CN206970606U - 厌氧干发酵设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种厌氧干发酵设备，包括发酵仓，该发酵仓上设有喷淋单元、沼液收集单元、保温单元、收集排放单元和换气单元；所述喷淋单元包括用于将外部沼液输送至发酵仓内的主管道，该主管道穿过发酵仓壁与其内部的喷淋母管连通，所述喷淋母管上设有若干个喷淋支管并在喷淋支管上安装喷淋头。本实用新型提供的厌氧干发酵设备，其喷淋单元中只有主管道穿过发酵仓壁将外部沼液输送至发酵仓内，其余管道均设于发酵仓内，克服了多泄露点的缺陷，大大提高密封性和安全性，还能实时监控发酵腔内的温度和发酵进程，具有安全、产气量大的优点。

Description

厌氧干发酵设备

技术领域

本实用新型涉及沼气生产技术领域，具体涉及一种厌氧干发酵设备。

背景技术

厌氧发酵是指有机废弃物在缺氧的情况下，利用微生物厌氧菌，经过甲烷菌的新陈代谢生理功能，将有机物转化为沼气和沼肥的整个生产工艺过程。

目前，厌氧发酵处理工艺在处理城市生活垃圾、有机物含量较高的固体废弃物、农村秸秆及畜禽粪便等农业废弃物中得以广泛的应用。根据发酵底物状态的不同，生物质厌氧发酵技术分为厌氧湿发酵技术和厌氧干发酵技术。

传统的发酵厌氧处理工艺是湿发酵厌氧处理(也称为厌氧湿发酵)，该种工艺必须让原料和水以完全混合的方式来完成厌氧过程，此种方法占地面积大、产生大量沼液、操作复杂而且浪费了大量的增温能量。尤其是对室外环境较恶劣的北方地区，湿发酵厌氧处理工艺受到很大的限制，而且由于北方通常气温较低，所需要的增温能量非常大，所以在消耗大量的能量同时也增加了成本。

所谓厌氧干发酵，又称固体厌氧发酵，其反应本质与厌氧湿发酵相同，有机物经过微生物厌氧菌分解发酵过程分为水解、酸化、乙酸化、产甲烷四个阶段；①在水解阶段，有机废弃物在发酵细菌的作用下分解为简单有机物；②在酸化阶段，简单有机物再分解为挥发性脂肪酸；③在乙酸化阶段，产氢产乙酸菌将挥发性脂肪酸分解为氢气，二氧化碳，甲酸和乙酸；④产甲烷阶段，最后由产甲烷菌将氢气，二氧化碳，甲酸，乙酸转化为甲烷、二氧化碳及水的混合气体。

现有的厌氧发酵设备通常设置多个喷淋头对发酵物料进行沼液喷淋，以接种菌种。喷淋单元的喷淋母管位于发酵仓外，与喷淋母管连接的多个喷淋支管贯穿发酵仓的顶壁伸入发酵仓内，该设计导致发酵仓的顶壁上开设有多个开孔，泄漏点数量多，降低了安全性。

因此，有必要提供一种改进的厌氧干发酵设备解决上述技术问题。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型旨在提供一种能提高安全性的厌氧干发酵设备。

技术方案：本实用新型的厌氧干发酵设备，包括发酵仓，该发酵仓上设有喷淋单元、沼液收集单元、保温单元、收集排放单元和换气单元；所述喷淋单元包括用于将外部沼液输送至发酵仓内的主管道，该主管道穿过发酵仓壁与其内部的喷淋母管连通，所述喷淋母管上设有若干个喷淋支管并在喷淋支管上安装喷淋头。

优选的，相邻喷淋支管相对所述喷淋母管与主管道的连接点对称设置，以保持管道压力平衡，以便于喷淋液体的喷出。

所述发酵仓包括顶壁、底壁、位于左右两侧的第一侧壁和第二侧壁，位于前后两侧的第三侧壁和第四侧壁；其中，所述底壁具有坡度，其高度自第一侧壁向第二侧壁方向逐渐降低，且与第二侧壁之间形成沼液自流通道。进一步地，靠近所述第二侧壁的底壁侧部设有挡板，该挡板与第二侧壁之间形成沼液自流通道，同时该挡板能防止第二侧壁上的门被物料挤压。

沼液收集单元包括设于沼液自流通道底部并与其连通的沼液收集槽。优选地，沼液收集槽的底部内壁上设有沼液溢流管。更优选地，沼液收集槽的槽底具有坡度，沼液溢流管设于该沼液收集槽坡度较高的位置，且沼液溢流管的入口凸出沼液收集槽的槽底。

所述保温单元包括设于底壁、第一侧壁、第三侧壁和第四侧壁内交替排列的热水供水管和回水管。

所述发酵仓上设有气体排放口和气体换气口。优选地，气体排放口位于顶壁靠近第二侧壁的一端，气体换气口位于顶壁靠近第一侧壁的一端。

换气单元包括与换气口连通的第一置换管和第二置换管。收集排放单元包括与气体排放口连通的气体取样管、沼气收集管及废气排放管。

所述发酵仓上还设有用于监控沼液液位的液位测量口和温度测量口。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型的优点体现在：(1)厌氧干发酵设备的喷淋单元中只有主管道穿过发酵仓壁将外部沼液输送至发酵仓内，其余管道均设于发酵仓内，克服了多泄露点的缺陷，大大提高安全性。(2)底壁具有坡度使得发酵腔内的沼液自流入所述沼液收集单元，有利于沼液收集单元收集沼液，沼液收集槽也具有坡度，且沼液溢流管设于沼液收集槽较高的一端的槽底，可使沼液收集槽将沼液所携带的固体沉淀下来，避免堵塞沼液溢流管。(3)通过设计挡料板可有效保护发酵仓的密封门不被物料挤压，且能隔离物料与沼液收集槽内的沼液，减少沼液含固量，避免沼液溢流管堵塞。(4)底壁及侧壁内设置有交替排列的热水供给管和回水管，用于弥补发酵仓的散热损失，有效对发酵腔进行保温。(5)发酵仓上设有多个温度测量口，进一步地可横向与纵向多点测温，使测得的温度更接近发酵仓内的实际温度；同时，通过调节喷淋沼液量，使物料在较稳定的温度下发酵，获得较高的产气量。(6)在气体排放口连接有气体取样管，通过分析气体组分可了解发酵仓内物料发酵进程，及时调整发酵周期。换气口连通有第一置换管和第二置换管，能最大限度置换干净发酵腔内的气体，保证操作人员的安全。

附图说明

图1为本实用新型厌氧干发酵设备的结构示意图；

图2为本实用新型厌氧干发酵设备的剖视图；

图3为本实用新型液收集单元的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步说明。

如图1～2所示，本实用新型的厌氧干发酵设备，包括发酵仓1，图示中的发酵仓为长方形，可以为混凝土结构制成。该发酵仓1包括顶壁101、底壁102、分别位于左右两侧的第一侧壁103和第二侧壁104，分别位于前后两侧的第三侧壁111和第四侧壁112。其中，第二侧壁104上设有密封门113，该密封门为双开铰链门。

该发酵仓1上设有喷淋单元2、沼液收集单元3、保温单元4、收集排放单元5和换气单元6。其中，喷淋单元2包括穿过发酵仓顶壁的主管道201，它用于将外部沼液输送至发酵仓内，该主管道201与位于发酵仓内部的喷淋母管202连通，该喷淋母管202水平设于发酵仓顶部内壁，喷淋母管202上间隔分布喷淋支管203并在喷淋支管203上安装喷淋头204。在发酵初期，利用加热过的沼液喷淋物料，通过合理设计喷淋头的数量和喷淋量，有效提升物料温度，加速发酵进程，提高产气率，同时最大限度降低能耗。本实用新型中，喷淋单元中只有主管道穿过发酵仓壁将外部沼液输送至发酵仓内，其余管道均设于发酵仓内，克服了多泄露点的缺陷，大大提高安全性。

发酵仓的底壁102具有坡度，其高度自第一侧壁103向第二侧壁104方向逐渐降低，且与第二侧壁104之间形成沼液自流通道105。图2中，靠近所述第二侧壁104的底壁侧部设有挡板106，该挡板106与第二侧壁104之间形成沼液自流通道105。挡板的设置可有效保护密封门不被物料挤压，且能隔离物料与沼液收集单元内的沼液，减少沼液含固量，避免管道堵塞。

如图3所示，沼液收集单元3包括设于沼液自流通道105底部并与其连通的沼液收集槽301。沼液收集槽301的底部内壁上设有沼液溢流管302。沼液收集槽也具有坡度，且沼液溢流管设于沼液收集槽较高的一端的槽底，且沼液溢流管的入口凸出沼液收集槽的槽底，可使沼液收集槽将沼液所携带的固体沉淀下来，避免堵塞沼液溢流管。此外，沼液收集槽上方设有液位计预埋孔，用于实时监测发酵腔内沼液液位，以防沼液管道堵塞，造成沼液淹仓。

保温单元4包括设于底壁102、第一侧壁103、第三侧壁111和第四侧壁112内交替排列的热水供水管401和回水管402，可用于弥补发酵仓的散热损失，有效对发酵腔进行保温。其中，热水供给管与所述回水管均为型号为DN25的管道。

为了配合换气单元发挥作用，发酵仓1上设有气体排放口107和气体换气口108。图中，气体排放口107位于顶壁靠近第二侧壁的一端，气体换气口108位于顶壁靠近第一侧壁的一端。

收集排放单元5包括与气体排放口107连通的气体取样管501、沼气收集管502及废气排放管503，该气体取样管501、沼气收集管502及废气排放管503上均设有用于控制开关的阀门。

换气单元6包括与气体换气口108连通的第一置换管601和第二置换管602，该第一置换管601和第二置换管602上也设有阀门，第一置换管为氮气或二氧化碳置换管，第二置换管为空气置换管。

通过设置气体取样管可随时取样分析气体成分，了解发酵仓内物料发酵进程，及时调整发酵周期。通过设置第一置换管和第二置换管，能最大限度置换干净发酵腔内的气体，保证操作人员的安全。

发酵仓1顶部还设有用于监控沼液液位的液位测量口109和温度测量口110。其中，温度测量口沿所述顶壁的长度方向和宽度方向设置，可实现横向与纵向多点测温，使测得的温度更接近发酵仓内的实际温度，通过调节喷淋沼液量，使物料在较稳定的温度下发酵，获得较高的产气量。

工作过程：发酵启动时，关闭沼气收集管502上的阀门，打开废气排放管503上的阀门，排放不合格气体；稳定发酵后，关闭废气排放管503上的阀门，打开沼气收集管502上的阀门，收集沼气。发酵结束后，开仓卸料前，打开惰性气体置换管道(第一置换管601)上的阀门，向发酵仓通入惰性气体，当测得甲烷浓度低于设定值3％后，关闭惰性气体置换管道(第一置换管601)上的阀门，打开空气置换管道(第二置换管602)上的阀门，直至分析得到发酵仓内的气体满足安全操作范围。

Claims (10)

1.一种厌氧干发酵设备，包括发酵仓(1)，该发酵仓(1)上设有喷淋单元(2)、沼液收集单元(3)、保温单元(4)、收集排放单元(5)和换气单元(6)；其特征在于：所述喷淋单元(2)包括用于将外部沼液输送至发酵仓内的主管道(201)，该主管道(201)穿过发酵仓壁与其内部的喷淋母管(202)连通，所述喷淋母管(202)上设有若干个喷淋支管(203)并在喷淋支管(203)上安装喷淋头(204)。

2.根据权利要求1所述的厌氧干发酵设备，其特征在于：相邻所述喷淋支管(203)相对所述喷淋母管(202)与主管道(201)的连接点对称设置。

3.根据权利要求1所述的厌氧干发酵设备，其特征在于：所述发酵仓(1)包括顶壁(101)、底壁(102)、位于左右两侧的第一侧壁(103)和第二侧壁(104)，位于前后两侧的第三侧壁(111)和第四侧壁(112)；其中，所述底壁(102)具有坡度，其高度自第一侧壁(103)向第二侧壁(104)方向逐渐降低，且与第二侧壁(104)之间形成沼液自流通道(105)。

4.根据权利要求3所述的厌氧干发酵设备，其特征在于：靠近所述第二侧壁(104)的底壁侧部设有挡板(106)，该挡板(106)与第二侧壁(104)之间形成沼液自流通道(105)。

5.根据权利要求3或4所述的厌氧干发酵设备，其特征在于：所述沼液收集单元(3)包括设于沼液自流通道(105)底部并与其连通的沼液收集槽(301)。

6.根据权利要求5所述的厌氧干发酵设备，其特征在于：所述沼液收集槽(301)的底部内壁上设有沼液溢流管(302)。

7.根据权利要求5所述的厌氧干发酵设备，其特征在于：所述沼液收集槽(301)的槽底具有坡度，沼液溢流管(302)设于该沼液收集槽坡度较高的位置，且沼液溢流管的入口凸出沼液收集槽的槽底。

8.根据权利要求1所述的厌氧干发酵设备，其特征在于：所述保温单元(4)包括设于底壁(102)、第一侧壁(103)、第三侧壁(111)和第四侧壁(112)内交替排列的热水供水管(401)和回水管(402)。

9.根据权利要求1所述的厌氧干发酵设备，其特征在于：所述发酵仓(1)上设有气体排放口(107)和气体换气口(108)。

10.根据权利要求9所述的厌氧干发酵设备，其特征在于：所述气体排放口(107)位于顶壁靠近第二侧壁的一端，气体换气口(108)位于顶壁靠近第一侧壁的一端。