CN113308347B - 一种多类生物质组合发酵制备沼气的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多类生物质组合发酵制备沼气的装置及方法，包括沼气罐和连接在沼气罐顶部的罩壳，所述罩壳上设有出气口，所述沼气罐两侧分别连接有秸秆进料管和污泥进料管，所述秸秆进料管连接有秸秆处理组件，污泥进料管连接有污泥处理组件；所述秸秆进料管和污泥进料管内部分别设有秸秆导向绞龙和污泥导向绞龙，所述秸秆进料管和污泥进料管延伸至沼气罐内腔的一端连通，本发明根据现有需求进行设计，处理后的秸秆和污泥输入后能经进料管混合，且匀料组件工作时能将从进料管输入的物料进行及时搅匀，便于物料后续的发酵，利于沼气的有效制备。

Description

一种多类生物质组合发酵制备沼气的装置及方法

技术领域

本发明涉及沼气制备技术领域，具体是一种多类生物质组合发酵制备沼气的装置及方法。

背景技术

生物质能是自然界中有生命的植物提供的能量，这些植物以生物质作为媒介储存太阳能，属再生能源。利用城乡有机垃圾、秸秆、水、人畜粪便，能制备沼气，供生活、生产之用。利用生物质秸秆作为主要发酵原料以制取沼气是一种有效利用途径。

现有专利公告号为CN 105647791 B公开的一种利用三段剩余污泥和秸秆制备沼气的装置，设置有加料单元、沼气发酵池、输送单元以及控制器，能利用秸秆和污泥制备沼气，输送单元能将发酵后的废渣输送出，沼气发酵池内设有搅拌器对物料进行搅拌。

但上述装置在使用时，存在以下缺点：1.秸秆和污泥投放不均匀，需要增大搅拌器的输出对沼气发酵池内的物料进行搅拌；2.搅拌器和输送单元设置在沼气发酵池内部，易损坏且不便于维修处理。针对以上问题，提出一种多类生物质组合发酵制备沼气的装置及方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多类生物质组合发酵制备沼气的装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种多类生物质组合发酵制备沼气的装置，包括沼气罐和连接在沼气罐顶部的罩壳，所述罩壳上设有出气口，所述沼气罐两侧分别连接有秸秆进料管和污泥进料管，所述秸秆进料管连接有秸秆处理组件，所述污泥进料管连接有污泥处理组件；

所述秸秆进料管和污泥进料管内部分别设有秸秆导向绞龙和污泥导向绞龙，所述秸秆进料管和污泥进料管延伸至沼气罐内腔的一端连通，所述秸秆进料管和污泥进料管相靠近一端底部连接进料管，所述进料管内设有下料绞龙，所述下料绞龙连接有用于带动下料绞龙工作的驱动杆；

所述沼气罐内腔设有匀料组件，用于搅拌物料的同时带动驱动杆转动，包括驱动齿轮，所述驱动齿轮底部通过四组支杆连接固定环，所述支杆靠近驱动杆一侧连接搅拌件；

所述沼气罐外侧安装有两组驱动组件，用于带动驱动齿轮转动。

优选的，所述搅拌件包括四组连杆和固定连接在连杆一端的定位环，所述连杆远离定位环的一端连接支杆，一组支杆上连接有一组连杆，四组所述定位环在驱动杆竖直方向上均匀排布。

优选的，所述沼气罐内设有用于匀料组件稳定转动的导向件，所述导向件包括连接在沼气罐内壁的定位环架，所述定位环架与驱动齿轮滑动配合，所述沼气罐底部设有导向环槽，所述固定环底部连接有至少三组均匀设置的与导向环槽配合使用的滚轮。

优选的，所述驱动组件包括驱动箱，所述驱动箱内安装有减速机，所述减速机顶部动力输出端连接有主动齿轮，所述沼气罐侧壁靠近驱动箱内腔的一侧开设有通槽，所述稳定杆边缘延伸至凹槽内啮合连接驱动齿轮；所述驱动箱内腔顶部安装有与驱动箱顶板转动配合的稳定杆，所述稳定杆底部连接主动齿轮轴端，所述驱动箱远离沼气罐一侧内壁连接有稳定架，用于稳定主动齿轮转动。

优选的，所述沼气罐底部设有与沼气罐内腔连通的出料管，所述出料管顶部安装有支撑架，所述支撑架顶部中心设有用于稳定驱动杆转动的安装座，所述驱动杆与安装座转动配合，所述出料管连接废料输送管，所述废料输送管上设有阀门。

优选的，所述秸秆进料管和污泥进料管位于沼气罐外部的管身均连接有支架，所述秸秆进料管远离沼气罐的一端连接有用于驱动秸秆导向绞龙的第一电机，所述污泥进料管远离沼气罐的一端连接有用于驱动污泥导向绞龙的第二电机。

优选的，所述秸秆处理组件包括秸秆粉碎机构，所述秸秆粉碎机构出料端通过下料绞龙连接浸水机构，所述浸水机构出料端连接物料输送管，所述物料输送管出料端连接秸秆进料管进料端。

优选的，所述污泥处理组件包括污泥预处理机构，所述污泥预处理机构上安装有用于将污泥预处理机构内污泥抽出的泵机，所述泵机出料端连接污泥输送管，所述污泥输送管出料端连接污泥进料管进料端。

优选的，所述罩壳上还设有泄压管，所述罩壳拆卸连接沼气罐，所述沼气罐下半部置于地面挖设的放置槽内。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中秸秆进料管和污泥进料管连通且连通处设置有进料管，处理后的秸秆和污泥输入后能经进料管混合，且匀料组件工作时能将从进料管输入的物料进行及时搅匀，便于物料后续的发酵，利于沼气的有效制备；

本发明中驱动组件设置在沼气罐外部，防止设置在内部时物料发酵产生的气体和水汽影响驱动组件工作，且便于维修，匀料组件能在沼气罐内稳定工作，之后的残渣便于从出料管输出处理，便于收集后进行还田施肥；

本发明通过设置有秸秆处理组件和污泥处理组件，能对秸秆和污泥均进行预处理，提高后续沼气产生的效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中沼气罐内部的结构示意图。

图3为本发明中出料管的结构示意图。

图4为本发明中匀料组件的结构示意图。

图5为本发明中驱动组件的结构示意图。

图中：11--沼气罐、12--罩壳、13--出气口、14--泄压管、15--驱动箱、16--秸秆进料管、17--物料输送管、18--浸水机构、19--粉碎料输送管、20--秸秆粉碎机构、21--污泥进料管、22--污泥输送管、23--污泥预处理机构、24--进料管、25--出料管、26--匀料组件、27--秸秆导向绞龙、28--污泥导向绞龙、29--下料绞龙、30--支撑架、31--定位环架、32--导向环槽、33--驱动齿轮、34--支杆、35--固定环、36--驱动杆、37--连杆、38--定位环、39--主动齿轮、40--减速机、41--稳定架、42--稳定杆。

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。

请参阅图1-5，本发明实施例中，一种多类生物质组合发酵制备沼气的装置，包括沼气罐11和连接在沼气罐11顶部的罩壳12，所述罩壳12上设有出气口13，所述沼气罐11两侧分别连接有秸秆进料管16和污泥进料管21，所述秸秆进料管16连接有秸秆处理组件，所述污泥进料管21连接有污泥处理组件；

所述秸秆进料管16和污泥进料管21内部分别设有秸秆导向绞龙27和污泥导向绞龙28，所述秸秆进料管16和污泥进料管21延伸至沼气罐11内腔的一端连通，所述秸秆进料管16和污泥进料管21相靠近一端底部连接进料管24，所述进料管24内设有下料绞龙29，所述下料绞龙29连接有用于带动下料绞龙29工作的驱动杆36；

所述沼气罐11内腔设有匀料组件26，用于搅拌物料的同时带动驱动杆36转动，包括驱动齿轮33，所述驱动齿轮33底部通过四组支杆34连接固定环35，所述支杆34靠近驱动杆36一侧连接搅拌件；

所述沼气罐11外侧安装有两组驱动组件，用于带动驱动齿轮33转动。

所述搅拌件包括四组连杆37和固定连接在连杆37一端的定位环38，所述连杆37远离定位环38的一端连接支杆34，一组支杆34上连接有一组连杆37，四组所述定位环38在驱动杆36竖直方向上均匀排布；驱动齿轮33在带动支杆34转动时，四组均匀排布的连杆37转动对物料进行搅拌，能将从进料管24输入沼气罐11的物料进行及时搅匀，便于物料后续的发酵，利于沼气的有效制备。

所述沼气罐11内设有用于匀料组件26稳定转动的导向件，所述导向件包括连接在沼气罐11内壁的定位环架31，所述定位环架31与驱动齿轮33滑动配合，所述沼气罐11底部设有导向环槽32，所述固定环35底部连接有至少三组均匀设置的与导向环槽32配合使用的滚轮；定位环架31能保证驱动齿轮33进行稳定的转动，驱动齿轮33在带动支杆34和固定环35转动时，滚轮能在导向环槽32内滚动，使匀料组件26整体工作稳定。

所述驱动组件包括驱动箱15，所述驱动箱15内安装有减速机40，所述减速机40顶部动力输出端连接有主动齿轮39，所述沼气罐11侧壁靠近驱动箱15内腔的一侧开设有通槽，所述稳定杆42边缘延伸至凹槽内啮合连接驱动齿轮33；所述驱动箱15内腔顶部安装有与驱动箱15顶板转动配合的稳定杆42，所述稳定杆42底部连接主动齿轮39轴端，所述驱动箱15远离沼气罐11一侧内壁连接有稳定架41，用于稳定主动齿轮39转动；实际使用时，减速机40带动主动齿轮39进行转动，主动齿轮39能带动与其啮合的驱动齿轮33转动。

所述沼气罐11底部设有与沼气罐11内腔连通的出料管25，所述出料管25顶部安装有支撑架30，所述支撑架30顶部中心设有用于稳定驱动杆36转动的安装座，所述驱动杆36与安装座转动配合，所述出料管25连接废料输送管，所述废料输送管上设有阀门；实际使用时，需要将发酵后的废渣排出时，能打开阀门，将废渣从出料管25排至废料输送管，废渣能进行重复利用，还田用作肥料。

所述秸秆进料管16和污泥进料管21位于沼气罐11外部的管身均连接有支架，所述秸秆进料管16远离沼气罐11的一端连接有用于驱动秸秆导向绞龙27的第一电机，所述污泥进料管21远离沼气罐11的一端连接有用于驱动污泥导向绞龙28的第二电机。

所述秸秆处理组件包括秸秆粉碎机构20，所述秸秆粉碎机构20出料端通过下料绞龙29连接浸水机构18，所述浸水机构18出料端连接物料输送管17，所述物料输送管17出料端连接秸秆进料管16进料端；秸秆送入秸秆粉碎机构20内进行粉碎，粉碎后的秸秆通过粉碎料输送管19进入浸水机构18进行预处理，调节秸秆至中性，在浸水机构18内处理时，能使用酸或碱等化学物质对秸秆进行洗涤。

所述污泥处理组件包括污泥预处理机构23，所述污泥预处理机构23上安装有用于将污泥预处理机构23内污泥抽出的泵机，所述泵机出料端连接污泥输送管22，所述污泥输送管22出料端连接污泥进料管21进料端；污泥或粪便能送入污泥预处理机构23内进行预处理，除去多余的水或进行稀释处理。

所述罩壳12上还设有泄压管14，防止沼气罐11内气压过高，能通过泄压管14连接其他管路进行泄压；所述罩壳12拆卸连接沼气罐11，所述沼气罐11下半部置于地面挖设的放置槽内。

本发明的工作原理是：在使用该一种多类生物质组合发酵制备沼气的装置时，将秸秆送入秸秆粉碎机构20内进行粉碎，粉碎后的秸秆通过粉碎料输送管19进入浸水机构18进行预处理，调节秸秆至中性，污泥或粪便能送入污泥预处理机构23内进行预处理，除去多余的水或进行稀释处理；

浸水机构18内的物料通过物料输送管17输入秸秆进料管16，污泥预处理机构23内的物料通过污泥输送管22输入污泥进料管21，第一电机和第二电机工作，秸秆和污泥分别通过秸秆导向绞龙27和污泥导向绞龙28输送至进料管24内；

减速机40工作带动主动齿轮39转动，与主动齿轮39啮合的驱动齿轮33转动，滚轮在导向环槽32内滚动，连杆37带动驱动杆36转动，从而使下料绞龙29工作对进料管24内的物料进行导出，连杆37对沼气罐11内的物料进行拨动；

物料添加结束后在沼气罐11内进行发酵，发酵后的沼气从出气口13排出，之后能将残渣从出料管25排出至废料输送管。

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。

Claims (8)

1.一种多类生物质组合发酵制备沼气的装置，包括沼气罐（11）和连接在沼气罐（11）顶部的罩壳（12），所述罩壳（12）上设有出气口（13），所述沼气罐（11）两侧分别连接有秸秆进料管（16）和污泥进料管（21），所述秸秆进料管（16）连接有秸秆处理组件，所述污泥进料管（21）连接有污泥处理组件；

其特征在于：所述秸秆进料管（16）和污泥进料管（21）内部分别设有秸秆导向绞龙（27）和污泥导向绞龙（28），所述秸秆进料管（16）和污泥进料管（21）延伸至沼气罐（11）内腔的一端连通，所述秸秆进料管（16）和污泥进料管（21）相靠近一端底部连接进料管（24），所述进料管（24）内设有下料绞龙（29），所述下料绞龙（29）连接有用于带动下料绞龙（29）工作的驱动杆（36）；

所述沼气罐（11）内腔设有匀料组件（26），用于搅拌物料的同时带动驱动杆（36）转动，包括驱动齿轮（33），所述驱动齿轮（33）底部通过四组支杆（34）连接固定环（35），所述支杆（34）靠近驱动杆（36）一侧连接搅拌件；

所述沼气罐（11）外侧安装有两组驱动组件，用于带动驱动齿轮（33）转动；

所述搅拌件包括四组连杆（37）和固定连接在连杆（37）一端的定位环（38），所述连杆（37）远离定位环（38）的一端连接支杆（34），一组支杆（34）上连接有一组连杆（37），四组所述定位环（38）在驱动杆（36）竖直方向上均匀排布；

所述驱动组件包括驱动箱（15），所述驱动箱（15）内安装有减速机（40），所述减速机（40）顶部动力输出端连接有主动齿轮（39），所述沼气罐（11）侧壁靠近驱动箱（15）内腔的一侧开设有通槽，所述稳定杆（42）边缘延伸至凹槽内啮合连接驱动齿轮（33）；所述驱动箱（15）内腔顶部安装有与驱动箱（15）顶板转动配合的稳定杆（42），稳定杆（42）底部连接主动齿轮（39）轴端，所述驱动箱（15）远离沼气罐（11）一侧内壁连接有稳定架（41），用于稳定主动齿轮（39）转动。

2.根据权利要求1所述的一种多类生物质组合发酵制备沼气的装置，其特征在于：所述沼气罐（11）内设有用于匀料组件（26）稳定转动的导向件，所述导向件包括连接在沼气罐（11）内壁的定位环架（31），所述定位环架（31）与驱动齿轮（33）滑动配合，所述沼气罐（11）底部设有导向环槽（32），所述固定环（35）底部连接有至少三组均匀设置的与导向环槽（32）配合使用的滚轮。

3.根据权利要求2所述的一种多类生物质组合发酵制备沼气的装置，其特征在于：根据权利要求1所述的一种多类生物质组合发酵制备沼气的装置，其特征在于：所述沼气罐（11）底部设有与沼气罐（11）内腔连通的出料管（25），所述出料管（25）顶部安装有支撑架（30），所述支撑架（30）顶部中心设有用于稳定驱动杆（36）转动的安装座，所述驱动杆（36）与安装座转动配合，所述出料管（25）连接废料输送管，所述废料输送管上设有阀门。

4.根据权利要求3所述的一种多类生物质组合发酵制备沼气的装置，其特征在于：所述秸秆进料管（16）和污泥进料管（21）位于沼气罐（11）外部的管身均连接有支架，所述秸秆进料管（16）远离沼气罐（11）的一端连接有用于驱动秸秆导向绞龙（27）的第一电机，所述污泥进料管（21）远离沼气罐（11）的一端连接有用于驱动污泥导向绞龙（28）的第二电机。

5.根据权利要求4所述的一种多类生物质组合发酵制备沼气的装置，其特征在于：所述秸秆处理组件包括秸秆粉碎机构（20），所述秸秆粉碎机构（20）出料端通过粉碎料输送管（19）连接浸水机构（18），所述浸水机构（18）出料端连接物料输送管（17），所述物料输送管（17）出料端连接秸秆进料管（16）进料端。

6.根据权利要求5所述的一种多类生物质组合发酵制备沼气的装置，其特征在于：所述污泥处理组件包括污泥预处理机构（23），所述污泥预处理机构（23）上安装有用于将污泥预处理机构（23）内污泥抽出的泵机，所述泵机出料端连接污泥输送管（22），所述污泥输送管（22）出料端连接污泥进料管（21）进料端。

7.根据权利要求6所述的一种多类生物质组合发酵制备沼气的装置，其特征在于：所述罩壳（12）上还设有泄压管（14），所述罩壳（12）拆卸连接沼气罐（11），所述沼气罐（11）下半部置于地面挖设的放置槽内。

8.一种涉及权利要求7所述的多类生物质组合发酵制备沼气的装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将秸秆送入秸秆粉碎机构（20）内进行粉碎，粉碎后的秸秆通过粉碎料输送管（19）进入浸水机构（18）进行预处理，调节秸秆至中性，污泥或粪便能送入污泥预处理机构（23）内进行预处理，除去多余的水或进行稀释处理；

步骤二、浸水机构（18）内的物料通过物料输送管（17）输入秸秆进料管（16），污泥预处理机构（23）内的物料通过污泥输送管（22）输入污泥进料管（21），第一电机和第二电机工作，秸秆和污泥分别通过秸秆导向绞龙（27）和污泥导向绞龙（28）输送至进料管（24）内；

步骤三、减速机（40）工作带动主动齿轮（39）转动，与主动齿轮（39）啮合的驱动齿轮（33）转动，滚轮在导向环槽（32）内滚动，连杆（37）带动驱动杆（36）转动，从而使下料绞龙（29）工作对进料管（24）内的物料进行导出，连杆（37）对沼气罐（11）内的物料进行拨动；

步骤四、物料添加结束后在沼气罐（11）内进行发酵，发酵后的沼气从出气口（13）排出，之后能将残渣从出料管（25）排出至废料输送管。