CN201317771Y - 产气和储气一体式沼气发生器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种产气和储气一体式沼气发生器，包括用于发酵产生沼气的搪瓷拼装罐，在所述搪瓷拼装罐的顶部设置有柔性膜，柔性膜展开状态呈兜状以形成储气空间，柔性膜边缘沿搪瓷拼装罐的罐体顶部密封连接固定在搪瓷拼装罐的罐体上，在搪瓷拼装罐内位于搪瓷拼装罐液位以上且位于柔性膜以下的一定高度的位置设置有膜支撑用于支撑住所述的柔性膜，防止柔性膜在自然状态下沉到搪瓷拼装罐液位以下的位置，膜支撑上有气孔用于使膜支撑以上的空间和膜支撑以下的空间相通，在罐体上设置有与搪瓷拼装罐液位以上的空间相通的沼气出气孔；罐体上设置有进料口和沼渣排出口和沼液排出口。这种沼气发生器占地面积小，且无需防冻，易于安装。

Description

产气和储气一体式沼气发生器
技术领域
本实用新型涉及一种沼气发生器，具体来说是一种产气和储气一体式的沼气发生器。
背景技术
沼气发生器是一种利用人蓄粪便、农作物秸杆等为原料，厌氧发酵制取沼气的装置。由于沼气发生器是以人蓄排泄物和农作物秸杆为原料，且产生的副产物-沼液、沼渣等又是很好的有机肥料和饲料，因此沼气是一种清洁、可再生的环保能源。
沼气的生产需要有发酵装置和储气装置。
储气则采用储气池或者储气柜等方式，因此需要单独建立，造成占地面积较大。中国实用新型专利号为02235515.4的专利文献公开了一种一体化浮罩式沼气发生器，是在下池体顶部位于内盖上方安装一个外盖，外盖下边缘位于下池体顶部外盖外侧的一个密封水槽内，形成浮罩结构，下池体和内盖构成发酵间，上盖在气压作用下上下移动形成储气间，储气间与发酵间空间相通。这种结构的沼气发生器由于储气间是位于发酵间顶部的一体结构，因此站地面积小，但是由于上盖需要水槽进行水封，因此在北方寒冷地区易出现结冰，不能正常运行。
发酵装置最初采用的是建于地下的水泥沼气池，具有施工难度大、换料不方便的缺点，而渐渐被专用的罐式反应器所取代，例如专利号为200620113136.4的拼装罐式结构，在合金钢板的迎水面和背水面设置有搪瓷涂层，以增强钢板的抗腐蚀能力，钢板之间用螺栓连接并用密封胶密封，适于制成大直径大容积的罐体。但是对于这种搪瓷拼装罐，其拼装板是工厂预制，现场进行拼装组合成为罐体，因此适合制成大直径大容积罐体结构，例如上千立方米的缸体。但是其罐顶采用钢板或者搪瓷钢板拼装，钢板为异形形状，且由于跨度大，因此罐顶强度、刚度要求高，要求钢板厚度大或者采用承重较大的龙骨支架，造成了材料成本高，且工厂预制的工作量大和现场安装的工作量大，也不便于运输。
实用新型内容
本实用新型的目的就在于提供一种新型的产生和储气一体式沼气发生器，这种沼气发生器除具有一体结构所带来的占地面积小的优点外，由于未使用密封水槽结构，因此不存在冬季结冰问题，使得在北方寒冷地区仍然可以正常使用，特别是采用拼装结构，便于生产和运输，安装方便。
本实用新型采用如下技术方案：一种产气和储气一体式沼气发生器，包括用于发酵产生沼气的发酵罐，发酵罐采用双面搪瓷拼装板组装搪瓷拼装罐，其特征在于：在所述搪瓷拼装罐的顶部设置有柔性膜，柔性膜展开状态呈兜状以形成储气空间，柔性膜边缘沿搪瓷拼装罐的罐体顶部密封连接固定在搪瓷拼装罐的罐体上，在搪瓷拼装罐内位于搪瓷拼装罐液位以上且位于柔性膜以下一定高度的位置设置有膜支撑用于支撑住所述的柔性膜，防止柔性膜在自然状态下沉到搪瓷拼装罐液位以下的位置，膜支撑上有气孔用于使膜支撑以上的空间和膜支撑以下的空间相通，在罐体上设置有与搪瓷拼装罐液位以上的空间相通的沼气出气孔，罐体上设置有进料口和沼液排出口以及沼渣排出口。
所述的柔性膜可以采用由内层柔性膜和外层柔性膜构成的双层膜结构，在外层柔性膜上设置有风管与内层柔性膜和外层柔性膜之间的空间相通，风管连接在一个风机或者空气压缩机出气口上，用于向所述内外双层柔性膜之间的空间通风增压，以对内层柔性膜加压使沼气受压排出。
还可以设置有正负压保护器与罐体内液位以上的空间相通，以防止高于或低于搪瓷拼装罐和柔性膜的压力设计范围。
本实用新型的这种产生和储气一体式沼气发生器，是在搪瓷拼装罐顶部密封设置展开状态呈兜状的柔性膜，在搪瓷拼装罐上部形成储气空间，随着沼气的产生搪瓷拼装罐内压力逐渐升高，在压力作用下柔性膜向上膨胀鼓起、展开，使罐体内部空间增大以储存产生的沼气。这种沼气发生器的沼气发酵空间和储气空间为一体结构，不但占地面积小，可以降低成本15％，而且不需要水封，所以不存在冷冻问题，气侯适应性强，在炎热地区和寒冷地区都可以适用，而且利用柔性膜舒展情况可以方便地了解罐内的储气量的变化。罐体采用搪瓷拼装罐和柔性膜，不但抗腐蚀能力强，而且搪瓷拼装板可以在工厂预制，形成标准化生产，在现场可以快速组装成罐体；而柔性膜重量轻且可以折叠，便于运输，安装时只需要将边缘与罐体密封连接即可，无需拼焊，大大提高了运输成本和现场安装成本，以及安装效率，降低工期；因此特别适合建造大规格沼气发生器，以及工厂化、标准化生产。
附图说明
图1为本实用新型的产气和储气一体式沼气发生器在柔性膜展开状态时的结构示意图。
图2为图1的I处的局部放大图。
图3为图1所示沼气发生器的右视图。
图4为罐壁伴热和保温结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以助于理解本实用新型的内容。
如图1和图3所示是本实用新型的一种产气和储气一体式沼气发生器较优选的实施方式示意图。包括用于发酵产生沼气的搪瓷拼装罐1，在搪瓷拼装罐1的顶部设置有柔性膜2、3，柔性膜2、3展开状态呈兜状以形成储气空间，柔性膜边缘2、3沿搪瓷拼装罐1的罐体顶部密封连接固定在搪瓷拼装罐1的罐体上。在搪瓷拼装罐1内位于搪瓷拼装罐液位以下且位于柔性膜2、3以下一定高度位置设置有膜支撑4用于支撑住所述的柔性膜，防止柔性膜2、3在自然状态下沉到搪瓷拼装罐液位的位置，膜支撑上有气孔用于使膜支撑以上的空间和膜支撑以下的空间相通，在罐体上设置有沼气出气孔通过管道5与搪瓷拼装罐液位以上的空间相通的。这样在未产生沼气时柔性膜2、3在自重作用下落在膜支撑4上，当搪瓷拼装罐1内原料反应有沼气产生时，充满罐内液位以上柔性膜2以下空间的沼气压力逐渐升高，当足以克服柔性膜2、3的自重时，由于柔性膜为兜状因此会使柔性膜2、3逐渐舒展向上鼓起，以罐内储气空间逐渐增大，至如图1所示使兜状柔性膜2完全展开状态，储气空间达到最大。利用柔性膜盈瘪程度的变化可以直观地了解沼气存气量变化，并进而知道发酵反应的速率变化情况。需要使用沼气时可以由连接在沼气出口的管道5取气。罐体上设置有进料口安装有进料管10，还设置有沼渣排出口安装有排渣管7，以及沼液排出口用于排出沼液。柔性膜可以为各种兜形，比较理想的是采和在完全展开状态时呈球形或椭圆形，以达到球形封头或椭圆形封头的外观和承压效果。
一般来说，当罐内沼气充足其压力足以克服沼气的输送压力降时，可以利用罐内及终端用户处的压力差实现沼气输送。但是当储气量小、压力低时，压力难以满足输送要求，可以在沼气出口的输送管道上设置增压风机等输送设备，但是由于输送管道输送的是易燃的沼气，这种方式在增压设备维修需要将增压设备从管道拆下时存在沼气外泄等问题，并且需要设置多个阀门以在维修时关闭，不但维修工作量大，还要停止生产或降负荷以避免超压，所以还影响了沼气发生装置的正常运行。在本实施例中，如图3所示，则采用由内层柔性膜2和外层柔性膜3构成的双层膜结构，在外层柔性膜3上设置有风管3与内层柔性膜和外层柔性膜之间的空间相通，风管3连接在一个风机19或者空气压缩机的出气口上，用于向双层柔性膜之间的空间通风增压，至该压力大于罐内压力以挤压柔性膜2使搪瓷拼装罐内压力升高以排出罐内沼气。这种方式由于风机19输送的是空气，且只需在风机或空气压缩机的出气口上安装风管3，设备维修时不存在泄漏沼气问题，且维修方便，而且不影响整个沼气发生器的正常运行。因此，可以理解的是，对于不需要这种排沼气的方式，可以取消外层柔性膜3。
还可以在外层柔性膜上还设置有视镜(图中省略)，通过该视镜可以观察内层柔性膜2的使用状况，以便于判断运行是否正常。同样的道理，在搪瓷拼装罐1罐体上位于膜支撑以上的位置也可以设置有视镜(图中省略)。
膜支撑4在本实施例中采用为金属网，具有通气量大、重量轻和结构简单便于安装的优点，可以作成伞状。当然也可以采用加工有一个或多个出气孔的隔板，隔板可以采用平板，也可以采用弧形板，甚至采用储罐常用的带出气孔的球形或椭圆形封头。对于直径较大的搪瓷拼装罐，由于跨度大，可以如图1所示，在膜支撑4下方设有立柱8进行支撑。
如图3所示，还包括正负压保护器17，正负压保护器17通过管道与搪瓷拼装罐1液位以上的空间相通，以保证沼气搪瓷拼装罐在压力过高或过低时的安全性，防止爆破或被压瘪变形。
还可以设置脱硫装置15，脱硫装置15通过管道16与搪瓷拼装罐液位以上的空间相通。
所述的搪瓷拼装罐的罐体可以采用200620113136.4号中国实用新型专利中的拼装罐式结构。
由于发酵需要维持一定的发酵温度，在北方寒冷地区，可以在罐体内或者如图4所示在搪瓷拼装罐外靠近罐壁20位置盘绕有加热管22，罐体外设置有保温层21。
为保证罐内沼液不会液位过高，可以设置一个溢流管安装在沼液排出口上，结合图1和图2所示，沼液溢流管包括一个从搪瓷拼装罐1的罐体液位上方斜插到液位以下的直管11，直管11连接在位于搪瓷拼装罐罐体以外的中间罐13的罐体上，中间罐13的罐底有排出管14，中间罐13的顶部安装固定有可拆卸的活动罐盖12。由于粘稠的沼液容易挂在管道上，特别是容易堵塞在弯头处，这种结构可以方便地将中间罐13的活动罐盖12打开进行观察或者维修、清理。
为保证反应均匀和物料混合均匀，对于容积较大的搪瓷拼装罐可以设置搅拌器以利于传质传热。但是对于容积几十立方米或者上百立方米的搪瓷拼装罐来说，特别是比较粘稠的物料，采用常规的立式搅拌器难以达到混合要求。本实施例中如图1采用两个搅拌器，一个推进式搅拌器10以其主轴水平或略倾斜的方式安装在所述搪瓷拼装罐的罐底部，以防止物料在底部沉降；另一个桨叶式搅拌器6以其主轴倾斜的方式斜插入搪瓷拼装罐内，且该搅拌器的搅拌浆叶位于液面以下。这样利用两个搅拌器从底部和一侧进行搅拌，使物料在容积较大的空间内循环起来，达到良好的搅拌效果。
这种由搪瓷拼装罐和柔性膜构成的一体式沼气发生器，由于罐体部分为矩形双面搪瓷板构成，罐顶为柔性膜，其优点在于可以在工厂预制，且便于运输，在现场快速、高精度地进行安装，以降低制备和运输、安装成本，减少现场施工工期。

Claims (10)

1、一种产气和储气一体式沼气发生器，包括用于发酵产生沼气的搪瓷拼装罐，其特征在于：在所述搪瓷拼装罐的顶部设置有柔性膜，柔性膜展开状态呈兜状以形成储气空间，柔性膜边缘沿搪瓷拼装罐的罐体顶部密封连接固定在搪瓷拼装罐的罐体上，在搪瓷拼装罐内位于搪瓷拼装罐液位以上且位于柔性膜以下一定高度的位置设置有膜支撑用于支撑住所述的柔性膜，防止柔性膜在自然状态下沉到搪瓷拼装罐液位以下的位置，膜支撑上有气孔用于使膜支撑以上的空间和膜支撑以下的空间相通，在罐体上设置有与搪瓷拼装罐液位以上的空间相通的沼气出气孔；罐体上设置有进料口和沼液排出口以及沼渣排出口。
2、如权利要求1所述的沼气发生器，其特征在于：所述的柔性膜采用由内层柔性膜和外层柔性膜构成的双膜结构，在外层柔性膜上设置有风管与内层柔性膜和外层柔性膜之间的空间相通，风管连接在一个风机或者空气压缩机的出气口上，用于向所述双层柔性膜之间的空间通风增压。
3、如权利要求2所述的沼气发生器，其特征在于：在所述的外层柔性膜上还设置有视镜。
4、如权利要求1至3中之一所述的沼气发生器，其特征在于：在所述的搪瓷拼装罐的罐体上位于所述膜支撑以上的位置设置有视镜。
5、如权利要求1至3中之一所述的沼气发生器，其特征在于：所述的膜支撑为网状，或者是带出气孔的板状。
6、如权利要求5所述的沼气发生器，其特征在于：在所述的网状或板状膜支撑下方有立柱进行支撑。
7、如权利要求1至3中之一所述的沼气发生器，其特征在于：还包括正负压保护器以及脱硫装置，所述的正负压保护器和脱硫装置分别通过管道与所述搪瓷拼装罐液位以上的空间相通。
8、如权利要求1至3中之一所述的沼气发生器，其特征在于：在所述搪瓷拼装罐的罐体内或者罐体外靠近罐壁盘绕有加热管，罐体外设置有保温层。
9、如权利要求8所述的沼气发生器，其特征在于：所述的沼液排出口处安装有溢流管，溢流管包括一个从搪瓷拼装罐的液位上方斜插到液位以下的直管，直管连接在位于搪瓷拼装罐罐体外部的中间罐上，中间罐的罐底有排出管，中间罐的顶部安装固定有可拆卸的活动罐盖。
10、如权利要求1至3中之一所述的沼气发生器，其特征在于：还包括两个搅拌器，一个推进式搅拌器安装在所述搪瓷拼装罐的罐底部；另一个搅拌器以其主轴倾斜的方式斜插入搪瓷拼装罐内，且该搅拌器的搅拌浆叶位于液面以下。
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