CN210314231U - 管道式消化装置及沼气制取系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种管道式消化装置及沼气制取系统，涉及沼气制备领域，该管道式沼气制取装置包括：支撑结构和管道消化器，管道消化器设置在支撑结构上；管道消化器包括进料段组件、消化段组件以及出料段组件，进料段组件、消化段组件以及出料段组件依次设置，消化段组件包括管腔，进料段组件包括与管腔连通的进料口，出料段组件中包括与管腔连通的出料口；管腔是细长腔体，在管腔上设置有泄气机关，泄气机关至少包括连通所述管腔与外部空间的通孔。该沼气制取系统包括上述的管道式消化装置，温室骨架以及透明围护结构。

Description

管道式消化装置及沼气制取系统

技术领域

本实用新型涉及沼气制备领域，具体涉及一种管道式消化装置及沼气制取系统。

背景技术

随着社会发展，沼气作为一种二次的可再生能源，逐渐的进入人们的生活和生产中。沼气是有机物质在厌氧条件下，经过微生物的发酵作用而生成的一种混合气体，沼气是多种气体的混合物，其特性与天然气相似。沼气除直接燃烧用于炊事、烘干农副产品、供暖、照明和气焊等外，还可作内燃机的燃料以及生产甲醇、福尔马林、四氯化碳等化工原料。

沼气作为可再生能源，且其燃烧后产物相对清洁，因此沼气受到了人们的欢迎，因此人们开始研究人为制取沼气，从而各种各样的沼气制取设备也是应运而生。

现有技术的沼气制取设备中，有一种沼气消化发酵罐。其罐状消化腔体内径较大，腔体长度较短，其物料入口和废料出口的几何尺寸远远小于罐腔截面尺寸，腔体内径较大，进入腔体的消化物料不经有效的机械搅拌是无法顺次完成消化反应的，出现了消化历程不一致的现象，这就造成了物料在“罐腔入口－罐腔－罐腔出口”这个过程中会出现“短路现象”，即，一部分物料没有完成消化即径直排出，而另一部分完成消化了的物料反而会陈积在罐腔内。然而，随着腔体直径的增大，腔体内物料对搅拌机械的阻力迅速增大，以至于无法用机械搅拌的方式使腔体内的物料混匀。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种管道式消化装置及沼气制取系统，以缓解现有技术中存在的在罐状消化腔内，消化物料无法顺次完成消化反应，导致了消化不充分的问题。

本实用新型提供了一种管道式消化装置，包括：支撑结构和管道消化器，管道消化器设置在支撑结构上；

管道消化器包括进料段组件、消化段组件以及出料段组件，进料段组件、消化段组件以及出料段组件依次设置，消化段组件包括管腔，进料段组件包括与管腔连通的进料口，出料段组件中包括与管腔连通的出料口；需要说明的是，进料口是进料段组件与管腔上游端部连接的空腔部件，出料口是出料段组件与管腔下游端部连接的空腔部件。进料段组件还包括喂料口，外源物料从喂料口至进料口的过程中，被设置在进料段组件中的粉碎机关，匀浆机关制成流体，使外源物料以流体的形式通过进料口进入到管腔内。

管腔是细长腔体，在管腔上设置有泄气机关，泄气机关至少包括连通所述管腔与外部空间的通孔。管腔是物料消化的场所，物料通过进料口进入管腔，在向管腔下游移动的过程中，当管腔内的环境适宜于物料进行消化反应时，物料逐渐完成水解、酸化、甲烷化过程，物料消化产生的含有甲烷的混合气体从泄气机关排出管腔，消化剩余物从出料口排出管腔。

进一步地，管道消化器为直线型管道消化器，直线型管道消化器的管腔呈直线状设置；支撑结构上至少设置一个直线型管道消化器；

当设置多个直线型管道消化器时，多个直线型管道消化器在支撑结构上设置成多层和/或多列。

进一步地，管道消化器为迂回型管道消化器，迂回型管道消化器的管腔呈迂回状设置；在支撑结构上至少设置一个迂回型管道消化器；

当设置多个迂回型管道消化器时，多个迂回型管道消化器在支撑结构上设置成多层或多列。

进一步地，管道消化器为并联型管道消化器，并联型管道消化器包括多个管腔，多个管腔并列设置，且多个管腔与同一进料口和/或同一出料口连通；在支撑结构上至少设置一个并联型管道消化器；

当设置多个并联型管道消化器时，多个并联型管道消化器在支撑结构上设置成多层或多列。

进一步地，管道消化器为混合型管道消化器，混合型管道消化器包括多个管腔，多个管腔组成至少两个管腔并联单元，或者，多个管腔组成至少一个管腔并联单元和至少一个管腔串联单元；管腔并联单元之间，以及管腔并联单元和管腔串联单元之间，再通过并联和/或串联的方式连接；在支撑结构上至少设置一个混合型管道消化器，多个混合型管道消化器在支撑结构上设置成多层或多列。

进一步地，该管道式消化装置包括管腔连接组件、机械消化组件、消化监控组件、消化液回流组件、酸化回流组件、甲烷化回流组件、第一余热回收组件以及第二余热回收组件中的至少一个；

管腔连接组件包括过渡空腔，过渡空腔至少为直通过渡空腔、三通过渡空腔、四通过渡空腔中的一种，进料段组件、消化段组件以及出料段组件之间分别通过过渡空腔连接；消化段组件的多个管腔通过过渡空腔连接；

机械消化组件设置在管腔连接组件和/或管腔上，机械消化组件至少包括挤压推进机、活塞推进机、螺旋推进机、切割机、研磨机中的一个；

消化监控组件设置在管腔连接组件和/或管腔上，消化监控组件至少包括感应件、控制件、取样件、添料件中的一个；感应件用于感知消化物料的消化状态参数，控制件用于接收感应件的感应信号，并用于控制取样件及添料件动作，取样件用于从消化物料中获取检测样品，添料件用于向消化物料内添加调节物料；

消化液回流组件至少包括消化液回流管道、干湿分离机和第一管道泵，第一管道泵设置在消化液回流管道上，干湿分离机的入口与出料段组件连接，消化液回流管道的入口与干湿分离机的消化液出口连接，消化液回流管道的出口与进料段组件的进料口连接，用于把消化剩余物中的消化液添加到进料口的外源物料中；

酸化回流组件至少包括酸化回流管道和第二管道泵，第二管道泵设置在酸化回流管道上，酸化回流管道的入口与消化物料进行酸化和/或乙酸化反应的管腔区段的下游连接，酸化回流管道的出口与上游连接，用于将酸化物料从消化物料进行酸化反应的管腔区段的下游位置返回至上游位置；

甲烷化回流组件至少包括甲烷化回流管道和第三管道泵，第三管道泵设置在甲烷化回流管道上，甲烷化回流管道的入口与消化物料进行甲烷化反应的管腔区段的下游连接，甲烷化回流管道的出口与上游连接，用于将甲烷化物料从消化物料进行甲烷化反应的管腔区段的下游位置返回至上游位置；

第一余热回收组件至少包括第一热量交换器，第一热量交换器与出料段组件连接，第一热量交换器的入口与外界水源连接，出口与进料段组件连接，用于将出料段组件处物料中的热量返回至进料段组件中；

第二余热回收组件至少包括第二热量交换器，第二热量交换器与泄气机关连接，第二热量交换器的入口与外界水源连接，出口与进料段组件连接，用于将排出的沼气中的热量返回至所述进料段组件中。

进一步地，管腔内设置有褶皱结构或粗糙构造；褶皱结构或粗糙构造用于富集酸化菌或甲烷菌。

管腔连接组件设置有缓冲管腔，缓冲管腔设置在酸化回流组件的入口和甲烷化回流组件的出口之间的管腔中，在缓冲管腔中设置消化监控组件，能够对经过酸化过程的物料进行检测并调节物料的反应环境；

管腔连接组件内设置有阀门，阀门把管腔分成水解区段、酸化区段以及甲烷化区段。

本实用新型提供了一种沼气制取系统，包括上述的管道式消化装置，还包括温室骨架和透明围护结构，温室骨架与支撑结构连接，透明围护结构与温室骨架连接形成温室，管道消化器位于温室内。

进一步地，该沼气制取系统包括第三余热回收组件、蓄热组件、散热组件和保温隔热组件；

第三余热回收组件连接在温室骨架上，第三余热回收组件至少包括第三热量交换器、热媒管道、第四管道泵，第三热量交换器的入口与外界水源连接，第三热量交换器的出口与蓄热组件的入口和/或进料段组件连接；

蓄热组件的出口与散热组件和/或进料段组件连接，用于给散热组件和/或进料段组件中的外源物料供热；

保温隔热组件包括保温隔热层，保温隔热层设置在透明围护结构的外侧和/或内侧；保温隔热层可以收合或展开。

进一步地，该沼气制取系统包括振动装置和排雪装置，振动装置连接在温室骨架上，用于振动清除透明围护结构上的积雪；

排雪装置与连栋温室天沟的温室骨架连接，排雪装置的输出端能够推出天沟里的积雪。

与现有技术相比，本实用新型提供的管道式消化装置及沼气制取系统所具有的技术优势为：

本实用新型提供的管道式消化装置，包括：支撑结构和管道消化器，管道消化器设置在支撑结构上；管道消化器包括进料段组件、消化段组件以及出料段组件，进料段组件、消化段组件以及出料段组件依次设置，消化段组件包括管腔，进料段组件包括与管腔连通的进料口，出料段组件中包括与管腔连通的出料口；管腔是细长腔体，在管腔上设置有泄气机关，泄气机关至少包括连通所述管腔与外部空间的通孔。物料通过进料段组件进入到管道消化器中，在消化段组件中，物料经过一系列的消化反应，最终从出料段组件排出废料，其中，消化段组件具有泄气机关，该泄气机关用于排出反应过程中产生的沼气。该消化段组件的管腔为细长腔体，其中，细长腔体使消化物料在进入消化段组件后能够顺次递进进行消化反应，不会出现越级反应或者滞留的情况，使得消化物料的消化历程保持一致不会出现消化短路现象，从而解决了现有技术中罐状消化腔因罐径过大导致的消化短路，消化不充分的问题；并且细长管道腔体结构还扩大了消化段组件对物料进行消化的容积，提升了消化段组件的消化能力，保证了消化效率，同时，细长的管道消化腔体能够保证消化物料在消化腔体中的滞留时间，使得消化物料能够得到足够的消化反应时间，使物料消化得更加充分。

本实用新型提供的沼气制取系统，包括上述的管道式消化装置，还包括温室骨架和透明围护结构，温室骨架与支撑结构连接，透明围护结构与温室骨架连接形成温室，管道消化器位于温室内。由于该沼气制取系统包括管道式消化装置，因此沼气制取系统的优势也包括上述管道式消化装置的优势；同时，温室具有保温效果，而沼气制取时，为提高消化反应效率，消化反应则需要足够高的温度为反应中的酶或菌类提供适宜的反应温度，因此温室为管道式沼气制取装置制取沼气提供了适宜的温度条件；同时，支撑结构与温室骨架相连，优化了温室骨架，使支撑结构既可以支撑管道消化器，又可以作为温室骨架的一部分支撑透明围护结构，使得温室骨架结构变得简单，容易搭建。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的管道式消化装置的示意图；

图2为本实用新型实施例提供的直线型管道消化器多层排布示意图；

图3为本实用新型实施例提供的直线型管道消化器多列排布示意图；

图4为本实用新型实施例提供的直线型管道消化器多层多列排布示意图；

图5为本实用新型实施例提供的迂回型管道消化器示意图；

图6为本实用新型实施例提供的第一种并联型管道消化器的示意图；

图7为本实用新型实施例提供的第二种并联型管道消化器的示意图；

图8为本实用新型实施例提供的第一种混合型管道消化器的示意图；

图9为本实用新型实施例提供的第二种混合型管道消化器的示意图；

图10为本实用新型实施例提供的第三种混合型管道消化器的示意图；

图11为本实用新型实施例提供的挤压推进机的示意图；

图12为本实用新型实施例提供的活塞推进机的示意图；

图13为本实用新型实施例提供的螺旋推进机的示意图；

图14为本实用新型实施例提供的管腔连接组件的结构示意图；

图15为本实用新型实施例提供的消化监控组件的结构示意图；

图16为本实用新型实施例提供的第一种切割机的示意图；

图17为本实用新型实施例提供的第二种切割机的示意图；

图18为本实用新型实施例提供的第一种研磨机的示意图；

图19为本实用新型实施例提供的第二种研磨机的示意图；

图20为本实用新型实施例提供的包括有余热回收组件及消化液回流结构的管道消化器的示意图；

图21为本实用新型实施例提供的包括有酸化及甲烷化回流结构的管道消化器的示意图；

图22为本实用新型实施例提供的沼气制取系统及连栋温室结构示意图。

图标：100－管道消化器；110－消化段组件；111－泄气机关；112－管腔；120－进料段组件；130－出料段组件；141－挤压推进机；1411－驱动件；1412－压板；142－活塞推进机；1421－推板；143－螺旋推进机；1431－螺旋轴；1432－螺旋叶片；150－消化监控组件；151－添料件；152－感应件；153－取样件；160－管腔连接组件；171－切割机；1711－切割刃组；1712－切割刃轴；172－研磨机；1721－上磨盘；1722－下磨盘；1723－锥形磨盘；181－消化液回流组件；1811－干湿分离机；1812－消化液回流管道；1813－第一管道泵；182－酸化回流组件；1821－酸化回流管道；1822－第二管道泵；183－甲烷化回流组件；1831－甲烷化回流管道；1832－第三管道泵；191－第一余热回收组件；1911－第一热量交换器；1912－外界水源；1913－第一热媒泵；1914－第一热媒管道；192－第二余热回收组件；200－支撑结构；210－梁结构；220－柱结构；300－消化剩余物；400－消化物料；500－温室；510－温室骨架；511－屋面骨架；520－第三余热回收组件；530－蓄热组件；540－散热组件；550－保温隔热层；560－振动装置；570－排雪装置；580－透明围护结构。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

具体结构如图1－图22所示。

本实施例提供的一种管道式沼气制取装置，根据图1－图21所示，包括：支撑结构200和管道消化器100，管道消化器100设置在支撑结构200上；

管道消化器100包括进料段组件120、消化段组件110以及出料段组件130，进料段组件120、消化段组件110以及出料段组件130依次设置，消化段组件110包括管腔112，进料段组件120包括与管腔112连通的进料口，出料段组件130中包括与管腔112连通的出料口；

管腔112是细长腔体，在管腔112上设置有泄气机关111，泄气机关111至少包括连通所述管腔112与外部空间的通孔。

需要说明的是，消化是一类复杂的生物化学反应，通过消化作用能把生物质大分子有机物变成小分子有机物。动物肠道的消化反应是酶促反应和机械作用的综合结果。

管道消化器100就像动物的肠道消化一样，消化段组件110中的细长管道腔体就像动物的肠道，延长了物料的消化路径和/或历程，不论是有氧发酵还是厌氧发酵，都具有了能把生物质高分子有机化合物变成低分子有机化合物的能力。

在管道消化器100中进行消化反应的物料是经过碎化处理并经过匀浆的非牛顿流体，(在外力作用下)可以在细长管道腔体内按既定方向缓慢移动(流动)，在其流动的过程中完成消化反应。

对于厌氧发酵而言，管道消化器100能把进入其细长管道腔体中的物料通过消化菌的作用，变成含有沼气的混合气体和含有消化液和消化渣的消化剩余物300，这些消化剩余物300是优质有机肥，含有沼气的混合气体经过纯化工艺提出甲烷，成为优质生物质天然气。

具体的，将进料段组件120、消化段组件110和出料段组件130依次连接，进料段组件120具有进料口，将待消化物料400通过进料口置入管道消化器100中，消化物料400通过进料段组件120进入到消化段组件110中，消化物料400在细长管道腔体中顺次通过各消化段，逐次完成各消化反应，完成所有消化反应的消化物料400流出消化段组件110，通过出料口进入到出料段组件130，消化物料400在消化段组件110中会不断释放出沼气混合气，并从泄气机关111排出。在上述消化段组件110中，消化物料400经过有氧发酵或者厌氧发酵，通过消化酶以及消化菌的作用，将消化物料400中的高分子有机化合物变成了低分子的有机化合物，该分解消化过程中，消化物料400会不断释放沼气等混合气体。上述结构中，消化段组件110包括具有细长腔体结构的管腔112，其中，细长腔体的管腔112使消化物料400在进入消化段组件110后能够顺次递进进行消化反应，不会出现越级反应或者滞留的情况，使得消化物料400的消化历程保持一致不会出现消化短路现象，从而解决了现有技术中罐状消化腔因罐径过大导致的消化短路，消化不充分的问题；并且细长腔体结构还扩大了消化段组件110的容积，提升了消化段组件110的消化能力，保证了消化效率，同时，细长的管道消化腔体能够保证消化物料400在消化腔体中的滞留时间，使得消化物料400能够得到足够的消化反应时间，使物料消化得更加充分。

由于管腔112是细长腔体，其自身的机械强度难以使其在大地上处于稳定的工作状态，因此，需要用支撑结构200来维持其设定的工作姿态。对于本实用新型而言，能够支撑所述管道消化器100维持设定工作姿态的结构体，都可以视为所述支撑结构200。

工作姿态是指所述管道消化器100在地上空间中，其管腔112的具体伸长方式、具体分叉方式、具体连接方式、以及管腔112的具体造型、管腔112的具体体型、管腔112的具体外形等因素的总和，所述支撑结构200的功能就是使管腔112的这些设定的工作姿态在设定的外力作用下保持不变。

组成管道消化器100的管道材料至少包括刚性结构和/或柔性结构。

动物用口腔－咽喉－食道－胃－小肠－大肠－直肠－肛门(尿道)顺次组成了一套完整的消化通路，食物在这个通路运动过程中，被进一步碎化和进一步消化。

本实施例中的进料段组件120就像动物的口腔－咽喉－食道－胃一样，把外源物料(主要包括植物秸秆、动物粪污、动物尸体、餐厨垃圾、工业生物质排放物等生物质有机物)经过初步碎化－匀浆，变成消化物料400后通过进料口进入到所述消化段组件110中的管腔112中。

本实施例中的消化段组件110就像动物的小肠－大肠一样，把进入管腔112中的消化物料400进一步碎化、混匀、并完成消化反应，使消化物料400变成含有沼气的混合气体和消化剩余物300，并将所述消化剩余物300通过所述出料口送离管腔112，同时使混合气体排离所述管腔112。

本实施例中的出料段组件130就像动物的直肠－肛门(尿道)一样，把进入到出料段组件130中的消化剩余物300进行固液分离，变成消化液和消化渣。

当然，本实施例中的管道消化器100除了用于对物料进行厌氧发酵产生沼气和沼渣沼液外，还可以用于对物料进行有氧发酵，生产人们所需的有氧发酵产品。

管腔112是管道消化器100的核心部件，外源物料要在管腔112内按预定方式完成消化反应，比如，按预定的速度或者预设的时间完成消化反应，就需要人为的干预作用，比如，及时给物料接种足够数量的消化菌，并提供适宜的温度条件、适宜的PH值和适宜的氧化还原电位、适宜的碳氮比等。

本实施例中的管腔112是细长腔体，该细长腔体是指管腔112的横截面尺寸远远小于管腔112的长度(仅依靠横截面难以直立，而罐状腔体则可)，这就使得外源物料能够顺次进入管腔112，能顺次变成消化物料400，消化物料400能顺次经过管腔112，消化物料400能顺次完成消化反应，顺次变成混合气体和消化剩余物300，消化剩余物300能顺次离开管腔112，使得消化物料400的消化路径和/或历程一致，即，从进料口至出料口，消化物料400不会发生“消化短路”现象。从而解决了罐状消化器存在的“消化短路”问题。在此需要说明的是，使得消化物料400的消化路径和/或历程一致，是指同一批次的消化物料400的消化路径和/或历程一致，在并联型和混合型管道消化器中，不同批次的消化物料400的路径和/或历程是可以不同的。因为，不同批次的消化物料400可能是完全不同的生物质原料，而对不同的生物质原料进行消化所需要的条件也可能是不完全相同的。

麻雀和大象都是恒温动物，大象每天消化的食物数量要远远大于麻雀，这是因为大象的肠道不论是长度还是粗度都要远远大于麻雀。

同样，管道消化器100消化外源物料能力的大小取决于所述管腔112的长度和横截面积，延长管腔112的长度和/或增大所述管腔112的横截面积，就可以提高所述管道消化器100的消化能力。由于消化物料400是一种非牛顿流体，当管腔112和/或消化段组件110按预定方式设置时(比如，管腔112的轴向设置成一定的坡度)，非牛顿流体在管腔112内依靠其重力势能和/或外力作用下，即可实现设定的运动方式，即，在运动的过程中进一步混匀和进一步碎化，也就是说，随着管腔112的延长，该管腔112的容积也在增大，可以容纳更多的消化物料400，但这并不影响做为非牛顿流体的消化物料400沿着既定方向运动。从而解决了罐状消化器随着容积的扩大而难以实施有效搅拌混匀的局限性。

泄气机关111至少包括从管腔112的内部向外部的通孔，消化物料400消化过程中产生沼气混合气体能从该通孔流出管腔112。

管腔112可以用管道制成，泄气机关111包括设置在管道的管壁上的孔眼和泄气端子，泄气端子至少包括气门嘴，泄气端子用于有组织地排放从孔眼排除的气体，也就是说，如果没有泄气端子，混合气体从孔眼出来后，会任意扩散，人工难以收集，泄气端子至少可以与收集混合气体的管道严密地连接，使混合气体离开所述管腔112后，进入收集混合气体的管道，最终流入混合气体收纳装置。用于制造所述管腔112的管道至少包括硬质金属管、硬质塑料树脂管、柔性膜材管中的一种。

管道消化器100下方设置有起支撑作用的支撑结构200，支撑结构200的底端固定在大地上。

支撑结构200的功能就是能把管道消化器100布局在一条线上、或者一个平面上、或者一个立面上，或者布局成一个立体的构筑物(多个平面的组合体或者多个立面的组合体)，也就是说，把管道消化器100固定成设定的姿态，而且，在管腔112工作时能保持设定的稳定性。

如果管道消化器100只是设置在地表，支撑结构200用混凝土梁就能满足设计要求；如果管道消化器100设置在地上空中，支撑结构200就需要钢结构梁柱体系来满足设计要求。

用钢结构梁柱体系制成的支撑结构200，将根据管道消化器100工作时的重量等因素来设计所述钢结构梁柱体系的具体构造。梁柱体系包括梁结构210和柱结构220，在梁柱体系中，可以设置主梁和次梁，也可以设置主柱和次柱。所有梁和柱的配合使用，使管道消化器100按预设方案布局在地上空间。

如果管道消化器100布局成一个平面状，即，管道消化器100都设置在一个层面上，这样的话，梁结构210既设置有横向梁也设置有纵向梁，并且相互连接，形成一个稳定的网格状的梁结构210体系，再根据具体需要把柱结构220连接于梁结构210体系。

如果管道消化器100布局成一个立体状，即，管道消化器100设置成多层，每层管腔呈直线状布局，多层管腔上下重叠，这样的话，梁结构210就包括多层，每一层既设置有横向梁也设置有纵向梁，各层梁结构210与柱结构220连为一体，形成一个稳定的梁柱体系。

本实施例的可选技术方案中，主要参考图1－图4，管道消化器100为直线型管道消化器，直线型管道消化器的管腔112呈直线状设置；支撑结构200上至少设置一个直线型管道消化器；

当设置多个直线型管道消化器时，多个直线型管道消化器在支撑结构200上设置成多层和/或多列。

一些低等动物的肠道只有一段顺直而细长的腔囊，只能消化一些简单的有机物。

在自然界中，有些生物质比较容易地被微生物消化成简单有机物，相应的，所需要的消化路径或者消化历程相对较短，那么，相应的，用于这类生物质的管道消化器100，其管腔112的长度可以相应地设置得短一些，鉴于此，可以把管道消化器100的管腔112设计成直线型；或者，在实际应用时，有适合设置直线形管腔消化器的场所，即有狭长的空间来安装管道消化器100，这样的话，也可以把管道消化器100设计成直线形。

在具体应用时，虽然这类生物质比较容易地被消化掉，但需要消化的这类生物质的数量却很大，单独一个直线型管道消化器不能满足生产需要，这就需要同时设置多个直线型管道消化器共同完成消化作业。为了减少逐个设置支撑结构200，逐个地建造管道式消化装置所花费的成本，可以把多个直线型管道消化器设置在一套支撑结构200上，这样，既节省支撑结构200的成本，又提高支撑结构200的稳定性。

既可以把多个直线型管道消化器设置成一列多层，也可以设置成一层多列，还可以设置成多层多列，设置成多层多列的直线型管道消化器形成一种立体的构筑物。

本实施例的可选技术方案中，主要参考图4和图5，管道消化器为迂回型管道消化器，迂回型管道消化器的管腔112呈迂回状设置；在支撑结构200上至少设置一个迂回型管道消化器；

当设置多个迂回型管道消化器时，多个迂回型管道消化器在支撑结构200上设置成多层或多列。

高等动物中的草食动物具有比肉食动物更长的肠道，这是因为植物纤维素比蛋白质更难以消化吸收。不论草食动物还是肉食动物，或者杂食动物，其肠道都是弯曲迂回地布局在它们的腹腔内。

为了能够有效地消化植物秸秆等富含纤维素和木质素的有机物，需要相应地延长消化路径和/或消化历程，基于该消化原理，把管腔112设计成很长的细长腔体，但容纳细长管腔112的长度空间总是有限的，为了能在有限的长度空间中布局这些细长的管腔112，管腔112就要呈迂回状设置在相应的支撑结构200上。

在细长迂回的管腔112内，可以更加容易地把物料消化的水解过程、酸化过程、乙酸化过程、甲烷化过程布局在不同的区段内，每个区段内的环境条件(包括PH值、氧化还原电位值、碳氮比值、物料含水率等)都可以人为地进行调节，使各个消化场所都富集有起相应消化反应的消化菌，使该区段内进行具体消化反应的消化菌活性最高化。

在自然界中，存在很多种厌氧发酵菌(包括甲烷菌)，不同菌种进行消化作用的最适宜的环境并不同，比如，有些甲烷菌喜欢在低温环境中活动，有一些喜欢在中温环境中活动，还有一些喜欢在高温环境中活动。不同的菌种最适合其消化的有机物也可能不同，同一高分子有机物在不同的消化历程中被消化的形态也不同。这样的话，在相对漫长的消化历程中，不同阶段都有最适合的硝化菌在起作用，显然，这样更有利于一个高分子有机物被彻底地消化掉，最终产生甲烷和最简单的有机化合物。

本实施例的可选技术方案中，主要参考图6和图7，管道消化器100为并联型管道消化器，并联型管道消化器100包括多个管腔112，多个管腔112并列设置，且多个管腔112与同一进料口和/或同一出料口连通；在支撑结构200上至少设置一个并联型管道消化器；

当设置多个并联型管道消化器时，多个并联型管道消化器在支撑结构200上设置成多层或多列。

延长消化历程的方式包括两种，一是延长消化路径，二是延长消化时间。

把所述管腔112设置成一个细长的腔体，可以延长消化路径。但有些极难消化的生物质需要更长时间的消化反应才能被彻底地消化掉，在具体实践中，如果偶遇一批极难消化的生物质需要延长消化时间，那么，整个管道式消化装置的工作可能就被这批难以消化的物料滞留住，生产就要处于停滞状态。

因此，设置多个管腔112，多个管腔112处于并列状态，形成并联型管道消化器，当某一个管腔112内的物料需要延长消化时间而滞留，也不会影响相邻管腔112内的物料正常移动。

并联型管道消化器在具体应用时，还有一个优势是，当某一段管腔112需要检修或者更换时，可以用管腔阀门关闭该管腔112，而不影响整个管道式消化装置正常工作。

本实施例的可选技术方案中，主要参考图8－图10管道消化器100为混合型管道消化器，混合型管道消化器包括多个管腔112，多个管腔112组成至少两个管腔并联单元，或者，多个管腔112组成至少一个管腔并联单元和至少一个管腔串联单元；管腔并联单元之间，以及管腔并联单元和管腔串联单元之间，再通过并联和/或串联的方式连接；在支撑结构200上至少设置一个混合型管道消化器，多个混合型管道消化器在支撑结构200上设置成多层或多列。

在具体实践中，有时候物料来源复杂，既有难以消化的植物秸秆，又有容易消化的畜禽粪污，还有消化难度介于二者中间的餐厨垃圾，或者，还有需要无害化处理的动物尸体，针对这种情况，把多个管腔112组合成管腔并联单元，或者组成管腔并联单元和管腔串联单元，有计划地把不同来源的外源物料导入不同的管腔112中，使各个物料都有适合自己的消化路径、消化历程、消化时间，这样，不论何时遇到不同的外源物料，都能有相应的所述管腔112来容纳它们，以确保整体管道式消化装置正常平稳地运行。

本实施例的可选技术方案中，主要参考图11－图21，该管道式消化装置包括管腔连接组件160、机械消化组件、消化监控组件150、消化液回流组件181、酸化回流组件182、甲烷化回流组件183、第一余热回收组件191以及第二余热回收组件192中的至少一个；

管腔连接组件160包括过渡空腔，过渡空腔至少为直通过渡空腔、三通过渡空腔、四通过渡空腔中的一种，进料段组件120、消化段组件110以及出料段组件130之间分别通过过渡空腔连接；消化段组件110的多个管腔112通过过渡空腔连接；

机械消化组件设置在管腔连接组件160和/或管腔112上，机械消化组件至少包括挤压推进机141、活塞推进机142、螺旋推进机143、切割机171、研磨机172中的一个；

消化监控组件150设置在管腔连接组件160和/或管腔112上，消化监控组件150至少包括感应件152、控制件、取样件153、添料件151中的一个；感应件152用于感知消化物料400的消化状态参数，控制件用于接收感应件152的感应信号，并用于控制取样件153及添料件151动作，取样件153用于从消化物料400中获取检测样品，添料件151用于向消化物料400内添加调节物料；

消化液回流组件181至少包括消化液回流管道1812、干湿分离机1811和第一管道泵1813，第一管道泵1813设置在消化液回流管道1812上，干湿分离机1811的入口与出料段组件130的出料口连接，消化液回流管道1812的入口与干湿分离机1811的消化液出口连接，消化液回流管道1812的出口与进料段组件120的进料口连接，用于把消化剩余物300中的消化液添加到进料口的外源物料中；

酸化回流组件182至少包括酸化回流管道1821和第二管道泵1822，第二管道泵1822设置在酸化回流管道1821上，酸化回流管道1821的入口与消化物料400进行酸化和/或乙酸化反应的管腔112区段的下游连接，酸化回流管道1821的出口与上游连接，用于将酸化物料从消化物料400进行酸化反应的管腔112区段的下游位置返回至上游位置；

甲烷化回流组件183至少包括甲烷化回流管道1831和第三管道泵1832，第三管道泵1832设置在甲烷化回流管道1831上，甲烷化回流管道1831的入口与消化物料400进行甲烷化反应的管腔112区段的下游连接，甲烷化回流管道1831的出口与上游连接，用于将甲烷化物料从消化物料400进行甲烷化反应的管腔112区段的下游位置返回至上游位置；

第一余热回收组件191至少包括第一热量交换器1911，第一热量交换器1911与出料段组件130连接，第一热量交换器1911的入口与外界水源1912连接，出口与进料段组件120连接，用于将出料段组件130处物料中的热量返回至进料段组件120中；

第二余热回收组件192至少包括第二热量交换器，第二热量交换器与泄气机关111连接，第二热量交换器的入口与外界水源1912连接，出口与进料段组件120连接，用于将排出的沼气中的热量返回至所述进料段组件120中。

由于制造设备的局限性、运输设备的局限性、以及安装施工设备的局限性，组成管道消化器100的管腔112在长度方面、或者横截面积方面都是有限度的，不论是用管道制成的管腔112，还是用长条形片材和泄气机关111制成的管腔112单元，都会有设定的长度，当该管腔112的长度小于管道消化器100需要的管腔112长度时，就需要用多个管腔112单元拼接出所需长度的管腔112。管腔连接组件160用于把多个管腔112单元按预定方式连接出所需要的管腔112。这里的管腔112长度是指组成管道消化器100的消化段组件110的管腔112总长度。

管腔连接组件160包括过渡空腔，过渡空腔成为管腔的一部分，具有两个功能，一是用于消化物的运动通道，二是用于容纳机械消化组件和/或消化监控组件。

连接管腔单元的预定方式至少包括把管腔单元连接成直线串联体组成直线型管道消化器的管腔112，或者把管腔单元连接成迂回型串联体组成迂回型管道消化器的管腔112，或者把管腔单元连接成并联体组成并联型管道消化器的管腔112，或者把管腔单元连接成混合型组成混合型管道消化器的管腔112中的一种。

动物消化系统的消化包括机械消化和化学消化。动物的机械消化包括口腔的嚼碎作用、胃腔的研磨作用、和肠道的蠕动作用，机械消化使食物一再变小变碎，表面积一再扩大，食物消化过程中逐步变成粪便，逐渐向肛门方向移动，直至排出体外。

根据动物消化道机械消化原理，本实施例中的管道消化器100上设置有机械消化组件。

对于像植物秸秆这样的物料，含有大量纤维素和木质素等难以消化的高分子有机物，在进料口进入管道消化器100之前，具有很大的机械强度，用机械强行对它们进行一次性的彻底粉碎所需要的能耗很高，只能粉碎成相对较小的颗粒，(简称一级颗粒/或大颗粒)。

该大颗粒物料在进料段组件120中匀浆后进入管腔112的前端，开始了消化反应的第一个阶段，即水解阶段。该大颗粒物料经过水解阶段，其组织结构被水浸透，其组织结构的物理性质变得较软较弱，其组织结构的化学性质也由大分子有机物逐渐变小，这时候，可以利用一种适合的机械消化组件(比如，研磨机172和/或切割机171)对其实施第二次碎化处理，形成比大颗粒小的二级颗粒/或粗颗粒。这就像反刍动物把吃进去的草段在胃里经过初步消化后再返回到口腔进一步嚼碎一样。

粗颗粒的消化物料400经过具有推送功能的机械消化组件的推送，继续沿着所述管腔112顺次向前移动，逐渐过渡到消化反应的第二阶段，即，酸化阶段，或者水解与酸化并存的阶段，经过进一步的水解－酸化作用，物料组织结构变得更软更弱，可以利用另一种机械消化组件(比如另一种研磨机172和/或切割机171)对其实施第三次碎化处理，形成比粗颗粒小的三级颗粒/或细颗粒。

细颗粒的物料经过具有推送功能的机械消化组件的继续推送，移动到酸化反应的后续阶段，即，乙酸化阶段，或者酸化阶段和乙酸化阶段并存的阶段，经过更进一步的酸化－乙酸化作用，物料组织结构变得更加柔软懦弱，可以利用第三种所述机械消化组件(比如，第三种研磨机172和/或切割机171)对其实施第四次碎化处理，形成比细颗粒小的四级颗粒/或微颗粒。

以此类推，根据实际需要，可以在管腔连接组件160和/或管腔112上的不同部位设置物料多级碎化处理机关，目的是用较少的外源能量投入，较短的消化历程、较少的消化时间、较短的消化路径实现物料彻底消化，产生较多的沼气混合气体和最简单的消化剩余物300。

在管腔112上设置的多级机械消化组件相同或者不同。

一些动物肠壁结构由外向内依次为：浆膜层(腹腔脏层)，平滑肌层，黏膜下层和黏膜层。平滑肌层的外层为纵行肌纤维，内层为环形肌纤维，两者都以螺旋式走行，它们以收缩和舒张来完成肠的机械性消化。

根据肠道平滑肌层的功能原理，本实施例中机械消化组件中的挤压推进机141设置有驱动机关，当驱动机关工作时，挤压推进机141对管腔112实施挤压作业，被挤压的管腔112截面变形，且管腔112容积变小，所在位置的物料被混合、被挤出，被迫向下游方向移动。为了实现这一功能，至少在该部位的所述管腔112的腔壁是可变形的结构，该可变形的管腔112腔壁既可以是柔性材料制成的，也可以是含有弹性构造的结构，或者是二者的混合结构。

优选地，管腔112腔壁用“第一塑料树脂覆膜层+织物层+第二塑料树脂覆膜层”的基础构造制成，其中，塑料树脂覆膜层具有耐酸、耐碱、耐腐蚀性，抗辐射、抗老化、抗高温性，织物层具有抗拉扯、抗压力、抗张力、抗穿刺、抗冲击性能。

对管腔112实施挤压的工件至少包括压板1412和驱动件1411，给实施挤压作业工件提供升降动能的驱动件1411至少包括气压机关、液压机关、齿轮齿条机关中的一种。

挤压推进机141安装于所述支撑结构200与所述管腔112之间，依靠所述支撑结构200的反作用力对所述管腔112实施挤压作业。

活塞推进机142对管腔内的物料具有单向推送功能。实现单向推送物料功能的方式之一是，活塞的推板1421相对于管腔112围绕铰链只能单方向启闭，就像单向平开门那样。活塞推进机142设置在横向布置的管腔连接组件160上。管腔连接组件160本体是具有设定长度的腔体，管腔连接组件160用刚性材料制成，具有设定的腔壁构造，并具有设定的机械强度。因此，可以在这种管腔连接组件160的腔壁上安装预设的所述机械消化组件。

螺旋推进机143在横向设置的管腔连接组件160上，在管腔内沿其轴向设置有螺旋轴1431以及设置在螺旋轴1431上的螺旋叶片1432，当螺旋轴1431带动螺旋叶片1432按预定方向转动时，螺旋构造能够把物料单方向推送。

研磨机172能够进一步地碎化管腔112中的物料，从而，可以进一步地增大物料表面积，增大物料有机物高分子结构与消化菌群的接触机会，以便加速物料的消化反应，缩短消化历程，提高管腔112内的沼气混合气体产气效率。研磨机172至少设有一组两个相邻配合使用的粗糙面结构，这两个粗糙面相对设置，向相反方向摩擦运动，这两个粗糙面可以是平面状的(如磨盘)，也可以是曲面状的(如磨辊)。当物料颗粒进入该两个粗糙面之间，被两个粗糙面碾压破碎，变成更小的物料颗粒。相邻两个粗糙面对应的摩擦面可以是横向设置的，也可以是竖向设置的，相应地，物料以横向方式进入研磨机172，或者，以竖向方式进入研磨机172，相应地，研磨机172设置在横向布局的管腔连接组件160上，或者，设置在竖向布局的管腔连接组件160上。

切割机171能够进一步地碎化管腔112中的物料，从而，可以进一步地增大物料表面积，增大物料有机物高分子结构与消化菌群的接触机会，以便加速物料的消化反应，缩短消化历程，提高管腔内沼气混合气体的产气效率。切割机至少设置有两个紧密相邻配合使用的锋利的剪切刀刃(包括工件锋利棱角)，或者设置有能够高速运动的刀刃，对接触到的物料实施剪切或者冲击作用，使物料进一步碎化。

优选地，切割机171包括驱动件1411以及与驱动件1411传动连接的刀片，该刀片设置于消化段组件110的管腔112的腔体内，该刀片可选用错位紧密相邻的剪切式刀片，也可以选用能够高速旋转切割式的刀片，通过刀片对消化物料400的剪切或者切割或者冲击，使消化物料400进一步的碎化。优选地，切割机171包括切割刃轴1712以及设置在切割刃轴1712上的切割刃组1711，切割刃轴1712横向或纵向并列排布，驱动件1411带动切割刃轴1712转动，其上的切割刃组1711随切割刃轴1712高速转动，对靠近的消化物料400进行切割破碎。

研磨机172至少设有一组两个相邻配合使用的粗糙面结构，这两个粗糙面结构相对设置，向相反方向摩擦运动，这两个粗糙面结构可以是平面状的，也可以是曲面状的。当消化物颗粒进入该两个粗糙面结构之间，被两个粗糙面结构碾压破碎，变成更小的颗粒。优选地，研磨机172中包括上磨盘1721以及与上磨盘1721对应设置的下磨盘1722，上磨盘1721上开设有漏料孔，消化物料400通过漏料孔进入到上磨盘1721与下磨盘1722之间，驱动件1411驱动上磨盘1721与下磨盘1722反向旋转，对消化物料400进行研磨破碎，下磨盘1722的直径稍小于管腔112直径，经研磨破碎的消化物料400从下磨盘1722与管腔112间隙处流出。另外，可选用锥形磨盘1723，消化物料400从锥形磨盘1723与承托架的间隙处进入，经过锥形磨盘1723的研磨破碎，从底部流出，实现对消化物料400的研磨破碎。

活塞推进机142、螺旋推进机143、研磨机172、切割机171的动力源设置在管腔连接组件160之外，与管腔连接组件160的外壁和/或支撑结构200固定连接，通过管腔连接组件160外壁上设置的传动机构(如蜗轮蜗杆机构)，把动力传输给作用部件，使其推动或破碎消化物料400。

本实施例的机械消化组件中，不仅仅限于上述机械消化组件，以及上述运动方式。

动物胃肠道中食物的化学消化反应是酶促生物化学反应，促进这些生物化学反应的酶有很多种，这些酶主要来自于肝胆胰脏以及众多的腺体，肝胆胰脏通过管路与胃肠道连通，众多腺体存在于胃肠道。监控胃肠道消化反应的功能是由分布在胃肠道的神经网络执行的。

基于动物胃肠道化学消化反应的原理，本实施例中的管道消化器100的消化段组件110中，设置消化监控组件150，用来实现检测功能、控制功能、调节功能。

已知的物料消化反应历程包括水解——酸化——乙酸化——甲烷化四个过程，其中，水解、酸化、乙酸化是为甲烷化做准备的，即，包括两方面的准备，一是为甲烷菌提供“食物”，甲烷菌的食物包括：乙酸、氢气、二氧化碳、甲基化合物(甲酸、甲醇、甲胺)；二是耗尽物料中的氧气，为甲烷菌营造出厌氧环境。另外，水解、酸化、乙酸化、甲烷化这些生化反应，各自都需要适合自己的碳氮比环境、PH值环境、物料含水量环境、以及温度环境等具体条件。

对于细长腔体的管道消化器100来说，从上游到中游再到下游，各段中参与生化反应的菌群不同，参与生化反应的有机物形态不同，相应地，菌群对环境的具体要求也不同。但外源物料在机械消化组件的作用下从进入酸化反应前端到移动至甲烷化反应的末端这个过程中，每向前一步，物料形态、分子结构、碳氮比环境、PH值环境、氧化还原电位、温度环境、含水量环境等相应地都在变化，这些因素有可能变得不适合所在部位的具体的消化菌群所进行的具体的消化反应，从而，影响管道消化器100的工作效率，为此，最理想的结果就是及时掌握外源物料从进入酸化反应前端到移动至甲烷化反应末端这个过程中，物料形态、分子结构、碳氮比环境、PH值环境、氧化环境电位、温度环境、含水量环境等全部的信息，以及这个过程中各个部位分子结构与消化这些分子结构所对应菌群的信息，还有这些菌群的活性信息，根据这些信息，可以人为地实施有效的干预。这些干预措施至少包括：

如果物料形态过大，还有继续碎化处理的必要，就在上游和/或下游增加相应的机械消化组件。

如果碳氮比不合适，就在所在位置添加外源的碳源或者氮源。

如果PH值不合适，就在所在位置添加外源的酸源或者碱源。

如果氧化还原电位不合适，就在所在位置添加酸化菌群(用于消耗氧气)或者加入空气。

如果温度不适合，就对所在位置的管腔112内和/或外实施加温或者降温，或者实施保温和/或隔热。

如果含水量不合适，就在所在位置添加备用固态物料或者备用水源。

如果菌群活力不够，就在所在位置添加相应的备用消化菌。

如果消化反应缓慢，就在所在位置添加相应的备用酶类。

为了实现消化监控组件150所具有的检测功能、控制功能、和调节功能，相应地，在消化段组件110中，设置用于向所述管腔112内添加物质的添料件151，用于从管腔112内抽取物料样品的取样件153，用于探测管腔112内PH值、氧化还原电位、温度等生态环境因子等感应件152。

当然，还可以设置适合人出入管腔112的舱盖机关，以便人员进入所述管腔112实施监控或者检修作业。

外源物料中，有很多种类都是含水量很低的干货(如植物秸秆)和半干货(如动物粪便)，这些物料被碎化后在进入所述管腔112前，都需要加水匀浆，配制成流体(非牛顿流体)，这样做的目的：

一是酸化菌群借助于水分对外源物料的湿润作用能快速地附着在所有物料颗粒的表面，能对所有物料颗粒同步实施消化作用；

二是被水解后有机物溶于水有利于酸化菌群对它们的吸收再消化；

三是对被酸化了的物料变成能溶于水的乙酸、甲酸、甲醇、甲胺、乙酸、二氧化碳、氢气，为甲烷菌群创造出美食环境和旺盛活动的厌氧环境；

四是有助于非牛顿流体在所述管腔112内定向运动。

但是，如果匀浆所用的水直接来自外源水，其温度过低，就会大大延缓整个所述管腔112内的各种消化反应。而如果每一批次的被碎化的外源物料的匀浆都进行耗能加热升温，能耗成本将会很高。

把出料段组件130中经过干湿分离后的所述消化液返回到进料段组件120中，直接用于匀浆，会大大降低匀浆升温所需能耗，这样做的另一个优势是使进入所述进料段组件120中的外源物料迅速增加了消化菌群的含菌量，加快了反应进程。

动物肠道有小肠、大肠、直肠之分，甚至可以更细分为：十二指肠、空肠、回肠、盲肠、结肠、升结肠、横结肠、降结肠等。之所以这样人为地划分，是因为在整个肠道中，每一部分肠道的功能是不同的，以至于其形状、形态都不一样。

根据上述动物肠道生理原理，本实施例提供的管道消化器100中，物料在细长腔体的管腔112中不同的区段内所进行的生物化学反应也不同，可把这些生物化学反应分成水解反应、酸化反应、乙酸化反应、和甲烷化反应，每个生化反应其实都是承接上一个生化反应的结果，当完成自己的生化反应后，其实就是为下一个生化反应做准备。

不同的生化反应过程是由不同的消化菌群完成的，不同的消化菌群所需要的最佳生活环境也不同(至少目前可知，参与上述四个过程的消化菌群所需要的最佳生活环境不同)，管腔112是细长腔体，这就具有了把不同生化反应过程安排在所述管腔112内的不同部位的基本条件了，相应地，可以人为地在不同部位的管腔112内设置不同的生态环境，这就使得不同消化菌群均有自己最适合的生活环境。

在管腔112上设置至少一个阀门的目的，就是把管腔112分割成至少两个相对独立的管腔空间，上游空间中的物料可以流向下游，反之不行。这是因为，从上游的水解、酸化、乙酸化需要有氧环境和酸性环境，到下游的甲烷化则需要严格的厌氧环境和相对的碱性环境。把这些需要不同环境条件的生化反应空间相对隔开，有利于人为地对环境实施有效地干预。

食物进入动物肠胃后，胆囊分泌胆汁、胰腺分泌胰岛素、消化腺分泌消化酶，快速启动胃肠的化学消化功能。外源物料进入所述管腔112后，虽然自身也沾染有空气中存在的水解菌和酸化菌，但由于这些消化菌的数量较少，启动物料的水解、酸化反应需要较长时间。而在管腔112内完成了水解－酸化反应的物料即将进入到甲烷化过程，存在于酸化了的物料中的水解菌群和酸化菌群对甲烷化反应没有意义，把这些已经失去作用的消化菌群移植到新进入管腔112的外源物料中，快速增加了新进入管腔112的外源物料的消化菌群数量，就能快速启动相应的水解反应和酸化反应。

在酸化反应阶段所对应的管腔上设置一套酸化回流组件182，是把物料水解、酸化、乙酸化等所有酸化反应置于一个空腔区段内进行的，在这一个区段的轴向上的不同部位所进行的生物化学反应可能不同，相应地参与该生物化学反应的菌群也不同，在所述机械消化组件的作用下，当外源物料从酸化反应的前端向末端移动过程中，参与上述不同部位的具体生化反应的菌群重复着“消弱－增殖－再消弱－再增殖”的现象。

优选地，在酸化反应所在管腔112上依次间隔设置多个酸化回流组件182，把酸化反应所在管腔112分成多个区段，各个酸化回流组件182的两端分别连通于所在区段的前端和末端，使得物料的水解－酸化－乙酸化等生物化学反应都能相应地在各自的区段内进行，每个区段前端的新进入的消化物料400都能通过各自的酸化回流组件182把取自该区段末端的被进一步消化了的部分物料和/或其滤液添加进去，这样的话，每个区段的新进物料中迅速增加了应有的菌群，从而使其所要进行的具体的生物化学反应都能被迅速启动，避免了各个区段的具体菌群重复上演“消弱－增殖－再消弱－再增殖”的现象。

甲烷菌是严格的厌氧菌，自然界中的甲烷菌生活在淤泥底层，来自地面之上的外源物料很少携带甲烷菌，相应地，外源物料在完成酸化消化反应后，也不会自然生成甲烷菌，消化器中的初始甲烷菌需要人工接种加入。

在甲烷化反应所在管腔112内的初始甲烷菌来自于人工加入的外源甲烷菌和/或含甲烷菌的外源物料。

当进入甲烷化反应所在管腔112内的第一批次物料被甲烷化后，在机械消化组件的作用下，完成酸化的物料进入到甲烷化反应所在管腔112内的前端，甲烷化反应所在管腔112内前端完成了甲烷化的物料转移至甲烷化反应所在管腔112的末端，启动甲烷化回流组件183，把甲烷化反应所在管腔112末端的部分物料和/或物料滤液强制输送至所述甲烷化反应所在管腔112的前端，混入新进入该区域的酸化物料，在适宜的PH环境、厌氧环境、温度环境、和碳氮比等环境条件下，该区域新进物料的甲烷化反应被快速启动。

在分类学上，产甲烷菌被分别描述为甲烷杆菌纲、甲烷球菌纲、甲烷微菌纲和甲烷火菌纲，这4个纲包括7目、14科、35属。其中甲烷微菌纲有4目、9科、25属，是研究最多的产甲烷微生物类群。

不同种类的甲烷菌最适合的生活环境是不完全一样的，不同种类的甲烷菌最适合其消化的底物也是不一样的，外源物料经完全酸化反应后的产物也不一样，至少包括乙酸、甲酸、甲醇、甲胺、氢气以及二氧化碳，因此就需要挑选最适合消化它们的甲烷菌。

在甲烷化反应所在管腔上设置一套所述甲烷化回流组件183，是把包括乙酸、甲酸、甲醇、甲胺、氢气以及二氧化碳在内的物料的甲烷化反应置于一个空腔区段内进行的，在这一个区段的轴向上的不同部位所进行的甲烷化反应可能不同，相应地参与该生物化学反应的甲烷菌群也不同，在所述机械消化组件的作用下，当被完成酸化了的物料从酸化反应所在管腔112进入到甲烷化反应所在管腔112，在甲烷化反应所在管腔112内移动过程中，参与上述不同部位具体的甲烷化反应的菌群重复着“消弱－增殖－再消弱－再增殖”的现象。

优选地，在甲烷化反应所在管腔112上依次间隔设置多个甲烷化回流组件183，把甲烷化反应所在管腔112分成多个区段，各个甲烷化回流组件183的两端分别连通于所在区段的前端和末端，使得不同底物的甲烷化生物化学反应都能相应地安排在各自的区段内进行，每个区段前端的新进入的消化物料400都能通过各自的甲烷化回流组件183把取自其末端的部分物料和/或其滤液添加进去，这样的话，每个区段的新进物料中迅速增加了应有的甲烷菌菌群，从而使其所要进行的具体的甲烷化生物化学反应都能被迅速启动，避免了各个区段的具体菌群重复上演“消弱－增殖－再消弱－再增殖”的现象。

物料在所述管腔112内的运动方向与所述酸化回流管道1821和/或甲烷化回流管道1831内的运动方向相反，分别对应设置第二管道泵1822和/或第三管道泵1832可以使回流管道内的物料按预定方式被强制回流。

外源物料的初始温度和外界气温有关，但在秋冬春季节，外源物料的初始温度显然低于消化菌群旺盛活动的适宜温度，外源物料粉碎加水匀浆后的温度会更低，需要大量热能使之升温。

而进入管腔112的消化物料400由于人为的干预作用，物料温度已经升高至水解－酸化－乙酸化－甲烷化菌群旺盛活动的适宜温度，大部分热能蓄积在完成了消化反应的消化剩余物300中和所产生的沼气混合气体中，如果把携带热能的消化剩余物300和沼气混合气体直接排放掉，相应地，所携带的热能也就白白浪费掉。

优选的方案是，第一余热回收组件191包括第一热量交换器1911、第一热媒泵1913以及第一热媒管道1914。第一热媒泵1913安装于第一热媒管道1914上，第一热媒管道1914的出口与进料段组件120连接，进口与第一热量交换器1911出口连接，第一热量交换器1911安装于管道消化器100的末端，用于回收反应完全的消化物料400的余热，该第一热量交换器1911的进口与外界水源1912连通，外界水源1912的水体通过第一热量交换器1911加热升温，通过第一热媒管道1914输送至进料段组件120中。第二余热回收组件192包括长条状热量交换器，该长条状热量交换器顺长设置在消化段组件110外侧上部，该长条状热量交换器设置有气流腔道和水流(热媒)腔道，气流腔道与消化段组件110上的所有泄气机关111连通，出口端与气体收集装置连通，水流腔道出水端与进料段组件120连通，进水端与外界水源1912连通，气流方向和水流方向相反。

本实施例的可选技术方案中，管腔112内设置有褶皱结构或粗糙构造；褶皱结构或粗糙构造用于富集酸化菌或甲烷菌。

管腔连接组件160设置有缓冲管腔，缓冲管腔设置在酸化回流组件182的入口和甲烷化回流组件183的出口之间的管腔中，在缓冲管腔中设置消化监控组件150，能够对经过酸化过程的物料进行检测并调节物料的反应环境；

管腔连接组件160内设置有阀门，阀门把管腔分成水解区段、酸化区段以及甲烷化区段。

动物小肠的最内层是黏膜，黏膜有纵行和横行皱褶，并有无数细小的指状突起，称为绒毛，这些绒毛大大地增大了肠道的内表面积，有助于肠道的消化吸收功能。

消化物料400在管腔112内的消化反应，本质上是复杂的酶促反应，不论酶促反应在细菌体外还是在细菌体内进行，酶来源于相应的消化菌的分泌。整个消化反应阶段(包括初始阶段)，相应的消化菌数量越大，活性越高，消化反应越快，消化反应越彻底。

不论是外源物料，还是管腔112内不同位置的不同消化历程中的消化物料400，其相应的消化菌主要来源包括两种方式，一是依靠酸化回流组件182和甲烷化回流组件183的回流物料、以及消化液回流组件181的回流物料，二是依靠管腔112内壁积存的消化菌。

管腔112内壁越粗糙，其表面积就会越大，积存的消化菌就会越多。

对于管腔112而言，在管腔112的内壁设置褶皱结构，比如，在管腔112内壁设置织物层，织物的经纬线构成一种网格状的粗糙构造；在管腔112内壁设置植绒层，植绒层构成另一种粗糙构造。

优选地，管腔112的外壁用柔性膜材(如红泥膜)制成，内壁设置织物层和/或植绒层，膜材与织物层和/或植绒层之间通过淋膜复合技术结合为一体。植绒层的“绒”是细长体结构，与管腔112内壁具有夹角，耐酸、耐碱、耐高温，且有效增大了管腔112内的储菌面积。

另外，管腔112上形成大的皱褶，就是一种凹凸构造，对于柔性的管腔112而言，把支撑结构200中用于直接支撑管腔112的梁结构210设置成具有主梁和次梁的“平放的爬梯状”，柔性腔壁在该爬梯状横梁的横担之间会自然向下凹陷，形成一种所述的凹凸构造。

消化反应中的酸化反应和甲烷化反应参与的菌群不同，相应地，所需要的最适宜温度环境、PH值、氧化还原电位、碳氮比、含水量等都不同。把最适合酸化反应的物料直接移入甲烷化反应所在管腔112内，会对甲烷菌造成抑制，从而，影响甲烷化效率。

因此，在酸化反应所在管腔112和甲烷化反应所在管腔112之间设置一段缓冲管腔，完成了酸化的物料在该缓冲管腔内，人为地对其温度环境、PH值、氧化还原电位、碳氮比、含水量等因素进行检测，并据此作出相应的调节措施(如添加外源碱源或者酸源等)，使其进入所述甲烷化反应所在管腔112时已经是最适合甲烷菌旺盛活动的厌氧发酵底物。

消化反应中的酸化反应和甲烷化反应参与的菌群不同，相应地，所需要的最适宜温度环境、PH值、氧化还原电位、碳氮比、含水量等都不同。因此在各个反应腔体之间设置有阀门，防止不同反应腔体内的消化物料400发生逆流，导致反应环境受到影响，致使反应效率下降。优选地，可采用逆止阀设置于各个反应腔体之间。

本实施例还提供了一种沼气制取系统，主要参考图22，包括上述的管道式消化装置，还包括温室骨架510和透明围护结构580，温室骨架510与支撑结构200连接，透明围护结构580与温室骨架510连接形成温室500，管道消化器100位于温室500内。

恒温动物的消化系统固定于其腹腔内，腹腔为动物胃肠道创造出适宜而稳定的温度环境，从而使肠道对食物的消化反应持续稳定正常地进行。

该沼气制取系统包括透明围护结构580以及温室骨架510，利用温室骨架510以及透明围护结构580围设成温室500，具有温室效应，能够把太阳能以热能的方式保存在温室500内，即蓄积在温室500内的空气中、管道消化器100中、支撑结构200中以及大地中。

由于透明围护结构580几乎不吸收太阳能，所以阳光穿过透明围护结构580可以直接照射到管道消化器100上和支撑结构200上以及大地上，管道消化器100、支撑结构200和大地吸收阳光后蓄能升温，以长波辐射的方式加热温室500的空气，大部分该长波辐射被透明围护结构580阻挡，不能透过透明围护结构580，滞留在温室500内，使得进入温室500内的热能被保存下来，使得温室500内的温度升高。

管腔112内初始阶段物料的热能可以完全依赖于太阳能，经过一段时间的积累，管腔112内的物料吸收足够的太阳能使得温度升高至设定温度。

当管腔112进入正常的消化反应阶段，管腔112内的新进入的消化物料400升温所需要的热能可以依靠蓄积在温室500内的太阳能供给。能够蓄集进入温室500内的太阳能的媒介至少包括支撑结构200、管道消化器100。

压在支撑结构200上的管道消化器100正常工作时，其腔体内充满物料匀浆，具有很大的重量，使支撑结构200成为一个十分稳定的结构体，经得起设定范围的风载荷。因此，支撑结构200可以作为温室骨架510结构的受力基础，可以把温室骨架510直接连接于支撑结构200上，以抵抗设定范围内的风压和/或雪压，这样做的好处是节省了温室骨架510结构的基础，也节省了部分温室骨架510与大地连接所需要的材料。

透明围护结构580至少包括塑料薄膜、塑料板材、玻璃板材，以及塑料薄膜制品(筋膜或者索膜)中的一种；相应地，温室骨架510设计成适合安装塑料薄膜、塑料板材、玻璃板材、或塑料薄膜制品的结构。

本实施例还提供了一种沼气制取系统，主要参考图22，该沼气制取系统包括第三余热回收组件520、蓄热组件530、散热组件540和保温隔热组件；

第三余热回收组件520连接在温室骨架510上，第三余热回收组件520至少包括第三热量交换器、热媒管道、第四管道泵，第三热量交换器的入口与外界水源1912连接，第三热量交换器的出口与蓄热组件530的入口和/或进料段组件120连接；

蓄热组件530的出口与散热组件540和/或进料段组件120连接，用于给散热组件540和/或进料段组件120中的外源物料供热；

保温隔热组件包括保温隔热层550，保温隔热层550设置在透明围护结构580的外侧和/或内侧；保温隔热层550可以收合或展开。

在温室蔬菜栽培领域和温室水产养殖领域，如果采用高大空间的密闭型温室500，并附加有效的夜间保温措施，即使是在北方寒冷的冬季，也都具有显著的温室效应。即，在晴天白天，高大空间温室500内的温室骨架510外壁的温度甚至可以升高至70摄氏度以上，相应的温室500内空气温度也被升高至50摄氏度以上。显然，高大空间温室500内存在富余的热能。

在温室骨架510上设置的第三余热回收组件520，第三余热回收组件520中，包括相应的第三热量交换器，优选地，把该第三热量交换器设置在温室500的最高处，(在北半球)还可以设置在东、西、南三个立面，第三余热回收组件520中的第三热量交换器在白天可以接收到阳光照射。

第三余热回收组件520的第三热量交换器具有吸收太阳光能并将之转化成热能的功能，同时还具有快速传导热能的功能，这就使得该第三热量交换器内的水体能够吸热升温。升温后的该水体通过热媒管道和第四管道泵流入蓄热组件530或进料段组件120中，优选地，第三热量交换器的出口与蓄热组件530的入口和进料段组件120连接，升温后的水体同时流入进料段组件120与蓄热组件530中，在维持进料段组件120内物料的温度的同时，还能够将多余的能量储存到蓄热组件中。当夜晚温度较低时，蓄热组件530将热水输送到散热组件540或进料段组件120中，优选地，蓄热组件530将热水输送到散热组件540和进料段组件120中，在保证进料段组件120中物料温度的同时，还能够使得温室500内的环境温度提升，保证整个反应进程的温度，保证消化物料的温度。

第三余热回收组件520的第三热交换器可用薄壁金属材料或者薄壁树脂材料制成。

蓄热组件530蓄积的热能是用于在夜间维持温室500温度，以及用于对进入进料段组件120中物料的预热升温，这就要求蓄热组件530内蓄积的热能是有效的、可利用的。优选的方案是蓄热组件530内热媒的温度要高于温室500设定的气温，还要高于给需要预热物料设定的初始温度。

当蓄热组件530内热媒的温度低于温室500设定的气温，或者，低于给需要预热物料设定的初始温度，但又高于外界温度时，蓄热组件530只能部分满足维持温室500气温、或者部分满足对预热物料实施预热加温所需要的能耗，该能耗差额部分需要另想办法解决。

当温室500气温能保持设定温度，那么，设置在该温室500内的管道消化器100管腔内的热能就不会向管腔外散失，从而，保证了管腔112内的消化反应在设定的温度范围内进行，相当于把整个管道消化器100置于一个温度稳定的空气浴室内。

第三余热回收组件520与蓄热组件530是配合使用的，为了使蓄热组件530蓄积更多的可利用的有效热能，在蓄热组件530装有热媒腔体的壁外侧，设置隔热结构，把该热媒腔体容积设置得足够大，这样，利用第三余热回收组件520，能把夏季进入温室500内富余的太阳能和温室500内空气热能蓄积起来，用于冬季给该温室500内的空气和/或管道消化器100加温。

设置保温隔热层550，能有效地阻止温室500内的热量散失，把温室500内的热能最大限度地保存在温室500内。该保温隔热层550设置成能够展开或收合的结构，目的在于，在白天，太阳充足时，保温隔热层550收合，让太阳光充分照射入温室500内，使温室500内结构升温，并通过第三余热回收组件520对太阳能进行收集利用；在夜晚时，温度较低，保温隔热层550展开，铺设于透明围护结构580外侧或内侧，优选地，保温隔热层550设置在透明围护结构580的外侧和内侧，双层保温隔热层550，有利于对温室500内热量进行保温封锁，减少热量散失。

优选地，设置在透明围护结构580外侧的保温隔热层550通过卷放的方式收合或者展开，保温隔热结构一端固定在一根长轴上，长轴与驱动件1411转动连接，保温隔热结构的另一端通过绳索与另一驱动件1411连接，启动长轴的驱动件1411，驱动长轴按预定方式转动，保温隔热层550被缠绕在长轴上，实现保温隔热层550的收合，驱动绳索端的驱动件1411，绳索回收，带动保温隔热层550展开，铺设于透明围护结构580外侧和/或内侧。

另一个优选的方案是，设置在透明围护结构580内侧的保温隔热组件通过悬挂折叠的方式收合或者展开，所述保温隔热层550是一种可折叠－展开的结构，悬挂机关包括悬挂轨道与挂环，悬挂轨道两端固定在温室骨架510和/或支撑结构200上，挂环一端可移动地连接于悬挂轨道(可以用金属线材或者非金属线材制成)，另一端固定连接于可折叠的保温隔热层550，保温隔热层550一端滑动连接于温室骨架510和/或支撑结构200上，另一端对应连接于端部的挂环，在端部挂环上连接顺向牵引线和逆向牵引线，顺向牵引线和逆向牵引线分别与两组驱动件1411传动连接，驱动件1411工作时，带动顺向牵引线或逆向牵引线回收，同步带动可折叠的保温隔热层550收合或者展开。

本实施例的可选技术方案中，该沼气制取系统包括振动装置560和排雪装置570，振动装置560连接在温室骨架510上，用于振动清除透明围护结构580上的积雪；

排雪装置570与连栋的温室骨架510连接，排雪装置570的输出端能够推出天沟里的积雪。

动物身体落上雪片，动物会抖动身体，雪片就会脱离其身体。

现有蔬菜温室500在实际应用中，只要温室500屋面设置有合适的坡度，当温室500屋面有一定厚度的积雪时，敲打温室500屋面，积雪在重力作用下就会从屋面上部滑落下来。

优选地，在温室骨架510中，把屋面骨架511设置出合适的坡度(优选的方案是大于20度)，在温室500屋面骨架511上，设置振动装置560，振动装置560按预设的频率和振幅振动时，屋面骨架511随之发生振动。当温室骨架510外层透明围护结构580为塑料薄膜时，在该塑料薄膜表面积雪达到设定的厚度时，为了避免积雪对温室500结构造成损害，可以启动振动装置560，使屋面积雪滑落脱离温室500屋面。振动装置560可以用气动机关驱动，或者，用振动电机驱动。

对于独栋温室500而言，屋面上的积雪滑落后可以直接离开温室500结构掉落在地面上，相应的温室500结构随之脱离雪灾危险。但对于连栋温室500而言，除了位于端部的温室500屋面坡面上的积雪可以直接滑落在地面上外，位于中部的屋面上的积雪滑落下来就会积累在天沟上，相应地，就会对天沟结构的安全造成威胁。

排雪装置570至少包括链条板式排雪组件、往复刮板式排雪组件、螺旋轴1431式排雪组件。

排雪装置570包括骨架结构、驱动件1411和推雪件，排雪装置570的骨架结构与天沟结构连接在一起，在驱动件1411的作用下，推雪件按预定方式把天沟内的积雪推离天沟，预定方式是指至少包括预设的方向、预设的速度、预设的时机等因素。

排雪装置570的适宜工作条件之一是，天沟的积雪是干雪(即没有发生融化的积雪)，或者，没有发生融化再冻结的积雪。在寒冷地区，积雪一旦融化，如果不能及时排除，就会冻结在天沟结构上，启动排雪装置570实施强制排雪，对天沟结构和/或排雪装置570可能会造成损害。

优选地，给连栋温室500设置双层或者三层透明围护结构580、并设置保温隔热天沟，用于防止连栋温室500内部的热能传导至外层透明围护结构580的外侧，造成附着在其上的积雪融化，以及，用于防止连栋温室500内部的热能传导至天沟外壁，造成附着在其上的积雪融化。

本实施例还提供了一种沼气制取方法，包括以下步骤：

把外源物料置入进料段组件120的进料口，并使其进入消化段组件110的管腔112中变成消化物料400；

消化物料400在管腔112内顺次向出料口运动；

消化物料400在管腔112内顺次完成消化反应；

消化反应过程中产生的混合气体从泄气机关111排出所述管腔112，并进行收集或利用；

完成消化反应后的消化物料400成为消化剩余物300，并顺次进入出料段组件130中；

消化剩余物300在出料段组件130中按预设方式固液分离；

收集或循环利用固液分离后的消化液和固体消化渣。

本实施例的可选技术方案中，该沼气制取方法包括以下过程：

启动机械消化组件，碎化、混匀或推送消化物料400；

启用消化监控组件150，调控消化物料400的反应环境；

启用消化液回流组件181，消化液从出料段组件130回流至进料段组件120中；

启动酸化回流组件182，酸化物料从消化物料400进行酸化反应的所述管腔112区段的下游位置返回至上游位置；

启动甲烷化回流组件183，甲烷化物料从消化物料400进行甲烷化反应的管腔112区段的下游位置返回至上游位置；

启动第一余热回收组件191，出料段组件130处物料中的热量返回至进料段组件120中；

启动第二余热回收组件192，排出的沼气中的热量返回至进料段组件120中。

上述实施例提供的管道式消化装置，包括：支撑结构200和管道消化器100，管道消化器100设置在支撑结构200上；管道消化器100包括进料段组件120、消化段组件110以及出料段组件130，进料段组件120、消化段组件110以及出料段组件130依次设置，进料段组件120包括进料口，出料段组件130中包括出料口，消化段组件110包括管腔112，进料口和出料口分别与管腔112连通；管腔112是细长腔体，在管腔112上设置有泄气机关111，泄气机关111至少包括连通所述管腔112与外部空间的通孔。物料通过进料段组件120进入到管道消化器100中，在消化段组件110中，物料经过一系列的消化反应，最终从出料段组件130排出废料，其中，消化段组件110具有泄气机关111，该泄气机关111用于排出反应过程中产生的沼气。该消化段组件110的管腔112为细长腔体，其中，细长腔体使消化物料400在进入消化段组件110后能够顺次递进进行消化反应，不会出现越级反应或者滞留的情况，使得消化物料400的消化历程保持一致不会出现消化短路现象，从而解决了现有技术中罐状消化腔因罐径过大导致的消化短路，消化不充分的问题；并且细长管道腔体结构还扩大了消化段组件110的容积，提升了消化段组件110的消化能力，保证了消化效率，同时，细长的管道消化腔体能够保证消化物料400在消化腔体中的滞留时间，使得消化物料400能够得到足够的消化反应时间，使物料消化得更加充分。

上述实施例提供的沼气制取系统，包括上述的管道式消化装置，还包括温室骨架510和透明围护结构580，温室骨架510与支撑结构200连接，透明围护结构580与温室骨架510连接形成温室500，管道消化器100位于温室500内。由于该沼气制取系统包括管道式消化装置，因此沼气制取系统的优势也包括上述管道式消化装置的优势；同时，温室500具有保温效果，而沼气制取时，为提高消化反应效率，消化反应则需要足够高的温度为反应中的酶或菌类提供适宜的反应温度，因此温室500为管道式沼气制取装置制取沼气提供了适宜的温度条件；同时，支撑结构200与温室骨架510相连，优化了温室骨架510，使支撑结构200既可以支撑管道消化器100，又可以作为温室骨架510的一部分支撑透明围护结构580，使得温室骨架510结构变得简单，容易搭建。

上述实施例提供的沼气制取方法利用上述的管道式消化装置或沼气制取系统进行沼气制取。因此该沼气制取方法具有上述管道式消化装置或沼气制取系统的优势。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种管道式消化装置，其特征在于，包括：支撑结构(200)和管道消化器(100)，所述管道消化器(100)设置在所述支撑结构(200)上；

所述管道消化器(100)包括进料段组件(120)、消化段组件(110)以及出料段组件(130)，所述进料段组件(120)、所述消化段组件(110)以及所述出料段组件(130)依次设置，所述消化段组件(110)包括管腔(112)，所述进料段组件(120)包括与所述管腔(112)连通的进料口，所述出料段组件(130)中包括与所述管腔(112)连通的出料口；

所述管腔(112)是细长腔体，在所述管腔(112)上设置有泄气机关(111)，所述泄气机关(111)至少包括连通所述管腔(112)与外部空间的通孔。

2.根据权利要求1所述的管道式消化装置，其特征在于，所述管道消化器(100)为直线型管道消化器，所述直线型管道消化器的所述管腔(112)呈直线状设置；所述支撑结构(200)上至少设置一个所述直线型管道消化器；

当设置多个所述直线型管道消化器时，多个所述直线型管道消化器(100)在所述支撑结构(200)上设置成多层和/或多列。

3.根据权利要求1所述的管道式消化装置，其特征在于，所述管道消化器(100)为迂回型管道消化器，所述迂回型管道消化器的所述管腔(112)呈迂回状设置；在所述支撑结构(200)上至少设置一个所述迂回型管道消化器；

当设置多个所述迂回型管道消化器时，多个所述迂回型管道消化器在所述支撑结构(200)上设置成多层或多列。

4.根据权利要求1所述的管道式消化装置，其特征在于，所述管道消化器(100)为并联型管道消化器，所述并联型管道消化器包括多个所述管腔(112)，多个所述管腔(112)并列设置，且多个所述管腔(112)与同一所述进料口和/或同一所述出料口连通；在所述支撑结构(200)上至少设置一个所述并联型管道消化器；

当设置多个所述并联型管道消化器时，多个所述并联型管道消化器在所述支撑结构(200)上设置成多层或多列。

5.根据权利要求1所述的管道式消化装置，其特征在于，所述管道消化器(100)为混合型管道消化器，所述混合型管道消化器包括多个所述管腔(112)，多个所述管腔(112)组成至少两个管腔并联单元，或者，多个所述管腔(112)组成至少一个管腔并联单元和至少一个管腔串联单元；所述管腔并联单元之间，以及所述管腔并联单元和所述管腔串联单元之间，再通过并联和/或串联的方式连接；在所述支撑结构(200)上至少设置一个所述混合型管道消化器(100)，多个所述混合型管道消化器(100)在所述支撑结构(200)上设置成多层或多列。

6.根据权利要求1－5中任意一项所述的管道式消化装置，其特征在于，包括管腔连接组件(160)、机械消化组件、消化监控组件(150)、消化液回流组件(181)、酸化回流组件(182)、甲烷化回流组件(183)、第一余热回收组件(191)以及第二余热回收组件(192)中的至少一个；

所述管腔连接组件(160)包括过渡空腔，所述过渡空腔至少为直通过渡空腔、三通过渡空腔、四通过渡空腔中的一种，所述进料段组件(120)、所述消化段组件(110)以及所述出料段组件(130)之间分别通过所述过渡空腔连接；所述消化段组件(110)的多个管腔(112)通过所述过渡空腔连接；

所述机械消化组件设置在所述管腔连接组件(160)和/或所述管腔(112)上，所述机械消化组件至少包括挤压推进机(141)、活塞推进机(142)、螺旋推进机(143)、切割机(171)、研磨机(172)中的一个；

所述消化监控组件(150)设置在所述管腔连接组件(160)和/或所述管腔(112)上，所述消化监控组件(150)至少包括感应件(152)、控制件、取样件(153)、添料件(151)中的一个；所述感应件(152)用于感知消化物料(400)的消化状态参数，所述控制件用于接收所述感应件(152)的感应信号，并用于控制所述取样件(153)及所述添料件(151)动作，所述取样件(153)用于从消化物料(400)中获取检测样品，所述添料件(151)用于向消化物料(400)内添加调节物料；

所述消化液回流组件(181)至少包括消化液回流管道(1812)、干湿分离机(1811)和第一管道泵(1813)，所述第一管道泵(1813)设置在所述消化液回流管道(1812)上，所述干湿分离机(1811)的入口与所述出料段组件(130)的出料口连接，所述消化液回流管道(1812)的入口与所述干湿分离机(1811)的消化液出口连接，所述消化液回流管道(1812)的出口与所述进料段组件(120)的进料口连接，用于把消化剩余物中的消化液添加到所述进料口的外源物料中；

所述酸化回流组件(182)至少包括酸化回流管道(1821)和第二管道泵(1822)，所述第二管道泵(1822)设置在所述酸化回流管道(1821)上，所述酸化回流管道(1821)的入口与消化物料(400)进行酸化和/或乙酸化反应的管腔(112)区段的下游连接，所述酸化回流管道(1821)的出口与上游连接，用于将酸化物料从消化物料(400)进行酸化反应的管腔(112)区段的下游位置返回至上游位置；

所述甲烷化回流组件(183)至少包括甲烷化回流管道(1831)和第三管道泵(1832)，所述第三管道泵(1832)设置在所述甲烷化回流管道(1831)上，所述甲烷化回流管道(1831)的入口与消化物料(400)进行甲烷化反应的管腔(112)区段的下游连接，所述甲烷化回流管道(1831)的出口与上游连接，用于将甲烷化物料从消化物料(400)进行甲烷化反应的管腔(112)区段的下游位置返回至上游位置；

所述第一余热回收组件(191)至少包括第一热量交换器(1911)，所述第一热量交换器(1911)与所述出料段组件(130)连接，所述第一热量交换器(1911)的入口与外界水源(1912)连接，出口与所述进料段组件(120)连接，用于将所述出料段组件(130)处物料中的热量返回至所述进料段组件(120)中；

所述第二余热回收组件(192)至少包括第二热量交换器，所述第二热量交换器与所述泄气机关(111)连接，所述第二热量交换器的入口与外界水源(1912)连接，出口与所述进料段组件(120)连接，用于将排出的沼气中的热量返回至所述进料段组件(120)中。

7.根据权利要求6所述的管道式消化装置，其特征在于，所述管腔(112)内设置有褶皱结构或粗糙构造；所述褶皱结构或所述粗糙构造用于富集酸化菌或甲烷菌；

所述管腔连接组件(160)设置有缓冲管腔，所述缓冲管腔设置在所述酸化回流组件(182)的入口和所述甲烷化回流组件(183)的出口之间的所述管腔(112)中，在所述缓冲管腔中设置所述消化监控组件(150)，对完成酸化过程的物料进行检测并调节物料的反应环境；

所述管腔连接组件(160)内设置有阀门，所述阀门把所述管腔分成水解区段、酸化区段以及甲烷化区段。

8.一种沼气制取系统，其特征在于，包括权利要求1－7中任一项所述的管道式消化装置，还包括温室骨架(510)和透明围护结构(580)，所述温室骨架(510)与所述支撑结构(200)连接，所述透明围护结构(580)与所述温室骨架(510)连接形成温室(500)，所述管道消化器(100)位于所述温室(500)内。

9.根据权利要求8所述的沼气制取系统，其特征在于，包括第三余热回收组件(520)、蓄热组件(530)、散热组件(540)和保温隔热组件；

所述第三余热回收组件(520)连接在所述温室骨架(510)上，所述第三余热回收组件至少包括第三热量交换器、热媒管道、第四管道泵，所述第三热量交换器的入口与外界水源(1912)连接，所述第三热量交换器的出口与所述蓄热组件(530)的入口和/或所述进料段组件(120)连接；

所述蓄热组件(530)的出口与所述散热组件(540)和/或所述进料段组件(120)连接，用于给所述散热组件(540)和/或所述进料段组件(120)中的外源物料供热；

所述保温隔热组件包括保温隔热层(550)，所述保温隔热层(550)设置在所述透明围护结构(580)的外侧和/或内侧；所述保温隔热层(550)能够收合或展开。

10.根据权利要求9所述的沼气制取系统，其特征在于，还包括振动装置(560)和排雪装置(570)，所述振动装置(560)连接在所述温室骨架(510)上，用于振动清除所述透明围护结构(580)上的积雪；

所述排雪装置(570)与连栋温室天沟的所述温室骨架(510)连接，所述排雪装置(570)的输出端能够推出天沟里的积雪。

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