CN207552334U - 一种棉花秸秆中温厌氧发酵制取沼气的系统 - Google Patents

Abstract

一种棉花秸秆中温厌氧发酵制取沼气的系统，属于新能源技术应用领域。主要由黄储窖(1)、进料斗(2)、进料池(3)、泵池(4)、厌氧发酵罐(5)、锅炉房(6)组成。将棉花秸秆初加工加入乳酸菌和棉花秸秆混合，后放入黄贮窖(1)，黄贮2个月以后，将黄贮秸秆和猪粪，经进料斗(2)拦截大块的杂物，进入进料池(3)调配混合，通过泵池(4)泵入厌氧发酵罐内(5)，经过发酵后产生沼气。通过锅炉房(6)对进料池(3)及厌氧发酵罐(5)进行增温加热。本实用新型具有较好的生态效益，同时具有设计合理、经济效益好、运行稳定等优点，尤其适用于大中型沼气工程。

Description

一种棉花秸秆中温厌氧发酵制取沼气的系统

技术领域

本实用新型属于新能源节能技术应用领域，具体是一种利用棉花秸秆为原料中温厌氧发酵产沼气的系统。

背景技术

沼气是可再生的清洁能源，既可替代秸秆、薪柴等传统生物质能源，也可替代煤炭等商品能源，而且能源效率明显高于秸秆、薪柴、煤炭等。中国农业资源和环境的承载力十分有限，发展农业和农村经济，不能以消耗农业资源、牺牲农业环境为代价。农村沼气把能源建设、生态建设、环境建设、农民增收连接起来，促进了生产发展和生活文明。沼气可用来发电、烧锅炉、加工食品、采暖或供给城市居民使用。

我国是一个产棉大国，植棉历史悠久，种植技术成熟，棉花产量约占世界棉花产量的1/4，在棉花丰收的同时产生大量的副产物。作为棉花主要副产物的棉花秸秆大部分用于生活燃料，综合利用研究较少。近些年，随着科技不断发展，生活水平逐渐提高，石油液化气等燃料在农村得到广泛使用，棉花秸秆直接作为生活燃料的利用率在逐渐降低，常被棉农在田间焚毁，既浪费了资源又污染了环境。棉花秸秆的主要成分是木质素、半纤维素、并含有单宁、果胶素、有机溶剂抽取物、色素等，可以做沼气工程厌氧发酵原料，是一种丰富的可再生资源。

实用新型内容

本实用新型采用利用棉花秸秆和粪污为原料中温发酵生产沼气的方法。

本实用新型提出的棉花秸秆厌氧消化系统，棉花秸秆中温厌氧发酵制取沼气的系统主要由黄储窖、进料斗、进料池、泵池、厌氧发酵罐、锅炉房组成，

黄储窖通过进料斗与进料池连通，进料池内设置分隔板将进料池分割为左侧的搅拌池和右侧的泵池，与进料池连接的进料斗设置有拦截网，拦截网可将大块杂物拦阻防止其进入进料池，设置在进料池中的搅拌池具有搅拌桨，搅拌桨的桨轴穿过池底的密封圈与进料池底部的驱动电机可拆卸连接，泵池中设置有抽吸泵，抽吸泵的进料口通过管路与分隔板底部上设置的单向阀I连接，单向阀I设置为只允许液体从搅拌池流入泵池，泵池中的抽吸泵的出料口通过出料管路与发酵罐连通，出料管路中设置有单向阀II，单向阀II只允许液体从泵池流入发酵罐，锅炉房中设置有加热装置，加热装置为进料池和发酵罐提供热源。

进一步地，发酵罐中设置有搅拌桨，搅拌桨由设置在罐体上的驱动电机控制，搅拌桨的桨轴穿过罐体顶部的密封圈与驱动电机可拆卸连接。

进一步地，锅炉房中的加热装置通过热交换管路与进料池和发酵罐中的换热器连通，热交换管路具有输热管和回水管，输热管通过三通阀与进料池换热器和发酵罐换热器并联，进料池换热器和发酵罐换热器的出水管通过三通阀与热交换管路的回水管连接，

进一步地，所述三通阀即可选择两向导通，也可选择三向导通；

进一步地，所述搅拌池的搅拌桨为螺旋状设置或多桨叶平行设置；

进一步地，所述发酵罐中的搅拌桨为螺旋状设置或多桨叶平行设置；

进一步地，所述发酵罐和搅拌池中的换热器为管壳式换热器。

进一步地，所述厌氧发酵罐和搅拌池中设置有温度传感器，温度传感器与加热装置中的温控单元电连接。

棉花秸秆通过黄贮，秸秆中的纤维素、半纤维素以及木质素的初步酸化分解，再作为原料通过厌氧发酵产生沼气，省去了生物预处理过程。棉花秸秆中碳氮比在40左右，加入猪粪(回流沼液)等进行调节碳氮比，调节碳氮比不但减少了沼液的产生量降低了运营成本，产沼气时发酵启动速度快。采用发酵浓度为8％～10％高浓度发酵。在发酵前对发酵液的浓度进行调节。实践证明，采用本发明的方法利用棉花秸秆中温厌氧发酵产沼气容积产气率高，容积产气率可达1.2以上。

由此可见，本发明具有实质性特点和进步，其实施的效果也是显而易见的。

附图说明

本图为本实用新型的工艺流程图。

在图中，1、黄储窖2、进料斗3、进料池4、泵池5、发酵罐6、锅炉房。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本实例采用实例：某沼气工程采用该方法制取沼气，建设内容中温全混厌氧发酵罐6座，单罐容积4177m³；双膜气柜2座，单座容积3000m³；以及配套的原料预处理设施、净化系统、提纯系统、沼渣沼液分离系统、沼液储存系统、有机肥加工系统、锅炉房、综合用房、消防系统、电气自控系统等。项目共进原料960t/d；含固率8.63％；消耗含固率18.00％；新鲜牛粪120t/d，含固率 20.00％；新鲜猪粪6t/d，含固率50.00％；棉花黄贮秸秆100t/d；回流沼液/补充水734t/d。项目日产沼气30000m³，年均销售收入4081万元，税后年均利润 1146万元。

设备说明及系统流程：

1、将棉花秸秆进行初加工(粉碎至5cm、压缩)放入黄贮窖，加入乳酸菌和棉花秸秆混合，破除棉花秸秆表面的木质素；

2、黄贮2个月以后，开窖将黄贮秸秆和猪粪在预处理池内混合搅拌酸化调节；经进料斗拦截大块的杂物，进入进料池2，进行除沙；再进入进料池2匀浆、预增温。

3、通过泵池内的粪污螺杆泵泵入厌氧发酵罐。泵池可使机械与物料分离，在不影响生产的情况下便于设备的维护和检修。

4、物料在厌氧发酵罐发酵周期25-30天；在厌氧发酵罐内调配物料浓度在8％-10％，pH值在6-8之间，温度在31-35度。

5、物料进料增温及罐体增温由锅炉房内的锅炉提供热水供应热量。

与现有技术相比，本发明的优点和有益效果是：

1、相对于现有技术中沼气物料形式的形式单一的缺陷，本发明可将农村和城市的有机废弃物等多种原料通过厌氧发酵的方式产生沼气。

2、本发明的系统采用了在线监测系统，可以实时监测整个系统的运行状态，及时调整运行参数，保证该系统的正常稳定运行。

3、本发明的系统采用了网络远程传输技术，实现了整套系统的远程监控和自动化操作。

4、本发明所述方法的工作压力在0-0.1Mpa,操作人员工作时更安全。

以上所述的具体实施案例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施案例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.棉花秸秆中温厌氧发酵制取沼气的系统，主要由黄储窖、进料斗、进料池、泵池、厌氧发酵罐、锅炉房组成，

其特征在于：黄储窖通过进料斗与进料池连通，进料池内设置分隔板将进料池分割为左侧的搅拌池和右侧的泵池，与进料池连接的进料斗设置有拦截网，拦截网可将大块杂物拦阻防止其进入进料池，设置在进料池中的搅拌池具有搅拌桨，搅拌桨的桨轴穿过池底的密封圈与进料池底部的驱动电机可拆卸连接，泵池中设置有抽吸泵，抽吸泵的进料口通过管路与分隔板底部上设置的单向阀I连接，单向阀I设置为只允许液体从搅拌池流入泵池，泵池中的抽吸泵的出料口通过出料管路与发酵罐连通，出料管路中设置有单向阀II，单向阀II只允许液体从泵池流入厌氧发酵罐，锅炉房中设置有加热装置，加热装置为进料池和厌氧发酵罐提供热源。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述厌氧发酵罐中设置有搅拌桨，搅拌桨由设置在罐体上的驱动电机控制，搅拌桨的桨轴穿过罐体顶部的密封圈与驱动电机可拆卸连接。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于：所述锅炉房中的加热装置通过热交换管路与进料池和厌氧发酵罐中的换热器连通，热交换管路具有输热管和回水管，输热管通过三通阀与进料池换热器和厌氧发酵罐换热器并联，进料池换热器和厌氧发酵罐换热器的出水管通过三通阀与热交换管路的回水管连接。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：所述三通阀即可选择两向导通，也可选择三向导通。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：所述搅拌池的搅拌桨为螺旋状设置或多桨叶平行设置。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：所述厌氧发酵罐中的搅拌桨为螺旋状设置或多桨叶平行设置。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于：所述厌氧发酵罐和搅拌池中的换热器为管壳式换热器。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于：所述厌氧发酵罐和搅拌池中设置有温度传感器，温度传感器与加热装置中的温控单元电连接。