CN106479870B - 多元循环式秸秆沼气发酵系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多元循环式秸秆沼气发酵系统，通过秸秆预处理池、搅拌池、发酵池、固液分离池、第一沼渣存储池、第二沼渣存储池、补水池、储气罐之间的连接，实现沼气和沼渣的循环再利用，且能够保证发酵过程中温度，提高秸秆腐熟程度，缩短发酵周期，提高了发酵底物降解利用率，保证发酵系统温度，高效、节能、适用性强、结构简单，能产生良好的经济效益和环保效益，具有很好实用价值和推广意义。

Description

多元循环式秸秆沼气发酵系统
技术领域
本发明涉及沼气发酵技术领域，特别是涉及一种多元循环式秸秆沼气发酵系统。
背景技术
能源短缺、环境污染以及由此引起的人类健康等问题是当今社会面临的主要难题，因此，研究和开发可再生的洁净能源已变得迫在眉睫。秸秆沼气发酵既可以实现废弃秸秆的再利用，又可以获得清洁能源，具有省柴、省电、省劳力、增肥、增产、增效益以及净化环境的重要作用。我国是农业大国，年产秸秆废弃物6亿吨左右，因此将资源丰富的农业废弃物秸秆用于发酵制沼气是一个合理高效利用秸秆的有效途径。但目前的沼气发酵系统大都存在着底物降解率和沼气产率低，发酵体系温度不稳定以及工业化水平低等问题，严重制约着秸秆沼气发酵新能源技术的发展。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种多元循环式秸秆沼气发酵系统，能够实现过量沼气的回流循环利用以及沼液的循环再利用，最大限度的提高秸秆发酵底物的降解利用率，维持发酵系统的温度，同时实现沼气回流循环对发酵料液起到的搅拌作用，最终提高整个沼气系统的运行稳定性和生产效益，降低生产成本。
本发明为解决上述问题所采取的技术方案是，提供了多元循环式秸秆沼气发酵系统，包括秸秆预处理池、搅拌池、发酵池、固液分离池、第一沼渣存储池、第二沼渣存储池、补水池、储气罐、三通阀门，秸秆预处理池与搅拌池通过第一连接管相连通，搅拌池与发酵池通过第二连接管相连通，发酵池与固液分离池通过第三连接管相连通，固液分离池与第一沼渣存储池通过第四连接管相连通，固液分离池与第二沼渣存储池通过第五连接管相连通，发酵池与三通阀门分别通过第六连接管和第七连接管两个独立管道相连通，储气罐与三通阀门通过第八连接管相连通，第二沼渣存储池与秸秆预处理池通过第九连接管相连通，发酵池与补水池通过第十连接管相连通，其中第七连接管上设有第一阀门，第八连接管上设有第二阀门，第六连接管上设有气体流量计，第三连接管上设有第一蠕动泵，第九连接管上设有第二蠕动泵，第十连接管上设有第三蠕动泵；沼液和沼渣在固液分离池内分离，其中一部分沼渣经第四连接管进入第一沼渣存储池，沼液以及另一部分沼渣经第五连接管进入第二沼渣存储池，并经第二蠕动泵返回到秸秆预处理池，实现秸秆的循环再利用。
所述秸秆预处理池和发酵池的上方均设有由太阳能板组成的太阳能大棚。
所述发酵池内设有倾斜设置的出料台。
本发明的有益效果是：该系统打破了现有的仅沼液自循环等单项循环，集多元循环于一体。其中沼气的回流循环对发酵料液起到混合搅拌的作用，使得发酵池内的发酵料液混合更均匀，接触更完全，以便于提高发酵效率和沼气产生率；同时利用沼气的回流循环对对发酵池内反应料液搅拌，相对于现有发酵池内的搅拌减少了搅拌设备，构造简单、机械性磨损小、运行费用降低；沼液的循环则起到维持系统温度和提高发酵底物利用率的作用。整个发酵系统提高了发酵底物降解利用率，保证发酵系统温度，高效、节能、适用性强、结构简单，能产生良好的经济效益和环保效益，具有很好实用价值和推广意义。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面结合附图对本发明实施方式作进一步详细描述。
如图1所示，本发明提供了一种多元循环式秸秆沼气发酵系统，包括秸秆预处理池1、搅拌池2、发酵池3、固液分离池4、第一沼渣存储池5、第二沼渣存储池6、补水池7、储气罐8、三通阀门9，秸秆预处理池1与搅拌池2通过第一连接管10相连通，搅拌池2与发酵池3通过第二连接管11相连通，发酵池3与固液分离池4通过第三连接管12相连通，固液分离池4与第一沼渣存储池5通过第四连接管13相连通，固液分离池4与第二沼渣存储池6通过第五连接管14相连通，发酵池3与三通阀门9分别通过第六连接管15和第七连接管16两个独立管道相连通，储气罐8与三通阀门9通过第八连接管17相连通，第二沼渣存储池6与秸秆预处理池1通过第九连接管18相连通，发酵池3与补水池7通过第十连接管19相连通，其中第七连接管16上设有第一阀门20，第八连接管17上设有第二阀门21，第六连接管15上设有气体流量计22，第三连接管12上设有第一蠕动泵23，第九连接管18上设有第二蠕动泵24，第十连接管19上设有第三蠕动泵25。沼液和沼渣在固液分离池4内分离，其中一部分沼渣经第四连接管13进入第一沼渣存储池5，沼液以及另一部分沼渣经第五连接管14进入第二沼渣存储池6，并经第二蠕动24泵返回到秸秆预处理池1，实现秸秆的循环再利用。
所述秸秆预处理池1和发酵池3的上方均设有由太阳能板组成的太阳能大棚26，其太阳能大棚26能够有效的利用太阳辐射提高预处理池1和发酵池3的温度，从而提高秸秆腐熟程度，缩短整个发酵的周期。
所述发酵池3内设有倾斜设置的出料台27，出料台27更有利于发酵底物进入固液分离池4。
使用时，首先利用粉碎机将回收的秸秆进行粉碎，将粉碎后的秸秆倒入秸秆预处理池1中并添加发酵菌剂和水混合以后进行预发酵处理，经过预处理以后的发酵底物沿第一连接管10进入搅拌池2，对发酵底物进行充分的搅拌，使其混合均匀，经搅拌后的发酵底物经第二连接管11进入发酵池3进行发酵处理，产生的沼气，在发酵的过程中可以通过补水池7和第三蠕动泵25为发酵池内的发酵底物提供水分，保证发酵过程的顺利进行。
同时通过气体流量计22观察发酵过程中沼气的产生量，当沼气未达到目标产量时，关闭第一阀门20，打开第二阀门21，沼气经第六连接管15、三通阀门9、第八连接管17进入储气罐8；当沼气超过目标产量时，打开第一阀门20和第二阀门21，使沼气分别经第八连接管17进入储气罐8和经第七连接管16返回发酵池3，实现沼气的循环，其中返回发酵池3的沼气对发酵底物又一次进行搅拌。发酵反应后的沼液经第一蠕动泵23进入固液分离池4，在固液分离池4内实现沼液和沼渣的分离，其中一部分沼渣经第四连接管13进入第一沼渣存储池5，这一部分沼渣可以用于制肥；另一部分沼渣经第五连接管14进入第二沼渣存储池6，这一部分沼渣又经第二蠕动泵24返回到秸秆预处理池1，参与到下一轮的秸秆堆沤腐熟以及发酵产沼气等一系列反应中去，实现秸秆的循环再利用。
该系统集沼气的循环、沼渣的循环于一体，提高了发酵底物降解利用率，保证发酵系统温度，高效、节能、适用性强、结构简单，能产生良好的经济效益和环保效益，具有很好实用价值和推广意义。
本专利中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，上述词语并没有特殊的含义。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及等同物界定。

Claims (3)

1.多元循环式秸秆沼气发酵系统，其特征在于：包括秸秆预处理池、搅拌池、发酵池、固液分离池、第一沼渣存储池、第二沼渣存储池、补水池、储气罐、三通阀门，秸秆预处理池与搅拌池通过第一连接管相连通，搅拌池与发酵池通过第二连接管相连通，发酵池与固液分离池通过第三连接管相连通，固液分离池与第一沼渣存储池通过第四连接管相连通，固液分离池与第二沼渣存储池通过第五连接管相连通，发酵池与三通阀门分别通过第六连接管和第七连接管两个独立管道相连通，储气罐与三通阀门通过第八连接管相连通，第二沼渣存储池与秸秆预处理池通过第九连接管相连通，发酵池与补水池通过第十连接管相连通，其中第七连接管上设有第一阀门，第八连接管上设有第二阀门，第六连接管上设有气体流量计，第三连接管上设有第一蠕动泵，第九连接管上设有第二蠕动泵，第十连接管上设有第三蠕动泵；沼液和沼渣在固液分离池内分离，其中一部分沼渣经第四连接管进入第一沼渣存储池，沼液以及另一部分沼渣经第五连接管进入第二沼渣存储池，并经第二蠕动泵返回到秸秆预处理池，实现秸秆的循环再利用。
2.根据权利要求1所述的多元循环式秸秆沼气发酵系统，其特征在于：所述秸秆预处理池和发酵池的上方均设有由太阳能板组成的太阳能大棚。
3.根据权利要求2所述的多元循环式秸秆沼气发酵系统，其特征在于：所述发酵池内设有倾斜设置的出料台。
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