CN1896219A - 连续自动进排料沼气干发酵装置、工艺及增保温方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种连续自动进排料沼气干发酵装置、工艺及增保温方法，首先在地面挖深坑，将沼气干发酵装置放入地下的深坑内；地下深坑大于沼气干发酵装置的部分即为隔离层，当北方冬季时在其保温材料上再填入玉米秸杆密封后，进行厌氧和好氧发酵增温保温；在好氧增温池的1/3处铺设好氧发酵通气管道。上面覆盖多重式太阳能温室集热器。其结构简单，合理，靠罐内产生的沼气的压力做动力实现干发酵自动连续排料或在进料同时将发酵原料排出罐外实现进料和排料同步完成。
Description
技术领域：
本发明涉及一种连续自动进排料沼气干发酵装置、工艺及增保温方法，属于以作物桔杆，可降解生活垃圾和人畜禽粪便为原料连续进排料进行干发酵产生沼气提供清洁再生能源装置，并对该装置实施太阳能和生物能增保温处理方法。
背景技术：
目前沼气产生多为水泥池低浓度发酵装置，北方推广四位一体式沼气池，容易形成浮渣层，造成搅拌出料困难。水泥池建在地下，由于地温低，池温也低。我国北方气候寒冷，地温更低，就是采取″四位一体″式，池温低问题也没有解决。低温厌氧发酵，有机物分解率降低，消化时间延长，产生沼气量很少，甚至不产沼气，该种装置无法使用。水泥池式对发酵浓度要求严格，干物质浓度8-10％，又加上建在地下，最高产气率低于0.3m3/m3d。季节短，出料困难，加上水泥池易损坏漏气，难维修，因此北方使用推广受到限制。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种连续自动进排料沼气干发酵装置，其结构简单，合理，实用。
本发明的另一目的在于提供一种连续自动进排料沼气干发酵工艺，靠罐内产生的沼气的压力做动力实现干发酵自动连续排料或在进料同时将发酵原料排出罐外实现进料和排料同步完成，干物质浓度提高到20-25％。
本发明的再一目的在于提供一种连续自动进排料沼气干发酵装置的增保温方法，利用太阳能和生物能对发酵装置采取增保温措施，提高其装置物料温度，一年四季均可制取沼气。
本发明的技术方案是这样实现的：一种自动续进排料沼气干发酵装置，由罐体、注料装置、排料装置、出气口等组成，其特征在于：罐体内设有隔板，将罐内分成两个空间，构成″E″型通道，发酵罐体的出料口与排料装置通过压力阀门相连，贮气罐上开有出气口和进气口，排料装置通过管道连接在贮气罐的进气口上，排料装置的排气口和发酵罐体上的出气口和进气口上装有压力阀门为密闭装置；注料装置上安装有注料活塞，注料活塞与液压泵相连，贮气罐容积是干发酵装置的1/2；发酵罐和贮气罐上安装有安全阀，气压表和温度计；罐体外设有增保温装置。
一种连续自动进排料沼气干发酵工艺步骤如下：(1)进行原料预处理，将桔杆和固体生活垃圾粉碎和切断3-4公分与粪便的比例为1∶3，加入固体接种物其占发酵原料的1/4-1/3之后混合搅拌；干物质浓度为30％-40％时有利于好气发酵，温度为40-45度时然后再加温水调整，发酵原料干物质浓度调整到20-25％，调整后的发酵原料干物质温度是30-35度；(2)将准备好的发酵原料通过进料装置注入发酵罐，注满为至开始进行发酵，发酵后产气通过出气阀门进入脱硫脱水装置处理后进入贮气罐给用户供气；(3)经过50-60天的罐内降解后进行排进料工序，首先关闭发酵罐的出气和进气阀门，然后打开排料装置，使罐内发酵后的原料在压力控制下自动排到排料装置内进行固、液、气分离，分离后的气体通过进气阀进入发酵罐内，固体和液体再进行进一步的固、液分离，排料时罐内的压力必须保证在0.4-0.6Pa内，进料是靠进料装置按设定的进料量注入罐内，进料同时排除了罐内应该排除的剩余发酵物，之后关闭进排料装置先打开进气阀门再打开出气阀门进行正常产气供气。
本发明的增保温方法由以下步骤实现：
(1)首先在地面挖深坑，坑的长、宽、深离干发酵装置周边2-3米作为隔离层，干发酵装置的底部置于离坑底0.5米的基座上，切断地温对干发酵装置的影响；
(2)隔离层四周石墙和底部1米深处埋入泡沫塑料板，板厚10厘米，进一步隔断地温影响；
(3)隔离层四周石墙地面要做防水、保温处理，并在地面上铺设太阳能循环管道或温水床，管道直径为20-30公分，长为25-300米，共铺设管道为10-15条；在铺设好的管道上面回填砂石或原土做为太阳能的贮能材料；在回填砂石和原土上铺盖保温材料。
(4)在土坑口外1-2米处的上面加盖多重式太阳能温室集热器。
北方冬季时在其保温材料上再填入玉米秸杆密封后，进行厌氧和好氧发酵增温保温；在好氧增温池下部的1/3处铺设好氧发酵通气管道。
隔离层还要进行增保温措施并能做成优质饲料；其处理方法如下：
a、糖化酶饲料：玉米秸杆∶糖化酶＝1∶0.01
b、黄贮饲料：玉米秸杆∶水＝2∶1
c、青贮饲料：青绿玉米秸杆切成3-4厘米。
可在隔离层中三种任选其一。
对隔离层温度的调控主要采用厌氧处理和好氧处理相结合的办法，采取好氧处理时温度应控制在35-40℃，超过40℃时转入厌氧处理，低于35℃时转入好氧处理；一般好氧增温池占隔离层的1/4，厌氧保温池占隔离层的3/4。
本发明的积极效果在于其结构简单，合理，靠罐内产生的沼气的压力做动力实现干发酵自动连续排料或在进料同时将发酵后的原料排出罐外实现进料和排料同步完成，并可使干物质浓度达到20％-25％。该装置一年四季均可制取沼气，保温效果显著。
附图说明
图1为本发明装置的结构示意图；
具体实施方式：
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述：如图1所示，一种自动续进排料沼气干发酵装置，由罐体1、注料装置2、排料装置3、出气口5等组成，其特征在于：罐体1内设有隔板4，将罐内分成两个空间，构成″E″型通道，发酵罐体1的出料口与排料装置通过压力阀门相连，贮气罐9上开有出气口5和进气口，排料装置3通过管道连接在贮气罐9的进气口上，排料装置3的排气口和发酵罐体1上的出气口5和进气口上装有压力阀门为密闭装置；注料装置2上安装有注料活塞6，注料活塞6与液压泵7相连，贮气罐9容积是干发酵装置的1/2；发酵罐和贮气罐9上安装有安全阀，气压表和温度计；罐体外设有增保温装置8。
该装置为园柱型，最大工作压力为1kgf/cm2，当原料即生活垃圾、人畜禽的粪便及农作物的桔杆等在预处理池中经好氧处理后，温度达到35-40度时调整干物质浓度为20％-25％后。通过注料活塞6将原料经注料口2注入罐内，注料活塞6靠液压泵7注料并将原料注满为至。由于罐内被隔板4分隔为两个空间，原料被注入到罐内时经注料口2充满了整个罐体，当沼气产气后，罐体1内充满了气体、液体和固体，而气体是以压缩状态存在液体和固体原料的孔隙中，形成了整个罐体1内的动态平衡，当用气时压力失去了平衡，罐内的气体、液体和固体在压力作用下形成了动力流，完成了自动搅拌。而设在罐体外的增保温装置8则可以使该装置的最高温度达到35度，产气时1.2m3/m3d，冬天最低28度产气量为0.8m3/m3d，并在北方能保证全年产气用气。干发酵工艺步骤如下：(1)进行原料预处理，将桔杆和固体生活垃圾粉碎和切断3-4公分与粪便的比例为1∶3，加入固体接种物其占发酵原料的1/4-1/3之后混合搅拌；干物质浓度为30％-40％时有利于好气发酵，温度为40-45度时然后再加温水调整，发酵原料干物质浓度调整到20-25％，调整后的发酵原料干物质温度是30-35度；(2)将准备好的发酵原料通过进料装置注入发酵罐，注满为至开始进行发酵，发酵后产气通过出气阀门进入脱硫脱水装置处理后进入贮气罐给用户供气；(3)经过50-60天的罐内降解后进行排进料工序，首先关闭发酵罐的出气和进气阀门，然后打开排料装置，使罐内发酵后的原料在压力控制下自动排到排料装置内进行固、液、气分离，分离后的气体通过进气阀进入发酵罐内，固体和液体再进行进一步的固、液分离，排料时罐内的压力必须保证在0.4-0.6Pa内，进料是靠进料装置按设定的进料量注入罐内，进料同时排除了罐内应该排除的剩余发酵物，之后关闭进排料装置先打开进气阀门再打开出气阀门进行正常产气供气。
实施例1：
首先在地面挖深坑，坑的长、宽、深离干发酵装置周边2米作为隔离层，干发酵装置的底部置于离坑底0.5米的基座上，切断地温对干发酵装置的影响；隔离层四周石墙和底部1米深处埋入泡沫塑料板，板厚10厘米，进一步隔断地温影响；隔离层四周石墙地面要做防水、保温处理，并在地面上铺设太阳能循环管道或温水床，管道直径为20公分，长为25米，共铺设管道为10条；在铺设好的管道上面回填砂石或原土做为太阳能的贮能材料；在回填砂石和原土上铺盖保温材料；在土坑口外1米处的上面加盖多重式太阳能温室集热器。
实施例2：
首先在地面挖深坑，坑的长、宽、深离干发酵装置周边3米作为隔离层，干发酵装置的底部置于离坑底1米的基座上，切断地温对干发酵装置的影响；隔离层四周石墙和底部1米深处埋入泡沫塑料板，板厚10厘米，进一步隔断地温影响；隔离层四周石墙地面要做防水、保温处理，并在地面上铺设太阳能循环管道或温水床，管道直径为30公分，长为300米，共铺设管道为15条；在铺设好的管道上面回填砂石或原土做为太阳能的贮能材料；在回填砂石和原土上铺盖保温材料；在土坑口外2米处的上面加盖多重式太阳能温室集热器。北方冬季时在其保温材料上再填入黄贮饲料玉米秸杆压实后密封，进行厌氧和好氧发酵增温保温；在好氧增温池下部的1/3处铺设好氧发酵通气管道。隔离层中将玉米秸杆∶水＝2∶1进行增保温发酵并做成优质黄贮饲料：对隔离层温度的调控主要采用厌氧处理和好氧处理相结合的办法，采取好氧处理时温度应控制在35-40℃，超过40℃时转入厌氧处理，低于35℃时转入好氧处理；一般好氧增温池占隔离层的1/4，厌氧保温池占隔离层的3/4。
实施例3：
首先在地面挖深坑，坑的长、宽、深离干发酵装置周边2米作为隔离层，干发酵装置的底部置于离坑底0.5米的基座上，切断地温对干发酵装置的影响；隔离层四周石墙和底部1米深处埋入泡沫塑料板，板厚10厘米，进一步隔断地温影响；隔离层四周石墙地面要做防水、保温处理，并在地面上铺设太阳能循环管道或温水床，管道直径为25公分，长为100米，共铺设管道为15条；在铺设好的管道上面回填砂石或原土做为太阳能的贮能材料；在回填砂石和原土上铺盖保温材料；在土坑口外1.5米处的上面加盖多重式太阳能温室集热器。北方冬季时在其保温材料上再填入糖化酶饲料玉米秸杆压实后密封，进行厌氧和好氧发酵增温保温；在好氧增温池下部的1/3处铺设好氧发酵通气管道。隔离层中将玉米秸杆∶糖化酶＝1∶0.01进行增保温发酵并做成优质糖化酶饲料：对隔离层温度的调控主要采用厌氧处理和好氧处理相结合的办法，采取好氧处理时温度应控制在35-40℃，超过40℃时转入厌氧处理，低于35℃时转入好氧处理；一般好氧增温池占隔离层的1/4，厌氧保温池占隔离层的3/4。
实施例4：
首先在地面挖深坑，坑的长、宽、深离干发酵装置周边2米作为隔离层，干发酵装置的底部置于离坑底0.8米的基座上，切断地温对干发酵装置的影响；隔离层四周石墙和底部1米深处埋入泡沫塑料板，板厚10厘米，进一步隔断地温影响；隔离层四周石墙地面要做防水、保温处理，并在地面上铺设太阳能循环管道或温水床，管道直径为20公分，长为25米，共铺设管道为10条；在铺设好的管道上面回填砂石或原土做为太阳能的贮能材料；在回填砂石和原土上铺盖保温材料；在土坑口外1-2米处的上面加盖多重式太阳能温室集热器。北方冬季时在其保温材料上再填入玉米秸杆密封后，进行厌氧和好氧发酵增温保温；在好氧增温池下部的1/3处铺设好氧发酵通气管道。隔离层中将青绿玉米秸杆切成3-4厘米进行增保温发酵并做成优质青贮饲料：对隔离层温度的调控主要采用厌氧处理和好氧处理相结合的办法，采取好氧处理时温度应控制在35-40℃，超过40℃时转入厌氧处理，低于35℃时转入好氧处理；一般好氧增温池占隔离层的1/4，厌氧保温池占隔离层的3/4。
Claims (7)
1、一种自动续进排料沼气干发酵装置，由罐体(1)、注料装置(2)、排料装置(3)、出气口(5)等组成，其特征在于：罐体(1)内设有隔板(4)，将罐内分成两个空间，构成″E″型通道，发酵罐体(1)的出料口与排料装置通过压力阀门相连，贮气罐(9)上开有出气口(5)和进气口，排料装置(3)通过管道连接在贮气罐(9)的进气口上，排料装置(3)的排气口和发酵罐体(1)上的出气口(5)和进气口上装有压力阀门为密闭装置；注料装置(2)上安装有注料活塞(6)，注料活塞(6)与液压泵(7)相连，贮气罐(9)容积是干发酵装置的1/2；发酵罐和贮气罐(9)上安装有安全阀，气压表和温度计；罐体外设有增保温装置(8)。
2、一种连续自动进排料沼气干发酵工艺，其特征在于：其工艺步骤如下：
(1)进行原料预处理，将桔杆和固体生活垃圾粉碎和切断3-4公分与粪便的比例为1∶3，加入固体接种物其占发酵原料的1/4-1/3之后混合搅拌；干物质浓度为30％-40％时有利于好气发酵，温度为40-45度时然后再加温水调整，发酵原料干物质浓度调整到20-25％，调整后的发酵原料干物质温度是30-35度；
(2)将准备好的发酵原料通过进料装置注入发酵罐，注满为至开始进行发酵，发酵后产气通过出气阀门进入脱硫脱水装置处理后进入贮气罐给用户供气；
(3)经过50-60天的罐内降解后进行排进料工序，首先关闭发酵罐的出气和进气阀门，然后打开排料装置，使罐内发酵后的原料在压力控制下自动排到排料装置内进行固、液、气分离，分离后的气体通过进气阀进入发酵罐内，固体和液体再进行进一步的固、液分离，排料时罐内的压力必须保证在O.4-0.6Pa内，进料是靠进料装置按设定的进料量注入罐内，进料同时排除了罐内应该排除的剩余发酵物，之后关闭进排料装置先打开进气阀门再打开出气阀门进行正常产气供气。
3、一种连续自动进排料沼气干发酵装置的增保温方法，其特征在于：按以下步骤实现：
(1)首先在地面挖深坑，坑的长、宽、深离干发酵装置周边2-3米作为隔离层，干发酵装置的底部置于离坑底0.5-1米的基座上，切断地温对干发酵装置的影响；
(2)隔离层四周石墙和底部1米深处埋入泡沫塑料板，板厚10厘米，进一步隔断地温影响；
(3)隔离层四周石墙地面要做防水、保温处理，并在地面上铺设太阳能循环管道，直径为20-30公分，长为25-300米，共铺设管道为10-15条；在铺设好的管道上面回填砂石或原土做为太阳能的贮能材料；在回填砂石和原土上铺盖保温材料。
(4)在土坑口外1-2米处的上面加盖多重式太阳能温室集热器。
4、根据权利要求2所述的一种续进排料沼气干发酵装置的增保温方法，其特征在于所述保温材料在当北方冬季时在其保温材料上再填入玉米秸杆密封后，进行厌氧和好氧发酵增温保温；在好氧增温池下部的1/3处铺设好氧发酵通气管道。
5、根据权利要求2所述的一种连续自动进排料沼气干发酵装置的增保温方法，其特征在于所述的隔离层还要进行增保温措施并能做成优质饲料；其处理方法如下：
a、糖化酶饲料：玉米秸杆∶糖化酶＝1∶0.01
b、黄贮饲料：玉米秸杆∶水＝2∶1
c、青贮饲料：青绿玉米秸杆切成3-4厘米。
6、根据权利要求3所述的一种连续自动进排料沼气干发酵装置的增保温方法，其特征在于所述的隔离层可在三种隔离层中任选其
7、根据权利要求2所述的一种连续自动进排料沼气干发酵装置的增保温方法，其特征在于所述对隔离层温度的调控主要采用厌氧处理和好氧处理相结合的办法，采取好氧处理时温度应控制在35-40℃，超过40℃时转入厌氧处理，低于35℃时转入好氧处理；一般好氧增温池占隔离层的1/4，厌氧保温池占隔离层的3/4。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010009668A1 (zh) * | 2008-07-21 | 2010-01-28 | 胜利油田胜利动力机械集团有限公司 | 秸秆发酵工艺及装置 |
| CN102212463A (zh) * | 2011-05-30 | 2011-10-12 | 承德昊远塑料制品有限公司 | 沼气生物发酵制备系统 |
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2006
- 2006-04-21 CN CNA2006100775015A patent/CN1896219A/zh active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010009668A1 (zh) * | 2008-07-21 | 2010-01-28 | 胜利油田胜利动力机械集团有限公司 | 秸秆发酵工艺及装置 |
| US9217162B2 (en) | 2008-07-21 | 2015-12-22 | Shengli Oilfield Shengli Power Machinery Co., Ltd. | Method and apparatus for anaerobic digestion for crop stalk |
| CN102212463A (zh) * | 2011-05-30 | 2011-10-12 | 承德昊远塑料制品有限公司 | 沼气生物发酵制备系统 |
| CN102690753A (zh) * | 2012-06-14 | 2012-09-26 | 山东理工大学 | 一种适于沼气干发酵过程研究的试验装置 |
| CN102690753B (zh) * | 2012-06-14 | 2014-02-19 | 山东理工大学 | 一种适于沼气干发酵过程研究的试验装置 |
| CN110205237A (zh) * | 2019-06-21 | 2019-09-06 | 陈科 | 一种与酶解罐配套的自动送料投料机构 |
| CN110205237B (zh) * | 2019-06-21 | 2022-03-25 | 陈科 | 一种与酶解罐配套的自动送料投料机构 |
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