沼液喷淋系统与所述渗滤液存储区连通；所述沼液喷淋系统包括设置在库体顶部的管道以及设置在所述管道上的多个喷头，每个喷头与管道之间均设有电磁阀；所述渗滤液存储区的滤液上方设有可水平往复移动的吸附导流装置，所述吸附导流装置包括多个呈漏斗状的吸附罩，所述吸附罩的开口朝上并在开口处覆盖有开孔面板，所述开孔面板上设有至少一个高于开孔面板的导气孔，所述吸附罩经防爆风机与所述物料发酵区顶部连通。

2.根据权利要求1所述的多功能干发酵库，其特征在于：还包括控制器、酸液储存池、碱液储存池和酸碱液调节池，所述酸液储存池、碱液储存池均与酸碱液调节池的入口连通，所述酸碱液调节池的出口与沼液喷淋系统连通；所述库体内间隔设有多个与所述控制器连接的第一pH传感器，所述渗滤液存储区内设有与所述控制器连接的第二pH传感器；在使用时，所述控制器根据第一、第二pH传感器的实测值调整所述酸碱液调节池内溶液的pH值，并控制酸碱液调节池流入沼液喷淋系统的流量使发酵物料的pH值达到预定值。

3.根据权利要求1所述的多功能干发酵库，其特征在于：所述吸附罩通过支管相互串联后连接至防爆风机，每个吸附罩与支管之间均设有电磁阀，每个吸附罩的下方均设有导水管；另外，每个喷头与管道之间也均设有电磁阀。

4.根据权利要求1-3之任一所述的多功能干发酵库，其特征在于：所述管道排成多行，相邻两行管道上的喷头分别为广角扇形喷头、螺旋喷头。

5.根据权利要求1-3之任一所述的多功能干发酵库，其特征在于：所述导气孔上覆盖有过滤网。

6.根据权利要求1-3之任一所述的多功能干发酵库，其特征在于：位于隔板的下方的库体上设有导轨，所述吸附导流装置上固接有连接板，所述连接板上设有可沿导轨移动的滚轮；所述渗滤液存储区内设有传动链轮以及与所述传动链轮相配合的传动链，所述连接板与传动链固接从而可使所述连接板在传动链的带动下水平往复移动。

7.根据权利要求1-3之任一所述的多功能干发酵库，其特征在于：所述渗滤液存储区与沼液喷淋系统之间设有过滤装置。

8.根据权利要求1-3之任一所述的多功能干发酵库，其特征在于：所述物料发酵区、渗滤液存储区均设有与所述控制器连接的温度传感器，所述库体的内侧壁面环绕有用于调控温度的水盘管，所述控制器通过调整水盘管的流速和温度使物料发酵区和渗滤液存储区的温度值保持为预设值。

9.根据权利要求2所述的多功能干发酵库，其特征在于：所述物料发酵区、渗滤液存储区、酸碱液调节池内均设有与所述控制器连接的温度传感器，所述库体及酸碱液调节池的内侧壁面均环绕有用于调控温度的水盘管，所述控制器通过调整水盘管的流速和温度使物料发酵区和渗滤液存储区的温度值保持为预设值。