CN202152341U - 天然动能沼气生产合成库 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种天然动能沼气生产合成库,其特征在于:库体采取正六棱柱形状,可设若干层。每层分为6个等体积的消化厌氧器。库体中间部位,是正六棱柱空间,作为电梯上下通道。每个消化厌氧器都有一个耳室。每个消化厌氧器都设计有保温、增温结构,该结构是在每个消化厌氧器底部及四壁,是封闭的空间层,该空间上下两个面,有墙体相连接。整个库体,凡和空气接触处,都设有保温结构。耳室中设计管道系统,用于进料,出料,供热,螺旋推进装置。本库,利用空间立体几何结构,充分发挥菌群生长繁殖所需的有利条件。机械化,自动化生产流程,大大提高了沼气产量及生产效率。可规模化生产。该能源环保,价廉,可再生,也可防止核电危机给人类带来的灾难。
Description
一、技术领域:
本实用新型设计一种天然动能沼气生产合成库。
二、背景技术
根据中原农民出版社的金阳光工程-农业综合技术系列《沼气建设与利用300问》,参考河南科学技术出版社出版的新能源书系列《沼气实用技术指南》,经长期的研究和探索,对该能源的生产技术进行改革与创新。在现有生产技术基础上,提高技术含量,促使沼气产量和质量大大提高。不仅如此,还可减少温室气体排放,净化空气,改善和保护环境。
三、实用新型内容
该实用新型的目的:
本实用新型的目的,在于提供一种天然动能沼气生产合成库,以达到充分发挥菌群生长繁殖所需的有利条件。机械化,自动化生产流程,大大提高了沼气产量及生产效率。可规模化生产。从而推动社会生产力的快速发展,增加社会财富。而且该能源环保,价廉,可再生,也可防止核电危机给人类带来的灾难。
该实用新型提供的天然动能沼气生产合成库的技术方案:
本实用新型提供的天然动能沼气生产合成库,其特征在于,库体采取正六棱柱形状,可设若干层。每层分为6个等体积的梯形立方体 消化厌氧器。库体内部,是正六棱柱空间,是安装电梯的上下通道。消化厌氧器外部,每个消化厌氧器都有一个耳室。整个库体,凡裸露部分,和空气及地面接触处,都设置保温材料保温。
该库不仅可设计成正六棱柱形状,也可设计成圆柱,其他棱柱,棱台,圆台,棱锥,圆锥,球体,椭球体等以及由这些几何体的相互组合等造型、结构方式,并用相同或相似的方法、原理生产沼气,发挥相同或相似的功效。
每个消化厌氧器都设计有保温,增温结构。该保温增温结构是在每个消化厌氧器的底部,顶部和四壁,都设计一个相对封闭的空间层。该空间上、下两个面的中间,有许多墙体相连接。除最上层的消化厌氧器外,此消化厌氧器顶部即是其上一个消化厌氧器的底部,炽热气体直接通入该空间层。
六个耳室中,相对的两个耳室具备相同功能。分别是安装供料管道系统,排泄管道系统,供暖管道系统。并且在每个耳室的消化厌氧器壁上,设计有螺旋推进装置,协助推动消化厌氧器内沼液环流。
每个消化厌氧器的双层底面都设计成漏斗状凹陷形,以利自然排泄。中心设计漏斗出口,外接排泄管道系统排泄。
每个消化厌氧器的双层器顶的下层面,都向下设计有封闭的环形、直线型走廊,悬连在其顶壁上。该密闭走廊的外墙壁一侧面,附着设计密封室,安装动力设备,搅动下面的沼液循环运动。另一侧面的墙壁上,开设密封孔,以便打开向下观察沼液,也可另作他用。
弓形排料管道可降低下泄时所产生的动能,下泄的冲击力减弱。 以免造成破坏。
图示的供料管道系统可减少对料液的阻力,增加供料的流速。
整个库身内外,凡裸露部分,和空气及地面相接触处,都要设置保温材料保温。
天然动能沼气生产合成库的内容简介:
1.库体采取正六棱柱形状。库身,用钢筋混凝土浇筑而成。可设置若干层,每层高约3.5米至20米左右。每层有六个梯形状立方体组成,称消化厌氧器。每个消化厌氧器都是一个独立封闭的单位。生产出的气体由采气管道采集后流经提纯塔提纯。
库体内部,是个正六棱柱空间,边长2米。该空间设置采气管道系统,并安装电梯上下贯通。
库的最底层,置深入地下部分的最底层的空间,高2至3米。该层一方面作为库内工作人员上下电梯时,与外界的出入通道,空闲处做为储备室,也可它用。其余深入地下部分仍为消化厌氧器直接生产沼气的组成部分。
库体也可采用其他空间立体几何结构,以及由这些单个几何体相互组合而成的空间立体造型。每层也可设计成一个消化厌氧器,也可合并设计成2个、或3个、或其他形状。库体除正六棱柱外,其结构可采用圆柱,圆锥,圆台,棱柱,棱锥,棱台,球体,椭球体等,以及由这些几何体相互组合而形成的空间造型。其内外部构造,形状,原理,功能,效果,设施,生产方法等与正六棱柱相同或相似。
2.合成库外部,每个消化厌氧器都有一个阳台状的耳室,面积跟 据实践需要确定。内安装电梯上下。该阳台称为耳室。每个耳室的功能不同,也有相同之处。他们的作用主要是采样检验,设置观察空,安装运输管道,高压泵,并设置密封门。密封门生产时封闭,需人员进入内部检修,清理废渣时打开。高压泵是消化厌氧器内沼液供应的动力源泉。高压泵泵壳、泵管、叶轮、叶片一般用铜制造最好,也可用铁制品。与沼液接触的层面用耐酸碱塑料封裹最佳,使用时应不断进行检查,损毁后予以重新更换。
在耳室内透过墙体在每个消化厌氧器内安装螺旋推进器备用,数量和位置根据具体需要确定。不需要时将墙壁圆孔封闭。推动池内沼液的环流,提高产量。
3.每个消化厌氧器靠内六棱空间处的墙面,上部设有观察孔,采样检验孔,采气孔等。每个采沼孔都安装有支管和该层的环状采气管道相连。该支管安装有阀门。该墙面也设置密封门,生产时关闭,清理器内残渣,或维修、安装等工作时打开。该门称消化厌氧器后门,相对的一面墙有一封闭前门。前后两门同时打开,空气流通,透光,方便作业。
透过该墙面,根据需要,在消化厌氧器内也可安装螺旋推进器备用,数量位置根据具体需要而定。不需要时,将墙壁圆孔封闭。和对面耳室内的螺旋推进器的使用相呼应,增强沼液环流,提高产量。
4.若需要对单个消化厌氧器进行维修等工作,先由排料管道将池内沼液排尽。然后打开消化厌氧器前后门,让余沼散尽。人进入后,用手推式吸泥机将余渣送入排泄管道口处,由排泄系统排出库外。对池内进行冲洗清理后,即可进行作业。排渣时,人员可身负氧气瓶作 业。
5.为增加库内体温,在每个消化厌氧器底部和上部有一个空间层,层内净高0.2至0.3米。为消化厌氧器内的沼液补充温度,将池内温度保持在46℃至60℃范围内。为了使池内升温快,该空间的上下两个层面尽量薄。为增加承载力,上下两个层面的中间均匀分布多个连接梁体,使上下两面成为一体,共同均匀承受荷载。
该保温层设置为全封闭空间层,内有许多梁体纵横交错,将上下两个层面连成一体,从而增强了底部承受上部液体的压力。该内部空间被纵横交错的梁体分成若干个小空间。该梁体底部与下层面接触处,预留一些圆孔,使各空间的气流,冷却液相互连通,流动。
使用时将暖气直接通入该空间层,为沼液增温。消化厌氧器外安装放液孔,与内空间暖气相连通。由于底面是凹陷形,底面的放液孔另在最底部设置。这样不需安装散热器,既降低生产成本,而且增温效果更好,更快。
按照此种方式,在消化厌氧器的四壁,也可用混凝土浇筑成夹空间层状,夹空间层中间以纵横交错的梁体连接两壁,以增强抗压性能。各梁体设置诸多圆孔,使其隔离的诸多空间相连通,以便暖气通入,迅速提高沼液的温度。该夹层和底部的空间夹层设置诸多连通孔,以便暖气相互串通,同时,冷却液也可通过底部夹层的排液孔定时排出。
厌氧器的相对两面外墙壁,里面一层较薄,外面一层较厚。其好处是能迅速增加库内温度,易加热;且增加库体的坚固。里面相对两双层墙壁,可薄厚均匀。因为两边都有液体压强,尽量薄一些。
由于甲烷分子直径比一般混凝图构建沙灰之间的缝隙还小,在进行库体设计建造,气体收集,储存时密封非常重要。
6.每个消化厌氧器的池顶面,和顶面相连向下,设置1至1.8米高,0.5至1米宽的封闭的钢筋混凝土人行通道,并通过外墙与耳室相连通,即成为悬挂着的环形封闭走廊。并且根据需要,附设在封闭走廊墙外,与池内顶部相连处,在不同部位设置一些安装电机或液压装置的密封室,以仅能安放机械为宜,用于安装搅动器,搅动池内沼液环流,增加沼气产量。
该通道和各个安放搅动器的密封室相连通,以便维修。
在顶面中间最低处的排泄孔处,有一个相对较大的密封室,内安装排泄管道,开关阀门,以及安装搅动该池液的搅动器。并在顶部开一小圆孔,用于释放池底保温层冷却液,并在其上安装开关控制。人行通道也和该室相连。当消化厌氧器内废沼液通过排泄管道,自然排泄不畅时,可通过地面出口处的抽吸机排除障碍。
人行通道,有多个出口与外界相通,以便室内气流畅通。必要时,向人行通道鼓风稀释道内泄露的一些沼气,以便共作人员作业安全。
7.各管道系统内外壁以及各管件的金属制品,凡和沼液接触处,皆要封裹耐酸碱塑料。
进料管道系统设计和排泄管道系统设计不同,进料管道设计是为减小阻力,增强料液流速;排泄管道系统设计,为了增加阻力,降低向下排泄的动能,减缓下泄冲击力。
8.为了保持合成库的体温,整个库身内外,凡裸露部分,和空气 触处,都要设置保温材料保温,防止库体内热量过分散失,降低消化厌氧器内沼液温度,造成减产。
库深入地下的部分,外层无法包裹保温,只有从内部安装保温层,然后设置防水层密封,不能使沼液渗入保温层。
9.该库体内,可设置沼液温度监测系统,红外成像监测系统。
该实用新型有益效果:
天然动能沼气生产合成库,是适用空间立体几何结构,加之一些辅助条件,充分发挥产沼菌群生长繁殖所需的有利条件,以及机械化,自动化生产流程,大大提高了沼气产量及效率,排除传统的沼气生产对客观环境的依赖,并可大规模无限制生产。
为提高沼气利用率,减少环境污染,可利用沼气发电,生产热能。并且可防止核电危机给人类带来的灾难。
该能源可再生,高效,高产,节能,清洁,环保,低成本。和其他能源相比:核电有危险,废物为重污染源,成本高;太阳能功能小,占地多,局限性强,寿命短,成本高;风能有地域局限性,占用空间大,易伤飞鸟,功能低;煤、石油污染严重,且不可再生。开采煤碳危险性强,成本高,且破坏地壳结构和耕地。将其放在地下,安全可靠,以防将来有更大的用处而枯竭。
该库能为北部、中西部地区持续提供足够的清洁能源。为淡化海水,东水西送,改造沙漠,提高工农业生产提供清洁能源。
四.附图说明
图1,合成库外观图。其中③代表消化厌氧器部位。②代表合 成库六个面,上下连接的耳室部位。①安装电梯等工作室。
图2,合成库的内部构造示意图。其中④库体内部空间通道。
图3,合成库的供料系统示意图。其中⑤耳室内的安全通道;⑥供料液支管道;⑦主供料管道;②耳室。
图9,开关阀门。
五、具体实施方式
天然动能沼气生产合成库生产流程
1.将农作物秸秆等纤维原料,进行粉碎。将粉碎的原料进行堆沤预处理。
粉碎后的原料堆沤预处理,北方气温低,宜采用坑堆的方式堆沤。具体方法:首先将秸秆铡成长3厘米左右,踩紧堆成30厘米厚左右,泼2%石灰水澄清液并加10%粪水。照此方法铺3至4层,堆好后用塑料薄膜覆盖,堆沤15天左右,便可做发酵原料。
南方气温高,用上述方法直接将秸秆堆沤在地上即可。
将堆沤预处理后的秸秆,添加一定量的纯净的马、牛、羊等粪便,进一步的堆沤。夏天堆沤3至5天;春秋堆沤1周左右,冬天参照上述条件室内加温堆沤。使堆沤原料温度升高到40至50度,颜色变成深褐色后,加入一定沼液和水,制成液状物,通过管道系统送入消化厌氧器中消化。
料液通过每个消化厌氧器自顶部下垂的管道,输入消化厌氧器内。池内安装的是耐酸碱的塑胶管,该管上顶部与外部进料管道相通连,底端流进料液。该进料管以接近耳室一边为宜,方便人员进池清理余渣。在每个消化厌氧器的底部建成漏斗状,其凹陷深度约1至2.5米。建筑承重梁可用曲梁,纵横交错承重,或用直斜梁纵横交错承重。最低处开排泄圆孔,孔下外接排泄管道。在底面圆孔和排泄管道接触处,安装一自动关闭阀,控制该系统,可将料液从该消化厌氧器内自动排出。②是代表耳室,里面放置不同管道系统。其中两室安置供料液系统管道,两室安装排泄系统管道,两室安放供热系统管道。同时也安放其他机械设备。
在每个消化厌氧器底部,有一个空间层,相对封闭,内净高为0.2至0.3米左右。该空间上下两个面的中间,有许多墙体相连接,共同承受底部的压力。供热系统安置在每层其中的两个耳室中。
需要说明,图5不仅是供料,排泄的管路系统示意图,也是图4的供暖管路示意图。
耳室内消化厌氧器的墙面上,开有安装螺旋推进器孔,进、排料 液孔,封闭外门等。圆孔大小和多少根据实际需要而定。
墙面设有封闭内门,采样观察孔,采气孔等。其大小和多少个可根据实际需要设定。采气孔用管道和采气管道系统相连通,并设置有开关阀门。
管道系统置于合成库的内部六棱柱空间,环形管和消化厌氧器接触处有开关阀开启,该图为上下两层消化厌氧器的。消化厌氧器内所产生的沼气通过该管道被收集利用。
每个消化厌氧器都要进行严格密封,以防沼气、沼液外泄。关于安装螺旋器,其密封原理可参照潜艇螺旋桨密封方法进行。排泄管等与消化厌氧器接触部位的密封,也要严格。否则沼气、沼液会外泄。
2.启动生产一个月左右,每5至10天,都要向库内补充新鲜原料。补充原则一般是出多少补多少,始终保持消化厌氧器内的有效容积。一般情况下,进出量占池总有效容积的5%。
3.投放接种物。投放一般按:接种物∶原料∶水=1∶2∶5。此是消化厌氧器刚启动时的比例。
沼气发酵微生物都是来自自然界。而沼气发酵的核心微生物菌落是甲烷菌群,一切具备厌氧条件和含有有机物的地方都可找到。主要有:沼气池,湖泊,沼泽,池塘底部,积水坑之中;动物粪便及其肠道之中;屠宰场,酿造厂,豆制品场,副食加工厂等阴沟污泥之中以及人工厌氧消化装置之中。
4.原料进入消化厌氧器内,封闭各通气孔。然后将消化厌氧器内 残留的多余空气用抽气机排出,使每个消化厌氧器处于无氧状态。有利菌群繁殖,提高沼气产量。因为产甲烷菌是一种厌氧性细菌,他们的生长、发育、繁殖、代谢等生命活动中,都不需要氧气。空气中的氧气会使其生命活动受到抑制,甚至死亡。
5.合成库内一般沼气发酵液浓度为6%至8%为宜。消化厌氧器内发酵温度可进行调解。一般采取高温发酵,,温度可调至46℃至60℃范围内。在10℃至60℃范围内,一般温度越高,微生物活动越旺盛,产沼量越高。
6.库中每个消化厌氧器内,要有适宜的酸碱度。沼气微生物群的生长,繁殖,要求发酵原料的酸碱度保持中性,或微生物偏碱性。过酸过碱都会影响产沼量。测定表明,pH值为6至8时均可产气,pH值为6.5至7.5时产沼量最高。
如果出现有机酸大量积累,发酵料液过于偏酸的现象。此时,可抽出部分料液,加入等量接种物,将有机酸转化为甲烷。或者通过管道添加适量的草木灰澄清液或石灰澄清液,中和有机酸,使酸碱度恢复正常。日常工作中测试酸碱度,可通过厌氧器内外墙壁设置的取液孔,将器内沼液取出检验。
7.合成库中的每个消化厌氧器内,可加速发酵过程,促进有机物质分解并提高产量的物质统称为添加剂,或称催化剂。添加剂的种类较多,包括一些酶类、无机盐类,有机物和其他无机物等。例如,加入一定量的纤维素酶,蛋白酶,黑曲霉等,可以起到加速物质分解的作用。加入微量的钾、钠、钙、镁元素,可增加活性酶的活性,增强酶促反应。加入少量活性碳末,尿素可以提高碳、氮含量,或通入氢 气可以提高甲烷含量等。具体方法之一:将两个耐酸碱塑料半球通过螺旋拧紧而成一个乒乓球状的圆球,其大小根据实际情况决定。将尿素装入球内。塑球面开三十多个大头针粗细的小孔,以利缓慢释放。
8.为了消化厌氧器内沼液的定时循环流动,该库用两种方法相互配合使用。其一,通过顶部封闭室内机器的搅动,促使器内的沼液大规模环流;其二,通过耳室螺旋推进器搅动,可增强沼液环流。是单用还是并用,根据实际需要确定。
实践证明,适当的搅动方法和强度,可以使发酵原料分布均匀,增强微生物与原料的接触,使之获取营养物质的机会增加,活性增强,生长繁殖旺盛,从而提高产沼量。搅动又可打碎结壳,提高原料的利用率及能量转换效率,并有利气泡释放。采用搅动措施后,平均产量可提高30%以上。
9.根据现实生活中沼气池器表流量推算,采用消化厌氧器的产量应在1.5至3立方米/立方米·天左右。
10.以上只是制作沼液的一种方式,还可用其他方式、原料制作。
沼渣的用处
沼渣有多种用处,主要可用于养殖各种水产品,蚯蚓、泥鳅、鳝鱼和其他,也可用于制取绿色有机肥料,供蔬菜瓜果及其他农作物的生长使用。
Claims (6)
1.天然动能沼气生产合成库,其特征在于:库体采取正六棱柱形状,可设若干层;每层分为6个等体积的梯形立方体消化厌氧器;库体内部,是正六棱柱空间,是安装电梯的上下通道;消化厌氧器外部,每个消化厌氧器都有一个耳室;整个库体,凡裸露部分,和空气及地面接触处,都设置保温材料保温。
该库不仅可设计成正六棱柱形状,也可设计成圆柱,其他棱柱,棱台,圆台,棱锥,圆锥,球体,椭球体;以及由这些几何体的相互组合。
2.根据权利要求1所述的天然动能沼气生产合成库,其特征在于:每个消化厌氧器都设计有保温,增温结构;该保温增温结构是在每个消化厌氧器的底部,顶部和四壁,都设计一个相对封闭的空间层;该空间上、下两个面中间,有许多墙体相连;除最上层的消化厌氧器外,此消化厌氧器顶部即是其上一个消化厌氧器的底部,炽热气体直接通入该空间层。
3.根据权利要求1所述的天然动能沼气生产合成库,其特征在于:六个耳室中,相对的两个耳室具备相同功能;分别是安装供料管道系统,排泄管道系统,供暖管道系统;并且在每个耳室的消化厌氧器壁上,设计有螺旋推进装置,协助推动消化厌氧器内沼液环流。
4.根据权利要求1所述的天然动能沼气生产合成库,每个消化厌氧器的双层底面都设计成漏斗状凹陷形,以利自然排泄;中心设计漏斗出口,外接排泄管道系统排泄。
5.根据权利要求1所述的天然动能生产合成库,每个消化厌氧器的双层器顶的下层面,都向下设计有封闭的环形、直线型走廊,悬连 在其顶壁上;该密闭走廊的外墙壁一侧面,附着设计密封室,安装动力设备,搅动下面的沼液循环运动;另一侧面的墙壁上,开设密封孔,以便打开向下观察沼液。
6.根据权利要求1-5之一所述的天然动能沼气生产合成库,其特征在于:整个库身内外,凡裸露部分,和空气及地面相接触处,都要设置保温材料保温。
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Cited By (2)
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CN102776122A (zh) * | 2012-07-26 | 2012-11-14 | 王宝根 | 柱形立体沼气池发生装置 |
CN103421848A (zh) * | 2013-07-12 | 2013-12-04 | 盐城市新洋农业试验站 | 轮窑式沼气干式发酵方法 |
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2011
- 2011-05-04 CN CN2011201476568U patent/CN202152341U/zh not_active Expired - Lifetime
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20120229 |
|
CX01 | Expiry of patent term |