CN107142284A - 一种产生沼气的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种产生沼气的方法，属于农业技术领域。为了解决现有的沼气产生效率低，原料利用率低的问题，提供一种产生沼气的方法，该方法包括发酵原液的制备，准备秸秆、玉米杆、菜叶等作为原料，通过提取装置将原料中的营养成分以汁液的形式提取出来成为发酵原液；沼气的产生，利用沼气发生装置将发酵原料发酵产生沼气，并通过自动控制系统使发酵原料的营养配比保持在最佳状态；沼气的收集，通过沼气回收桶将沼气收集起来。本发明具有提高原料利用率，高效产生沼气的同时节约成本的优点。

Description

一种产生沼气的方法

技术领域

本发明属于农业技术领域，特别是一种产生沼气的方法。

背景技术

随着科技的发展，沼气作为新能源利用已经有很长的历史，沼气作为环保、廉价的新能源，深受国家政府的重视，最初的沼气主要为农村家用的沼气池，在一段时间呢，为解决农村的秸秆焚烧污染的问题以及农村燃料供应不足的问题，我国政府积极的推广沼气事业，沼气的应用也慢慢的从家庭燃料发展成照明、取暖，人民生活水平的提高，工业、农业、养殖业的发展，大废弃物发酵沼气工程仍将是我国可再生能源利用和环护的切实有效的方法，但是现有的产生沼气的方法，步骤较繁琐，而且现有的沼气往往通过沼气池产生，存在各种制约因素，不能有效的使用原料，从而导致无法高效的产生沼气。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种产生沼气的方法，本方法要解决的技术问题是：如何高效的产生沼气。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种产生沼气的方法，该方法包括以下步骤：a、发酵原液的制备；准备秸秆、玉米杆、菜叶等作为原料，通过提取装置将原料中的营养成分以汁液的形式提取出来成为发酵原液；b、沼气的产生；利用沼气发生装置将发酵原料发酵产生沼气，并通过自动控制系统使发酵原料的营养配比保持在最佳状态；c、沼气的收集，通过沼气回收桶将沼气收集起来。

本产生沼气的方法，先通过提取装置将秸秆、玉米杆、菜叶等原料压榨成发酵原料，目的是为了后续的过程中提高沼气的产生效率，同时提高原料的使用率，节约成本；再通过沼气发生装置对发酵原料发酵产生沼气，目的是为了提高产生沼气的效率，发酵原液经过发酵菌进行发酵后，会产生沼气，产生的沼气收集到沼气回收桶中，步骤简单，方便实用。为了保证发酵原液能更好的给发酵菌提供营养，通过自动监测产气状态，当产气率低于设定值时，启动进出料程序，即边排放沼液，边加入发酵原液，采用动态发酵系统使发酵原料的营养配比保持在最佳状态，提高产气效率。发酵桶内设置吸附介质，介质由具有孔隙梯度的微孔材料组成，发酵菌可以吸附在其上，防止发酵菌随换料损失，保证足够的菌液浓度，从而提高产气效率。

在上述的产生沼气的方法中，所述的提取装置包括底座，在底座上垂直固定有若干导柱，导柱的顶部处固定有顶板，在导柱中套设有能沿着导柱上下升降的升降板，在底座和升降板之间设置有能驱动升降板上下升降的螺杆和液压双驱动机构，在升降板上设置有收集盘，收集盘下部处开所有收集口，收集口通过收集管与上述的发酵原液存放箱相连通；收集盘上放置有压榨筒，压榨筒的周面上开设有若干出液孔，压榨筒中设置有压块，在顶板处设置有能带动压块上下升降的升降结构。当用户需要将原料投放到压榨筒中并把压块放入压榨桶，螺杆初压压块，液压产生高压破碎植物组织，可溶性营养成分随汁液被压出，原料受力压榨出的发酵原液从压榨筒的出液孔流出，汇聚到收集盘，然后从收集口流入发酵原液存放箱。在本说明书中秸秆、菜叶和玉米秆等物品均可以作为原料。

所述的驱动机构为液压驱动机构，所述的液压驱动机构设置在底座上，液压驱动机构的顶杆向上设置且与升降板相固连。液压驱动机构可以破碎植物组织，更彻底的压榨原料，提高原料的出料率，从而提高沼气的产量，液压驱动机构开采用市售高性能油压千斤顶。

作为另外一种情况，所述的驱动机构为气缸，所述气缸的缸体固定在底座上，气缸的活塞杆向上设置且与升降板相固连。

所述的螺旋初压结构包括开设在顶板上的螺纹孔、螺杆和手轮，所述的螺杆螺纹连接在螺纹孔中，螺杆的下端与压块相固定，螺杆的上端与手轮相连接。通过手动旋转手轮，手轮带动螺杆，慢慢的下降，通过压块将原料挤压，操作方便简单。

所述的底座上设置有机械爪装置，所述的机械爪装置包括固定座一和固定座二，固定座一和固定座二相互平行且与升降板相互垂直，固定座一和固定座二分布在升降板的两侧且呈一直线，固定座一上设有液压缸一，固定座二上设有液压缸二，液压缸一和液压缸二上设有若干抓取压榨筒的机械爪。通过机械爪装置将沼气发生罐在压榨出发酵原液之后抓取，方便工人对与渣的取卸。

所述的升降板上设置有有若干导柱孔，其特征在于，导柱孔内均设置有轴承座，轴承座上设置有轴承,导柱下部设置有限制载物台与机架最小距离的限位圈，限位圈位于升降板和底座之间。轴承的设置可以减少摩擦，提高对本发明中装置的使用寿命。

在上述的产生沼气的方法中，所述沼气发生装置包括发酵原液存放箱、沼液回收箱和沼气发生罐，所述的发酵原液存放箱与一能给其内提供发酵原液的提取装置相连接，沼气发生罐包括内罐体和设置在内罐体外的外罐体，所述内罐体和外罐体之间形成密封的保温腔，在外罐体上开设有与保温腔相连通的进水口和出水口，进水口通过进水管与一温水箱相连通，在进水管中设置有水泵，出水口通过出水管与温水箱相连通，进水口处于出水口的下方；所述内罐体上开设有进液口、出液口和出气口，所述的内罐体中设置有吸附介质，介质由具有孔隙梯度的微孔材料组成，发酵菌可以在其上吸附生长；所述的进液口与进液管的一端相连通，进液管的另一端设置有三通阀一，三通阀一具有端口一、端口二和端口三，端口一与上述的进液管的另一端相连通，端口二通过连接管一与发酵原液存放箱相连通，端口三通过连接管二与一恒流泵相连接；出液口与出液管的一端相连通，出液管的另一端设置有三通阀二，三通阀二具有端口四、端口五和端口六，端口四与上述的出液管的另一端相连通，端口五通过连接管三与沼液回收箱相连通，端口六通过连接管四与上述的恒流泵相连接。通过提取装置将原料压榨成发酵原液，通过恒流泵将发酵原液送入沼气发生罐，打开水泵，将恒温箱内的热水持续不断的从沼气发生罐的外罐体的下部进水口通入保温腔，然后将温度因与外界接触而降低的水从外罐体的上部出水口压出，保证内罐体维持在一个恒定的温度。发酵原液经过发酵菌进行发酵后，会产生沼气，产生的沼气通过气体收集管收集到沼气回收桶中；经过发酵后的发酵原液慢慢的失去营养，变成沼液，沼液可以由出液口排出进入到沼液回收箱中，回收起来的沼液可以用来养鱼。为了保证发酵原液能更好的给发酵菌提供营养，通过自动监测产气状态，当产气率低于设定值时，启动进出料程序，即边排放沼液，边加入发酵原液，采用动态发酵系统使发酵原料的营养配比保持在最佳状态，提高产气效率。发酵桶内设置吸附介质，介质由具有孔隙梯度的微孔材料组成，发酵菌可以吸附在其上，防止发酵菌随换料损失，保证足够的菌液浓度，从而提高产气效率。

所述的吸附物为多孔陶粒、硅胶颗粒、微孔玻璃珠或海绵。。多孔陶粒、硅胶颗粒、微孔玻璃珠或海绵是为了增加发酵菌与发酵原液的接触面积，提高发酵效率。

所述的出气口通过气体收集管与沼气回收桶相连接。

所述的沼气回收桶包括桶体和密封塞，桶体和密封塞均采用玻璃材料制成，密封塞设置在桶体中，且密封塞和桶体保持密封，桶体内设置有水，上述的气体收集管穿过密封塞与桶体的内腔相连通。当沼气通过导管进入沼气回收桶，密封塞会慢慢的上升。密封塞起到密封的作用，同时给可以给用户有一个收集气体的提示。

作为另外一种情况，所述的沼气回收桶包括桶体和密封塞，密封塞固定在桶体中，且密封塞和桶体保持密封，桶体内设置有水，在通体下部处开设有排水孔，排水孔通过排水管与一水箱相连通。利用沼气不溶于水的原理进行收集。也可以从排除的水量来判断收集了多少气体。

所述的气体收集桶内装有气体计量装置，通过自动控制系统与进出料的三通阀相连接。通过计量装置自动监测产气状态，当产气率低于设定值时，启动进出料程序，即边排放沼液，边加入发酵原液，采用动态发酵系统使发酵原料的营养配比保持在最佳状态，提高产气效率。

所述的温水箱包括箱体和设置在箱体内的加热管，在箱体内装有温水。温水箱的设置为了保证发酵介质最合适的温度，提高发酵效率。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、利用双驱动机构，可以简单高效的将原料进行压榨并破碎组织得到高浓度发酵原液，不造成原料浪费。

2、通过机械爪装置将沼气发生罐在压榨出发酵原液之后抓取，方便工人对与渣的取卸。

3、通过动态发酵和自动控制系统使发酵原料的营养配比保持在最佳状态，提高产气效率。

4、沼气发生罐的双层设计，使内罐体内的温度不受外界温度影响，外罐体与温水箱连接，温水箱持续不断的提高温水，保证内罐体保持在发酵介质最合适的温度。

5、将多孔介质设置在沼气发生罐中保证发酵液足够的菌浓度，同时增加发酵菌与发酵原液的接触面积，提高发酵效率。

6、本产生沼气的方法简单实用，适用于大众推广。

附图说明

图1是提取装置的立体图。

图2是顶板的的剖视图。

图3是升降板的俯视图。

图4是沼气发生装置的主视图。

图中，1、发酵原液存放箱；2、沼液回收箱；3、沼气发生罐；4、沼气回收桶；5、内罐体；5a、外罐体；5b、保温腔；5c、进水口；5d、出水口；6、温水箱；7、水泵；8、进液口；8a、出液口；8b、出气口；9、吸附介质；10、三通阀一；10a、端口一；10b、端口二；10c、端口三；11、恒流泵；12、三通阀二；12a、端口了四；12b、端口五；12c、端口六；13、桶体；14、密封塞；15、箱体；15a、加热管；16、底座；16a、导柱；17、顶板；18、升降板；18a、收集盘；18b、收集口；19、压榨筒；19a、出液孔；20、压块；21、千斤顶；22、螺纹孔；23、螺杆；24、手轮；25、固定座一；26、固定座二；27、液压缸一；28、液压缸二；29、机械爪；30、导柱孔；31、轴承座；32、轴承；33、限位圈。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一：

一种产生沼气的方法，该方法包括以下步骤：a、发酵原液的制备；准备秸秆、玉米杆、菜叶等作为原料，通过提取装置将原料中的汁液提取出来成为发酵原液，通过提取装置将原料中的营养成分以汁液的形式提取出来成为发酵原液；b、沼气的产生；利用沼气发生装置将发酵原料发酵产生沼气，并通过自动控制系统使发酵原料的营养配比保持在最佳状态；c、沼气的收集，通过沼气回收桶4将沼气收集起来。

如图1和图2所示，提取装置包括底座16，在底座16上垂直固定有若干导柱16a，该发明中具有四个导柱，导柱16a的顶部处固定有顶板17，在导柱16a中套设有能沿着导柱16a上下升降的升降板18，在底座16和升降板18之间设置有能驱动升降板18上下升降的驱动机构，在升降板18上设置有收集盘18a，收集盘18a下部处开所有收集口18b，收集口18b通过收集管与上述的发酵原液存放箱1相连通；收集盘18a上放置有压榨筒19，压榨筒19的周面上开设有若干出液孔19a，该发明中具有就是个出液孔，压榨筒19中设置有压块20，在顶板17处设置有能带动压块20上下升降的升降结构。

驱动机构为千斤顶21，千斤顶21设置在底座16上，千斤顶21的顶杆向上设置且与升降板18相固连。千斤顶21可以更彻底的压榨原料，提高原料的使用率，千斤顶21为普通市面上可以买到的。

升降结构包括开设在顶板17上的螺纹孔22、螺杆23和手轮24，螺杆23螺纹连接在螺纹孔22中，螺杆23的下端与压块20相固定，螺杆23的上端与手轮24相连接。通过手动旋转手轮24，手轮24带动螺杆23，慢慢的下降，通过压块20将原料挤压，操作方便简单。

底座16上设置有机械爪装置，机械爪装置包括固定座一25和固定座二26，固定座一25和固定座二26相互平行且与升降板18相互垂直，固定座一25和固定座二26分布在升降板18的两侧且呈一直线，固定座一25上设有液压缸一27，固定座二26上设有液压缸二28，液压缸一27和液压缸二28上设有若干抓取压榨筒19的机械爪29，本发明中机械爪的数量为二个。通过机械爪装置将沼气发生罐3在压榨出发酵原液之后抓取，方便工人对与渣的取卸。

如图3所示，升降板18上设置有有四个导柱孔30，导柱孔30内均设置有轴承32座31，轴承32座31上设置有轴承32,导柱16a下部设置有限制载物台与机架最小距离的限位圈33，限位圈33位于升降板18和底座16之间。轴承32的设置可以减少摩擦，提高该发明的使用寿命。

如图4所示，沼气发生装置包括发酵原液存放箱1、沼液回收箱2、沼气发生罐3和沼气回收桶4，发酵原液存放箱1与一能给其内提供发酵原液的提取装置相连接，沼气发生罐3包括内罐体5和设置在内罐体5外的外罐体5a，内罐体5和外罐体5a之间形成密封的保温腔5b，在外罐体5a上开设有与保温腔5b相连通的出水口5d和进水口5c，出水口5d通过进水管与一温水箱6相连通，在进水管中设置有水泵7，进水口5c通过出水管与温水箱6相连通，进水口5c处于出水口5d的下方；内罐体5上开设有进液口8、出液口8a和出气口8b，内罐体5中设置有用于供发酵原液吸附的吸附物9；进液口8与进液管的一端相连通，进液管的另一端设置有三通阀一10，三通阀一10具有端口一10a、端口二10b和端口三10c，端口一10a与上述的进液管的另一端相连通，端口二10b通过连接管一与发酵原液存放箱1相连通，端口三10c通过连接管二与一恒流泵11相连接；出液口8a与出液管的一端相连通，出液管的另一端设置有三通阀二12，三通阀二12具有端口四12a、端口五12b和端口六12c，端口四12a与上述的出液管的另一端相连通，端口五12b通过连接管三与沼液回收箱2相连通，端口六12c通过连接管四与上述的恒流泵11相连接；出气口8b通过气体收集管与沼气回收桶4相连接。

吸附物9为若干陶粒或海绵。陶粒或海绵是为了增加发酵菌与发酵原液的接触面积，发酵菌可以吸附在其上，可以增加吸附面积，从而提高产气效率。

沼气回收桶4包括桶体13和密封塞14，桶体13和密封塞14均采用玻璃材料制成，密封塞14设置在桶体13中，且密封塞14和桶体13保持密封，桶体13内设置有水，上述的气体收集管穿过密封塞14与桶体13的内腔相连通。当沼气通过导管进入沼气回收桶4，密封塞14会慢慢的上升。密封塞14起到密封的作用，同时给可以给用户有一个收集气体的提示。

温水箱6包括箱体15和设置在箱体15内的加热管15a，在箱体15内装有温水。温水箱6的设置为了保证发酵介质最合适的温度，提高发酵效率。

本产生沼气的方法，根据用户需要先将原料投放到压榨筒19，通过手动旋转手轮24，手轮24带动螺杆23，慢慢的下降，螺杆初压压块，通过压块20将原料挤压，压块20与升降板18挤压中间原料，液压产生高压破碎植物组织，可溶性营养成分随汁液被压出，利用液压驱动机构21，升降板18上升，原料受力压榨出发酵原液，发酵原液从压榨筒19的出液孔19a流出，汇聚到收集盘18a，然后从收集口18b流入发酵原液存放箱1，同时机械爪装置启动，机械爪29抓住压榨筒19，升降板18下降，用户将废渣取出后，利用千斤顶21将升降板18上升到与压榨筒19底部接触位置，机械爪29松开，升降18板下降。然后通过恒流泵11将发酵原液送入沼气发生罐3，打开水泵7，将恒温箱内的热水持续不断的从沼气发生罐3的外罐体5a的下部进水口5c通入保温腔5b，然后将温度因与外界接触而降低的水从外罐体5a的上部出水口5d压出，保证内罐体5维持在一个恒定的温度。发酵原液经过发酵菌进行发酵后，会产生沼气，产生的沼气通过气体收集管收集到沼气回收桶4中，步骤简单，方便实用；经过发酵后的发酵原液慢慢的失去营养，变成沼液，沼液可以由出液口8a排出进入到沼液回收箱2中。回收起来的沼液可以用来养鱼。为了保证发酵原液能更好的给发酵菌提供营养，可以边排放沼液，边加入发酵原液，液体流动起来，提高产气效率。

实施例二：

本实施例二中的内容大致与实施例一中的内容相同，所不同的是本实施例二中的沼气回收桶包括桶体和密封塞，密封塞固定在桶体中，且密封塞和桶体保持密封，桶体内设置有水，在通体下部处开设有排水孔，排水孔通过排水管与一水箱相连通。

实施例三：

本实施例三中的内容大致与实施例一中的内容相同，所不同的是本实施例三中的驱动机构为气缸，气缸的缸体固定在底座上，气缸的活塞杆向上设置且与升降板相固连。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了，1、发酵原液存放箱；2、沼液回收箱；3、沼气发生罐；4、沼气回收桶；5、内罐体；5a、外罐体；5b、保温腔；5c、进水口；5d、出水口；6、温水箱；7、水泵；8、进液口；8a、出液口；8b、出气口；9、吸附介质；10、三通阀一；10a、端口一；10b、端口二；10c、端口三；11、恒流泵；12、三通阀二；12a、端口四；12b、端口五；12c、端口六；13、桶体；14、密封塞；15、箱体；15a、加热管；16、底座；16a、导柱；17、顶板；18、升降板；18a、收集盘；18b、收集口；19、压榨筒；19a、出液孔；20、压块；21、千斤顶；22、螺纹孔；23、螺杆；24、手轮；25、固定座一；26、固定座二；27、液压缸一；28、液压缸二；29、机械爪；30、导柱孔；31、轴承座；32、轴承；33、限位圈。等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种产生沼气的方法，该方法包括以下步骤：a、发酵原液的制备；准备秸秆、玉米杆、菜叶等作为原料，通过提取装置将原料中的营养成分以汁液的形式提取出来成为发酵原液；b、沼气的产生；利用沼气发生装置将发酵原料发酵产生沼气，并通过自动控制系统使发酵原料的营养配比保持在最佳状态；c、沼气的收集，通过沼气回收桶将沼气收集起来。

2.根据权利要求1所述的一种产生沼气的方法，其特征在于，所述的提取装置包括底座，在底座上垂直固定有若干导柱，导柱的顶部处固定有顶板，在导柱中套设有能沿着导柱上下升降的升降板，在底座和升降板之间设置有能驱动升降板上下升降的驱动机构，在升降板上设置有收集盘，收集盘下部处开所有收集口，收集口通过收集管与上述的发酵原液存放箱相连通；收集盘上放置有压榨筒，压榨筒的周面上开设有若干出液孔，压榨筒中设置有压块，在顶板处设置有能带动压块上下升降的升降结构。

3.根据权利要求2所述的一种产生沼气的方法，其特征在于，所述的驱动机构为千斤顶，所述的千斤顶设置在底座上，千斤顶的顶杆向上设置且与升降板相固连。作为另外一种情况，所述的驱动机构为气缸，所述气缸的缸体固定在底座上，气缸的活塞杆向上设置且与升降板相固连。

4.根据权利要求2所述的一种产生沼气的方法，其特征在于，所述的升降结构包括开设在顶板上的螺纹孔、螺杆和手轮，所述的螺杆螺纹连接在螺纹孔中，螺杆的下端与压块相固定，螺杆的上端与手轮相连接。

5.根据权利要求2所述的一种产生沼气的方法，其特征在于，所述的底座上设置有机械爪装置，所述的机械爪装置包括固定座一和固定座二，固定座一和固定座二相互平行且与升降板相互垂直，固定座一和固定座二分布在升降板的两侧且呈一直线，固定座一上设有液压缸一，固定座二上设有液压缸二，液压缸一和液压缸二上设有若干抓取压榨筒的机械爪。

6.根据权利要求2所述的一种产生沼气的方法，其特征在于，所述的升降板上设置有有若干导柱孔，其特征在于，导柱孔内均设置有轴承座，轴承座上设置有轴承,导柱下部设置有限制载物台与机架最小距离的限位圈，限位圈位于升降板和底座之间。

7.根据权利要求1所述的一种产生沼气的方法，其特征在于，在上述的产生沼气的方法中，所述沼气发生装置包括发酵原液存放箱、沼液回收箱和沼气发生罐，所述的发酵原液存放箱与一能给其内提供发酵原液的提取装置相连接，沼气发生罐包括内罐体和设置在内罐体外的外罐体，所述内罐体和外罐体之间形成密封的保温腔，在外罐体上开设有与保温腔相连通的进水口和出水口，进水口通过进水管与一温水箱相连通，在进水管中设置有水泵，出水口通过出水管与温水箱相连通，进水口处于出水口的下方；所述内罐体上开设有进液口、出液口和出气口，所述的内罐体中设置有用于供发酵原液吸附的吸附介质；所述的进液口与进液管的一端相连通，进液管的另一端设置有三通阀一，三通阀一具有端口一、端口二和端口三，端口一与上述的进液管的另一端相连通，端口二通过连接管一与发酵原液存放箱相连通，端口三通过连接管二与一恒流泵相连接；出液口与出液管的一端相连通，出液管的另一端设置有三通阀二，三通阀二具有端口四、端口五和端口六，端口四与上述的出液管的另一端相连通，端口五通过连接管三与沼液回收箱相连通，端口六通过连接管四与上述的恒流泵相连接。

8.根据权利要求7所述的一种产生沼气的方法，其特征在于，所述的出气口通过气体收集管与沼气回收桶相连接。

9.根据权利要求8所述的一种产生沼气的方法，其特征在于，所述的沼气回收桶包括桶体和密封塞，桶体和密封塞均采用玻璃材料制成，密封塞设置在桶体中，且密封塞和桶体保持密封，桶体内设置有水，上述的气体收集管穿过密封塞与桶体的内腔相连通。作为另外一种情况，所述的沼气回收桶包括桶体和密封塞，密封塞固定在桶体中，且密封塞和桶体保持密封，桶体内设置有水，在通体下部处开设有排水孔，排水孔通过排水管与一水箱相连通。

10.根据权利要求7所述的一种产生沼气的方法，其特征在于，所述的温水箱包括箱体和设置在箱体内的加热管，在箱体内装有温水。