CN111363666A - 一种生物沼气上料系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种生物沼气上料系统，涉及生物沼气制备领域，包括除沙系统以及依次连接的固体上料机、破碎机、固液输送泵和过滤切碎机，过滤切碎机用于连接沼气发酵罐；除沙系统并联于固液输送泵，用于提供发酵用无沙液体；固液输送泵用于集成固体碎料和无沙液体，并将固液混合体泵入过滤切碎机依次进行过滤、切碎后，推入沼气发酵罐内。本发明针对含沙污粪进行除沙预处理，有效降低污粪中的含沙量，降低对设备的磨损；增加破碎机利于物理原理进行破碎，各级切割均是通过刀片连续的旋转来完成的，因此设备故障率低；同时，通过先固液物料混合、再经过滤破碎后进入发酵罐的方案设置，可显著加速物料分解，缩短发酵停留时间并提高沼气产量。

Description

一种生物沼气上料系统

技术领域

本发明涉及生物沼气制备领域，特别是涉及一种生物沼气上料系统。

背景技术

目前，国内还没有通过进行大规模的能源类作物的种植来满足沼气厂的需要，为了解决农业有机废弃物的环境问题，一般通过使用玉米秸秆、小麦秸秆和/或水稻秸秆等配合粪污进行沼气发酵。

除部分牛舍采用沙卧床造成了粪便中含有沙子外，我们需要处理的鸡粪中也含有大量的沙子，如果这些沙子不能及时去除掉，会造成发酵罐内沙子的沉积，从而影响发酵罐的正常运营，同时还会对设备造成不可逆转的磨损破坏，降低设备的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构合理的生物沼气上料系统，该系统能够针对含沙污粪进行除沙预处理，降低污粪中的含沙量，降低对设备的磨损，以解决上述技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种生物沼气上料系统，包括除沙系统以及依次连接的固体上料机、破碎机、固液输送泵和过滤切碎机，所述过滤切碎机用于连接沼气发酵罐；所述除沙系统并联于所述固液输送泵，用于提供发酵用无沙液体；所述固液输送泵用于集成固体碎料和无沙液体，并将固液混合体泵入所述过滤切碎机依次进行过滤、切碎后，推入所述沼气发酵罐内。

可选的，所述除沙系统连接所述沼气发酵罐的沼渣沼液排管和/或含沙污粪源，用于发酵罐沼渣沼液和/或含沙粪液的除沙预处理。

可选的，所述固液输送泵上还并联有液体储存池，所述液体储存池内用于储存无沙粪液；所述液体储存池通过液体输送泵连接于所述固液输送泵。

可选的，所述除沙系统包括预处理罐和抽吸系统；所述预处理罐内设有搅拌装置，所述预处理罐的底部设有圆锥形底板，所述抽吸系统通过管道与所述圆锥形底板的底端连接，用于抽吸所述预处理罐罐底的沉淀物；所述预处理罐上部的不含沙粪液通过液体输送泵输送至所述固液输送泵和/或所述沼气发酵罐内。

可选的，所述抽吸系统包括压力储存罐、设置于所述压力储存罐内的真空泵以及设置于所述压力储存罐一侧的螺旋输送机，所述螺旋输送机用于将所述压力储存罐内的沙子输送出来。

可选的，所述固体上料机包括固体储料箱和螺旋搅拌箱，所述螺旋搅拌箱用于对固体物料进行初步搅拌切碎；所述螺旋搅拌箱通过螺旋输送机与所述破碎机连接。

可选的，所述破碎机内设有用于物料破碎的旋转锤和旋转切割刀片。

可选的，所述过滤切碎机内沿物料流动方向依次设置有过滤筛网和旋转切碎叶片。

可选的，还包括自动上料控制系统，所述除沙系统、所述固体上料机、所述破碎机、所述固液输送泵、所述过滤切碎机以及所述沼气发酵罐分别电性连接于所述自动上料控制系统，所述自动上料控制系统用于控制各程序的启闭。

可选的，各部件之间的连接管道上分别设置有气动闸阀。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明提供的生物沼气上料系统结构设计合理，针对含沙污粪进行除沙预处理，有效降低污粪中的含沙量，进而大大降低对设备的磨损，提高了设备的使用寿命。本发明对于非青储、黄储的农作物秸秆增加破碎机利于物理原理进行破碎，对物料的各级切割均是通过刀片连续的旋转来完成的，因此设备故障率低。同时，该上料系统通过机械的处理方式来分离生物质纤维，因此显著扩大了物料的表面积；通过先固液物料混合、再经过滤破碎后进入发酵罐的方案设置，显著加速了物料分解，缩短了发酵停留时间并且提高了沼气产量，实用性强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明生物沼气上料系统的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为本发明生物沼气上料系统中除沙系统的结构示意图；

其中，附图标记为：1、除沙系统；2、固体上料机；3、破碎机；4、固液输送泵；5、过滤切碎机；6、沼气发酵罐；7、液体储存池；8、液体输送泵一；9、预处理罐；10、圆锥形底板；11、压力储存罐；12、螺旋输送机一；13、固体储料箱；14、螺旋搅拌箱；15、螺旋输送机二；16、气动闸阀；17、液体输送泵二。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一：

如图1～3所示，本实施例提供一种生物沼气上料系统，包括固体上料机2、破碎机3、除沙系统1、固液输送泵4、过滤切碎机5、管路、气动闸阀16和自动上料控制系统。其中：

固体上料机2主要针对秸秆等碎料输送入沼气发酵罐6前固体料输送，包括固体储料箱13和螺旋搅拌箱14，固体储料箱13优选为塑料材质，内置输送带结构，用于储存和输送不同基质和固料(例如，玉米青贮、牧草青贮、全株青贮饲料、粪肥、木屑和其他更多固料)；螺旋搅拌箱14具有搅拌切碎功能，用于对固体物料进行初步搅拌切碎。上述固体储料箱13和螺旋搅拌箱14均为本领域现有设备，具体结构组成和工作原理在此不再赘述。

固体上料机2与破碎机3通过螺旋输送机二15连接在一起，螺旋输送机二15用于将初步粉碎的固体物料输送到破碎机3，利用螺旋杆输送的原理能够最大限度的利用进料，让其发酵，因为没有经过任何处理的原料很难发酵，所以，进料需破碎机3进行机械碾碎。之后，物料通过破碎机3排出口到达固液输送泵4，并进一步传送。其中，破碎机3为本领域一种现有装置，通过旋转锤和旋转切割刀片来实现物料的破碎。

如图3所示，除沙系统1包括预处理罐9和杂质抽吸系统。含沙污粪被送到预处理罐9内，通过来自发酵罐沼渣沼液的再循环利用或牛粪浆液，可降低含沙污粪干物质含量，再通过内置搅拌装置和静置使重物的沉淀能够在预处理罐9内进行，这些沉淀物被杂质抽吸系统定期吸走。预处理罐9的底部设置为圆锥形底板10提高了去除重杂质的效率。本实施例中，抽吸系统主要由压力储存罐11、管道、真空泵和螺旋输送机一12组成，管道两端分别连接圆锥形底板10的最低点和压力储存罐11顶部。压力储存罐11在真空泵作用下处于负压状态时，预处理罐9内沉积的沙质被吸入到压力储存罐11，并通过螺旋输送机一12将压力储存罐11内的沙子输送出来。预处理罐9内上部不含沙的粪液通过液体输送泵二17输送至固液输送泵4或沼气发酵罐6内。本实施利优选并联设置有多个沼气发酵罐6，具体数量根据实际生产情况而定。

本实施例中，固液输送泵4可以输送含固率达到18％的高粘度液体，通过定子与转子的间隙输送。该固液输送泵4为一种现有输送泵结构，其具体结构组成和工作原理在此不再赘述。

本实施例中，过滤切碎机5用于分离输送的介质中的外来杂质。从而保护系统和泵产品。尤其是沼气厂和农业技术，石子、木材、金属部件或起需要从介质中分离出来的杂质，保证系统不出现故障，减少磨损。供应密度高于水的物质(例如石子)，通过重力落到下面的收集装置中，因此不需要活动式部件来分离外来杂质。其杂质过滤筛网的几何形状能够保证持续清理流入的介质，能够避免整个系统出现故障和相应的停工。同时旋转切碎叶片在电机驱动下旋转切割，可以很好的匹配输送的介质，从而可以避免产生缠绕、打结等堵塞。上述过滤切碎机5为一种现有结构，具体结构和工作原理在此不再赘述。

本实施例的整套系统包括手动方式和自动方式。手动时，可控制单体设备的启停。自动时，全套设备自动运行。两种方式均加入连锁控制，防止物料堆积、设备损坏等；另设强制手动方式。特殊情况下，可以越过连锁，强行启停设备。一般用于试车和检修时使用。自动运行模式下，通过自动上料控制系统控制各程序的启闭和运行，主要由三部分程序组成：第一部分是青储、黄储通过破碎机3在集成固液输送泵4处与液体混合，推入各沼气发酵罐6内。第二部分是麦秆、稻草、秸秆等通过破碎机，经过加湿、分离，加入到第一部分中的破碎机3，通过固液输送泵4集成与液体混合推入到各沼气发酵罐6中。第三部分是鸡粪与牛粪水混合除砂，再通过单螺杆泵推入到沼气发酵罐内。其中，第一部分中的青储和黄储原料送往固体上料机2中，设备启动自动控制运行时为倒序启动方式，即等固体上料机2中的原料达到预设的重量时，先启动固液输送泵4和破碎机3，再启动固体上料机2，三台设备的启动都有一定的启动延时，延时时间可设定。破碎机3是可连续运行的装置，物料在破碎机3内的停留时间是取决于所装物料的物理性质和所需的发酵过程来决定的，可以通过固体上料机2的推料系统进给比例来调节。之后，物料通过排出口到达固液输送泵4进行混合推入沼气发酵罐6内。系统停止时，与启动顺序相反。每个设备进行备要的延时运行后停止，目的是运送干净设备中残存的原料，直至整套设备停止运行。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种生物沼气上料系统，其特征在于：包括除沙系统以及依次连接的固体上料机、破碎机、固液输送泵和过滤切碎机，所述过滤切碎机用于连接沼气发酵罐；所述除沙系统并联于所述固液输送泵，用于提供发酵用无沙液体；所述固液输送泵用于集成固体碎料和无沙液体，并将固液混合体泵入所述过滤切碎机依次进行过滤、切碎后，推入所述沼气发酵罐内。

2.根据权利要求1所述的生物沼气上料系统，其特征在于：所述除沙系统连接所述沼气发酵罐的沼渣沼液排管和/或含沙污粪源，用于发酵罐沼渣沼液和/或含沙粪液的除沙预处理。

3.根据权利要求1所述的生物沼气上料系统，其特征在于：所述固液输送泵上还并联有液体储存池，所述液体储存池内用于储存无沙粪液；所述液体储存池通过液体输送泵连接于所述固液输送泵。

4.根据权利要求2所述的生物沼气上料系统，其特征在于：所述除沙系统包括预处理罐和抽吸系统；所述预处理罐内设有搅拌装置，所述预处理罐的底部设有圆锥形底板，所述抽吸系统通过管道与所述圆锥形底板的底端连接，用于抽吸所述预处理罐罐底的沉淀物；所述预处理罐上部的不含沙粪液通过液体输送泵输送至所述固液输送泵和/或所述沼气发酵罐内。

5.根据权利要求4所述的生物沼气上料系统，其特征在于：所述抽吸系统包括压力储存罐、设置于所述压力储存罐内的真空泵以及设置于所述压力储存罐一侧的螺旋输送机，所述螺旋输送机用于将所述压力储存罐内的沙子输送出来。

6.根据权利要求1所述的生物沼气上料系统，其特征在于：所述固体上料机包括固体储料箱和螺旋搅拌箱，所述螺旋搅拌箱用于对固体物料进行初步搅拌切碎；所述螺旋搅拌箱通过螺旋输送机与所述破碎机连接。

7.根据权利要求1所述的生物沼气上料系统，其特征在于：所述破碎机内设有用于物料破碎的旋转锤和旋转切割刀片。

8.根据权利要求1所述的生物沼气上料系统，其特征在于：所述过滤切碎机内沿物料流动方向依次设置有过滤筛网和旋转切碎叶片。

9.根据权利要求1所述的生物沼气上料系统，其特征在于：还包括自动上料控制系统，所述除沙系统、所述固体上料机、所述破碎机、所述固液输送泵、所述过滤切碎机以及所述沼气发酵罐分别电性连接于所述自动上料控制系统，所述自动上料控制系统用于控制各程序的启闭。

10.根据权利要求1所述的生物沼气上料系统，其特征在于：各部件之间的连接管道上分别设置有气动闸阀。

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