CN210481379U - 一种新型生物沼气生产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型生物沼气生产系统，包括秸秆粉碎设备，连接于秸秆粉碎设备的反应罐体，以及连接于反应罐体的固液分离设备；围成反应罐体的隔板包括两个侧板、入口板、出口板，以及平行于底板的顶板；入口板上开设有入料口；出口板上开设有出料口；顶板上开设有沼气出口；出料口通过一个回收泵与物料回收管道连接；顶板上还开设有物料循环口；物料循环口连接于循环管道，循环管道作为物料回收管道的分支管道连接于物料回收管道。本发明系统结构简单，安装方便，且可大大提高沼气生产效率。

Description

一种新型生物沼气生产系统

技术领域

本发明涉及沼气生产领域，更具体地说，涉及一种新型生物沼气生产系统。

背景技术

在传统的沼气生产系统中，用于厌氧反应的罐体一般是圆柱体，反应过程中直接将物料与菌种等通过顶部的开口倒入进行混合反应，经过厌氧反应三个阶段后再一起通过底部的开口排出。而由于厌氧反应三个反应阶段的菌种对反应温度有不同需求，且菌种混合后会存在相互抑制的问题，因此这种反应罐的混合反应方式效率较低。

除此之外，基于这种反应罐的搅拌轴设置于底部，因此搅拌轴的叶片无法破除固液混合物上层的覆盖物，不能使气体更好释放到上方便于气体收集。如使用含固率过高的物料，或长时间进料，重力作用则可能导致物料堆积在罐体下部，不能顺利排出。已经过反应的废物堆积在反应罐下部，占用反应空间，单位产气量减少，运行一段时间后需清罐处理堆积物。这种搅拌方式使得进料固含量低，每立方产气量少。

另外，传统的反应也不存在对于反应后的物料进行导回的循环反应。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种新型生物沼气生产系统，以提高沼气生产效率。

为了达到上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种新型生物沼气生产系统，包括两端设置有秸秆入口和秸秆出口的秸秆粉碎设备，以及连接于秸秆粉碎设备的反应罐体；

反应罐体为通过多个隔板围成的长方体容器；隔板包括竖直相对放置的两个侧板、竖直相对放置的入口板与出口板，以及水平连接于侧板、入口板与出口板上方的顶板；顶板为长方形板且长度方向指向入口板与出口板；

入口板上开设有入料口；出口板上开设有出料口；顶板上开设有沼气出口；

入料口连接于入料管道；入料管道连接于秸秆出口；入料管道内设置有螺旋输送机；

出料口通过一个回收泵与物料回收管道连接；物料回收管道连接于固液分离设备；

顶板上还开设有物料循环口；物料循环口连接于循环管道，循环管道作为物料回收管道的分支管道连接于物料回收管道。

优选的，平行于顶板在两个侧板之间连接有多个沿顶板长度方向排列的搅拌轴；搅拌轴上安装有搅拌叶片；搅拌轴连接于可变速的变频电机。

优选的，反应罐体内设置有多个贴设于侧板且沿顶板长度方向排列的加热器。

优选的，物料循环口设置有多个且沿顶板的长度方向排列。

优选的，入口板与反应罐体的底面通过圆弧板过渡连接；出口板与反应罐体的底面通过圆弧板过渡连接。

优选的，入料口连接于入料管道；沼气出口连接于沼气收集管道。

优选的，沼气收集管道分支出一个通过带有气压显示的阀门连接的排气管。

优选的，沼气出口设置有多个；多个沼气出口通过多条分支管道连接于沼气收集管道；多个沼气出口沿顶板的长度方向均匀排列。

优选的，固液分离设备为螺旋挤压脱水机。

优选的，秸秆粉碎设备内沿秸秆入口到秸秆出口的通道排列设置有多个旋转轴，每个旋转轴上均设置有多个旋转刀片；旋转轴与通道垂直。

本发明的优点在于，先设置了秸秆粉碎设备，可对秸秆进行粉碎并传输物料；通过采用长方体罐体，并在两端设置入料口与出料口的形式，使得沼气的发酵反应的三个阶段可以在罐内按入料口到出料口的顺序进行分区段进行，并在最后一个区段完成最后一段反应后直接排出并腾出位置给上一区段物料进行反应，这相比等待罐内所有物料完成三段反应后再排出的方式大大提高了效率；除此之外，搅拌轴悬空且沿着区段排列，能够最大程度进行搅拌；循环管道能够将反应结束后的物料输回反应罐进行再次反应，继续增加沼气生产量；生产的沼气还连接于排气管，可以避免气压过大产生的安全隐患；而物料传输至固液分离设备后，得到的固体可用于制作颗粒肥，得到的液体可用于制作叶面肥；本发明结构简单，制作与组装均十分方便，又可大大提高沼气反应效率，十分适合在沼气生产领域进行推广。

附图说明

图1是本发明反应罐入口板朝前的立体图；

图2是本发明反应罐入口板处示意图；

图3是本发明反应罐出口板朝前的立体图；

图4是本发明反应罐出口板处示意图。

图5是本发明反应罐的俯视图；

图6是本发明反应罐掀去顶板后的俯视图；

图7是本发明系统的示意图。

图中，1、底板，2、侧板，3、入口板，31、入料口，4、顶板，5、出口板，51、出口板集装箱，6、沼气收集管道，7、排气管，8、物料回收管道，9、阀门，10、循环管道，11、搅拌轴，12、搅拌叶片，13、第一加热组，14、第二加热组。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作描述。

如图7所示，本发明系统包括秸秆粉碎设备，连接于秸秆粉碎设备的反应罐，以及连接于反应罐的固液分离设备。

如图1至图6所示，本发明反应罐包括通过多个隔板围成的长方体反应罐体；隔板包括长方形的底板1，垂直连接于底板1两条长的两个侧板2、分别垂直连接于底板1两条宽的入口板3与出口板5，以及平行于底板1且垂直连接于侧板2、入口板3与出口板5上方的顶板4；本发明罐体原则上可以不制作底板1，而将本反应罐扣置于水泥地面，利用水泥地面作为底板1并做好密封，如此可以节约制作底板1的成本。而为了方便物料的输入与输出，入口板3与底板1通过圆弧板连接；出口板5与底板1通过圆弧板连接，此两个圆弧板使得入口与出口处变得更加圆滑，物料的传输更加顺畅且避免在直角夹角处可能出现的物料残留。

在入口板3上开设有入料口31；入料口31连接于入料管道；入料管道连接于秸秆粉碎设备，用于输入粉碎后的秸秆；秸秆粉碎设备包括秸秆入口和秸秆出口，秸秆入口与秸秆入口之间排列设置有多根带有旋转刀片的旋转轴，旋转轴带动旋转刀片转动，旋转刀片切割位于下方的秸秆并同时将其推送至秸秆出口；秸秆出口通过入料管道连接于反应罐入料口31；在入料管道内设置有螺旋输送机用于将粉碎后的秸秆作为物料挤压传入反应罐，反应罐内物料的传输动力也由该挤压提供。

反应罐内分区段设置有不同的反应用菌种，具体来说：将反应罐内从入料口31至出料口依次分为第一反应区，第二反应区和第三反应区；第一反应区内设置厌氧反应第一阶段所用水解细菌；第二反应区内设置有厌氧反应第二阶段所用酸化细菌；第三反应区内设置有厌氧反应第三阶段所用产甲烷细菌；三个区段顺序固定，但各自的长度比例需根据实际情况确定。反应用菌种可在反应前通过入料口31输入，也可通过在顶板4或侧板2上开设菌种投料口输入；菌种投料口沿顶板4长度方向排列且在前、中、后部均有分布。甚至还可以通过拆除入口板3后进入反应罐内进行菌种的初步铺设，方法有很多。

将物料输入后，物料由输入口提供的动力从第一反应区移动至第二反应区进而移动至第三反应区进行反应；最后从出口板5上开设有的出料口排出，而反应产生的沼气从顶板4上开设的沼气出口排出。

为使上述反应能够更有效率地进行，还需要在反应罐内设置搅拌器和加热器。

具体来说，平行于底板1在两个侧板2之间连接有多个沿底板1长度方向排列的搅拌轴11；搅拌轴11上安装有搅拌叶片12；搅拌叶片12可对物料反应过程中进行搅拌增加其反应效率。搅拌轴11连接于可变速的变频电机，因此可控制电机的转速而实时控制搅拌器的搅拌速度。

除此之外，反应罐体内设置有多个沿底板1长度方向排列的加热器。该加热器可以设置为两组，分别为第一加热组13和第二加热组14，分别设置于两个侧板2；每个加热器组由多个加热器组成且排列成一条直线，可对反应罐内的不同区域加热至不同的最佳反应温度。最佳反应温度对于第一反应区、第二反应区与第三反应区均有所不同，这是因为三个反应区内菌种不同，进行的反应也不同。

出料口通过一个回收泵与物料回收管道8连接；该回收泵以及物料回收管道8的前端被设置于出口板集装箱51内，出口板集装箱51可起到防尘作用。由于物料反应后为液固混合的“泥泞状”形态，其流动性仍然较佳，因此可以通过回收泵进行回收。回收后的物料经过物料回收管道8排出，物料回收管道8分出两个支管：

一个支管直接引至液固分离设备(该支管及该设备在图中未画出)将物料进行固液分离，得到的固体可用于制作颗粒肥，得到的液体可用于制作叶面肥；该设备可为螺旋挤压脱水机。

另一个支管为循环管道10，它连接于顶板4上开设有的物料循环口，将物料重新导回反应罐内更加深度地反应，从而提高沼气的生成率。物料循环口可设置多个且沿顶板4的长度方向排列，可在反应罐前、中、后部均有设置，该循环管道10也可设置多个用于连接该物料循环口；除此之外，也可如图所示这样设置：

在反应罐前部的顶板4设置一个顶板循环开口，反应罐前部的侧板2底部设置侧板循环开口，顶板循环开口相对底板循环开口隔开一段距离且位于靠近入料口31的一端，将顶板循环开口和底板循环开口通过管道连接；如此从底板循环开口可将物料传输至顶板循环开口进行循环反应，提高反应效率。反应罐中部和后部也可这样设置。此种方式将总体的循环改为区域内的循环。

沼气出口连接于沼气收集管道6，可用于沼气的收集；沼气出口可设置有多个且沿顶板4的长度方向排列；多个沼气出口通过多条分支管道连接于沼气收集管道6。沼气收集管道6一般直接传输至地下进行沼气的进一步传输使用，但为了防止压力过高，可将沼气收集管道6分支出一个排气管7，沼气收集管道6与排气管7通过带有气压显示的阀门9连接，如此一来，若通过气压显示发生气压过大，则可打开阀门9以减低气压保证安全。

本发明工作过程简单总结如下：先将秸秆倒入秸秆粉碎设备，秸秆粉碎设备将粉碎后的秸秆通过螺旋输送机输送至反应罐，粉碎后的秸秆作为物料在反应罐内经过三种反应阶段后，经过回收泵回收至物料回收管道8，物料回收管道8通过一个支管连接于固液分离设备，通过另一个支管返回至反应罐内进行反应；反应罐内产生沼气的沼气通过连接于顶板4的沼气收集管道6进行收集。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型生物沼气生产系统，其特征在于，包括两端设置有秸秆入口和秸秆出口的秸秆粉碎设备，以及连接于所述秸秆粉碎设备的反应罐体；

所述反应罐体为通过多个隔板围成的长方体容器；所述隔板包括竖直相对放置的两个侧板、竖直相对放置的入口板与出口板，以及水平连接于所述侧板、所述入口板与所述出口板上方的顶板；所述顶板为长方形板且长度方向指向所述入口板与所述出口板；

所述入口板上开设有入料口；所述出口板上开设有出料口；所述顶板上开设有沼气出口；

所述入料口连接于入料管道；所述入料管道连接于所述秸秆出口；所述入料管道内设置有螺旋输送机；

所述出料口通过一个回收泵与物料回收管道连接；所述物料回收管道连接于固液分离设备；

所述顶板上还开设有物料循环口；所述物料循环口连接于循环管道，所述循环管道作为所述物料回收管道的分支管道连接于所述物料回收管道。

2.根据权利要求1所述新型生物沼气生产系统，其特征在于，平行于所述顶板在两个所述侧板之间连接有多个沿所述顶板长度方向排列的搅拌轴；所述搅拌轴上安装有搅拌叶片；所述搅拌轴连接于可变速的变频电机。

3.根据权利要求1所述新型生物沼气生产系统，其特征在于，所述反应罐体内设置有多个贴设于所述侧板且沿所述顶板长度方向排列的加热器。

4.根据权利要求1所述新型生物沼气生产系统，其特征在于，所述物料循环口设置有多个且沿所述顶板的长度方向排列。

5.根据权利要求1所述新型生物沼气生产系统，其特征在于，所述入口板与所述反应罐体的底面通过圆弧板过渡连接；所述出口板与所述反应罐体的底面通过圆弧板过渡连接。

6.根据权利要求1所述新型生物沼气生产系统，其特征在于，所述沼气出口连接于沼气收集管道。

7.根据权利要求6所述新型生物沼气生产系统，其特征在于，所述沼气收集管道分支出一个通过带有气压显示的阀门连接的排气管。

8.根据权利要求6所述新型生物沼气生产系统，其特征在于，所述沼气出口设置有多个；多个所述沼气出口通过多条分支管道连接于所述沼气收集管道；多个所述沼气出口沿所述顶板的长度方向均匀排列。

9.根据权利要求1所述新型生物沼气生产系统，其特征在于，所述固液分离设备为螺旋挤压脱水机。

10.根据权利要求1所述新型生物沼气生产系统，其特征在于，所述秸秆粉碎设备内沿所述秸秆入口到所述秸秆出口的通道排列设置有多个旋转轴，每个旋转轴上均设置有多个旋转刀片；所述旋转轴与所述通道垂直。

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