CN210683790U - 螺旋进料集装箱型半干式发酵沼气设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型螺旋进料集装箱型半干式发酵沼气设备，属于有机固体废弃物资源化利用领域，包括钢质槽体、通料管道、高密度挤塑板、聚氨酯层、蓄热换热水箱、通气管、出气口、输气口、阳光板温室、膨胀水箱、储气袋、低位液位计、高位液位计、电机、搅拌轴叶片、搅拌轴、进料槽、螺旋输送机I、螺旋输送机II、螺旋输送机III、振荡板、转子泵、脱水罐、脱硫罐、罗茨风机、阻火器及火炬，通过本实用新型的设计，提供一种半干式发酵沼气设备，解决了现有技术中耗能大、沼液消化难、运行成本高等问题，同时充分利用太阳能产生热量，防止浪费其他资源，能够在不调整浓度的情况下处理养殖场的畜禽粪便，降低了污染，提高了效率。

Description

螺旋进料集装箱型半干式发酵沼气设备

技术领域

本实用新型属于有机固体废弃物资源化利用领域，特别是涉及到一种螺旋进料集装箱型半干式发酵沼气设备。

背景技术

我国畜禽粪便产出量巨大，环境污染严重，亟待处理和解决，厌氧发酵技术是解决该问题最为有效、合理的途径。现有湿法厌氧发酵技术处理畜禽粪便时需加入大量的水稀释，耗能大、沼液难消化，如果解决不好会大大增加沼液的污染；干法厌氧发酵技术处理畜禽粪便时需加入秸秆等调节剂调节水分和透气性，运行成本较高，而且在粉碎大量秸秆的同时秸秆粉尘也会对空气造成污染。

因此现有技术迫切需要一种新技术来解决这个问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有沼气设备在生产中耗能大、沼液消化难、运行成本高等问题，提供一种适合处理物料浓度较高的螺旋进料集装箱型半干式发酵沼气设备，能够在不调整浓度的情况下处理养殖场的畜禽粪便。

一种螺旋进料集装箱型半干式发酵沼气设备，其特征是：包括发酵系统、进料机构、回流机构、太阳能平板换热器及沼气净化机构；

所述发酵系统的正面分别设置有进料机构及回流机构；

其中发酵系统包括：钢质槽体、通料管道、高密度挤塑板、聚氨酯层、蓄热换热水箱、通气管、阳光板温室、膨胀水箱、储气袋、低位液位计、高位液位计、电机、搅拌轴叶片及搅拌轴；

所述钢质槽体为长方体结构数量为两个，两个钢质槽体沿着其长度方向平行布置，且钢质槽体的正面朝向为正东方向；

钢质槽体均部分嵌入地面下，且两个钢质槽体通过通料管道连通；

其中钢质槽体内壁的侧墙和棚顶设置有高分子密封防腐层，钢质槽体外壁侧墙和顶板设置有聚氨酯层，其中钢质槽体内部底板上设置有蓄热换热水箱，蓄热换热水箱底部设置有高密度挤塑板；

所述两个钢质槽体西侧外壁上均设置有电机，其中电机的输出轴与贯穿钢质槽体的搅拌轴的一端连接，搅拌轴另一端连接在钢质槽体东侧墙壁上，且搅拌轴上设置有螺旋状分布的搅拌轴叶片；

所述钢质槽体顶部安装有阳光板温室，阳光板温室的数量为一个，阳光板温室覆盖两个钢质槽体的顶部形成的温室空间，钢质槽体的顶部还设置有储气袋、膨胀水箱、高位液位计及低位液位计；其中高位液位计及低位液位计的探头均贯穿钢质槽体顶盖进入钢质槽体内腔；

其中膨胀水箱通过贯穿钢质槽体的管路与蓄热换热水箱连通；

其中通气管为安装有一个以上水封阀的管路，通气管一端通向大气，另一端贯穿钢质槽体顶部与钢质槽体内腔连接；其中水封阀与钢质槽体之间的通气管的管体上开设有两个通孔分别为出气口及输气口，出气口通过管路与储气袋连接，输气口通过带有截止阀的管路与沼气净化机构连接；

其中北侧的钢质槽体的东侧外壁上设置有进料机构，进料机构包括进料槽、螺旋输送机I、螺旋输送机II、螺旋输送机III及振荡板；

所述进料槽为截面是倒梯形的槽体，进料槽上设置有螺旋输送机I，其中螺旋输送机I水平设置贯穿进料槽侧壁；

所述螺旋输送机II垂直于地面设置，且其两端分别与螺旋输送机I的出料口及螺旋输送机III的进料口连接；

所述螺旋输送机III倾斜插入进入北侧的钢质槽体内，且在螺旋输送机III 出料口下方钢质槽体的底板上设置有振荡板；

所述回流机构包括转子泵及管路；

其中转子泵位于钢质槽体东侧的地面上，转子泵的进料口通过管道与南侧的钢质槽体底部带有排液蝶阀的出料口连接；转子泵的出料口通过管道贯穿北侧钢质槽体顶板进入北侧钢质槽体内；

南侧钢质槽体的南侧地面上设置有太阳能平板换热器，其中太阳能平板换热器的入水口通过管路与蓄热换热水箱的出水口连接，太阳能平板换热器的出水口通过管路与蓄热换热水箱的入水口连接；

所述沼气净化机构包括脱水罐、脱硫罐、罗茨风机、阻火器及火炬，其中脱水罐、脱硫罐、罗茨风机、阻火器及火炬之间通过管路顺次连接，脱水罐的进气口通过带有截止阀的管路与通气管的输气口连接，脱硫罐与罗茨风机之间的管路上顺次设置有三通管头及截止阀，三通管头上第三管口通过带有截止阀的管路连接至居民用气管道网络。

所述高位液位计及低位液位计的线盒部分安装在钢质槽体的顶部。

所述钢质槽体与太阳能平板换热器连接的管路上设置有过滤器和循环泵。

所述振荡板为超声波振荡板。

所述南侧钢质槽体的底部设有一个以上带有排液蝶阀的出料口；

通过上述设计方案，本实用新型可以带来如下有益效果：通过本实用新型的设计，提供一种半干式发酵沼气设备，解决了现有技术中耗能大、沼液消化难、运行成本高等问题，同时充分利用太阳能产生热量，防止浪费其他资源，能够在不调整浓度的情况下处理养殖场的畜禽粪便，提高了沼气的生成效率。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明：

图1为本实用新型的结构示意图一。

图2为本实用新型的结构示意图二。

图3为本实用新型的结构示意图三。

图4为本实用新型的结构示意图四。

图中：1-钢质槽体、2-通料管道、3-高密度挤塑板、4-聚氨酯层、5-蓄热换热水箱、6-通气管、601-出气口、602-输气口、7-阳光板温室、8-膨胀水箱、 9-储气袋、10-低位液位计、11-高位液位计、12-电机、13-搅拌轴叶片、14-搅拌轴、15-进料槽、16-螺旋输送机I、17-螺旋输送机II、18-螺旋输送机III、 19-振荡板、20-转子泵、21-脱水罐、22-脱硫罐、23-罗茨风机、24-阻火器、 25-火炬。

具体实施方式

本实用新型提出了一种螺旋进料集装箱型半干式发酵沼气设备，其特征是：包括发酵系统、进料机构、回流机构、太阳能平板换热器及沼气净化机构；

所述发酵系统的正面分别设置有进料机构及回流机构；

其中发酵系统包括：钢质槽体1、通料管道2、高密度挤塑板3、聚氨酯层4、蓄热换热水箱5、通气管6、阳光板温室7、膨胀水箱8、储气袋9、低位液位计10、高位液位计11、电机12、搅拌轴叶片13及搅拌轴14；

所述钢质槽体1为长方体结构数量为两个，两个钢质槽体1沿着其长度方向平行布置，且钢质槽体1的正面朝向为正东方向；

钢质槽体1均部分嵌入地面下，且两个钢质槽体1通过通料管道2连通；

其中钢质槽体1内壁的侧墙和棚顶设置有高分子密封防腐层，钢质槽体1 外壁侧墙和顶板设置有聚氨酯层4，其中钢质槽体1内部底板上设置有蓄热换热水箱5，蓄热换热水箱5底部设置有高密度挤塑板3；

钢质槽体1内置蓄热换热水箱5中可以在白天积蓄太阳能平板换热器的热能，于夜晚环境温度较低时将积蓄的热能传递给物料，既可以用来保证钢质槽体1内的物料温度，又可以为穿过其中的水箱内曝气管加热。利用太阳能平板换热器为内置蓄热换热水箱5里的水加温，保证反应器内有较高的发酵温度；由于水的比热值较高，蓄热能力强，能提供物料足够的发酵温度。

所述两个钢质槽体1西侧外壁上均设置有电机12，其中电机12的输出轴与贯穿钢质槽体1的搅拌轴14的一端连接，搅拌轴14另一端连接在钢质槽体1 东侧墙壁上，且搅拌轴14上设置有螺旋状分布的搅拌轴叶片13；

所述钢质槽体1顶部安装有阳光板温室7，阳光板温室7的数量为一个，阳光板温室7覆盖两个钢质槽体1的顶部形成的温室空间，钢质槽体1的顶部还设置有储气袋9、膨胀水箱8、高位液位计11及低位液位计10；其中高位液位计11及低位液位计10的探头均贯穿钢质槽体1顶盖进入钢质槽体1内腔；

其中膨胀水箱8通过贯穿钢质槽体1的管路与蓄热换热水箱5连通；

其中通气管6为安装有一个以上水封阀的管路，通气管6一端通向大气，另一端贯穿钢质槽体1顶部与钢质槽体1内腔连接；其中水封阀与钢质槽体1 之间的通气管6的管体上开设有两个通孔分别为出气口601及输气口602，出气口601通过管路与储气袋9连接，输气口602通过带有截止阀的管路与沼气净化机构连接；

其中北侧的钢质槽体1的东侧外壁上设置有进料机构，进料机构包括进料槽15、螺旋输送机I16、螺旋输送机II17、螺旋输送机III18及振荡板19；

所述进料槽15为截面是倒梯形的槽体，进料槽15上设置有螺旋输送机I16，其中螺旋输送机I16水平设置贯穿进料槽15侧壁；

所述螺旋输送机II17垂直于地面设置，且其两端分别与螺旋输送机I(16) 的出料口及螺旋输送机III18的进料口连接；

所述螺旋输送机III18倾斜插入进入北侧的钢质槽体1内，且在螺旋输送机III18出料口下方钢质槽体1的底板上设置有振荡板19；振荡板19不仅可以防止物料在入料端堆积滞留，使产甲烷菌和物料充分接触,促进物料发酵产气的逸出,还可以促进新加入物料细胞内有机质快速水解，加快厌氧消化速度；

所述回流机构包括转子泵20及管路；

其中转子泵20位于钢质槽体1东侧的地面上，转子泵20的进料口通过管道与南侧的钢质槽体1底部带有排液蝶阀的出料口连接；转子泵20的出料口通过管道贯穿北侧钢质槽体1顶板进入北侧钢质槽体1内；转子泵20及管路工作后进行物料的交换，提高料液的掺混程度，从而提高反应效率；

南侧钢质槽体1的南侧地面上设置有太阳能平板换热器，其中太阳能平板换热器的入水口通过管路与蓄热换热水箱5的出水口连接，太阳能平板换热器的出水口通过管路与蓄热换热水箱5的入水口连接；

利用太阳能平板换热器为内置蓄热换热水箱5里的水加温，保证反应器内有较高的发酵温度；由于水的比热值较高，蓄热能力强，能提供物料足够的发酵温度。

所述沼气净化机构包括脱水罐21、脱硫罐22、罗茨风机23、阻火器24及火炬25，其中脱水罐21、脱硫罐22、罗茨风机23、阻火器24及火炬25之间通过管路顺次连接，脱水罐21的进气口通过带有截止阀的管路与通气管6的输气口602连接，脱硫罐22与罗茨风机23之间的管路上顺次设置有三通管头及截止阀，三通管头上第三管口通过带有截止阀的管路连接至居民用气管道网络。

所述高位液位计11及低位液位计10的线盒部分安装在钢质槽体的顶部。

所述钢质槽体1与太阳能平板换热器连接的管路上设置有过滤器和循环泵。

所述振荡板19为超声波振荡板。

所述南侧钢质槽体1的底部设有一个以上带有排液蝶阀的出料口；

螺旋进料集装箱型半干式发酵沼气设备的使用方法，根据上述的螺旋进料集装箱型半干式发酵沼气设备，其特征是：包括以下步骤，且以下步骤顺次进行

步骤一、向太阳能平板换热器内注水。为防止太阳能平板换热器内热空气和冷水互相作用导致事故，本步骤需在凌晨和傍晚环境温度较低时进行；

步骤二、开启进料机构，螺旋输送机I16、螺旋输送机II17、螺旋输送机 III18及振荡板19均开始工作。利用铲车向进料槽15内投入干物质浓度20％的物料，螺旋输送机I16、螺旋输送机II17、螺旋输送机III18及振荡板(19) 的作用下，物料从进料槽15进入北侧钢质槽体1，直到料液体积达到钢质槽体 1内腔体积的80％时，高位液位计11接触到料液液面，高位液位计11的信号传输至进料机构的电控开关，进料机构关闭；

步骤三、打开太阳能平板换热器与蓄热换热水箱5连接管路上的循环泵。工作人员根据太阳能平板换热器的水温和钢质槽体1内的料温决定接下来循环泵的工作时间；

步骤四、将通气管6上的水封阀注满水，封闭两个钢质槽体1使内部物料进行厌氧发酵活动,并保证两个钢质槽体1的物料温度增至35℃以上；

步骤五、工作人员调整通气管6的水封阀，将杂气排出，直到经工作人员检测产生的沼气中甲烷含量达到50％以上，重新注水封闭水封阀；

步骤六、工作人员测定沼气成分达到标准后，打开输气口602与沼气净化机构间连接管路的截止阀，关闭脱硫罐22与罗茨风机23之间的截止阀，打开三通管路与居民用气管道网络之间连接管路的截止阀，使沼气进入居民用气管道网络；当储气袋9内沼气量过多时，关闭三通管路与居民用气管道网络之间连接管路的截止阀，打开脱硫罐22与罗茨风机23之间的截止阀，使多余沼气进入火炬25内燃烧。

步骤七、将南侧钢质槽体1底部带有排液蝶阀的出料口打开，排放部分料液，当南侧钢质槽体1内物料液面低至低位液位计10探头时停止排放料液。

步骤八，进行回流操作，开启回流机构及电机12，转子泵20开始将两个钢质槽体1之间的料液进行循环，电机12运动后带动搅拌轴14运动翻动钢质槽体1内的物料，增强料液的流动性，便于回流动作；

步骤九，操作人员添加物料，重复进行步骤二到七的过程。

Claims (5)

1.螺旋进料集装箱型半干式发酵沼气设备，其特征是：包括发酵系统、进料机构、回流机构、太阳能平板换热器及沼气净化机构；

所述发酵系统的正面分别设置有进料机构及回流机构；

其中发酵系统包括：钢质槽体(1)、通料管道(2)、高密度挤塑板(3)、聚氨酯层(4)、蓄热换热水箱(5)、通气管(6)、阳光板温室(7)、膨胀水箱(8)、储气袋(9)、低位液位计(10)、高位液位计(11)、电机(12)、搅拌轴叶片(13)及搅拌轴(14)；

所述钢质槽体(1)为长方体结构数量为两个，两个钢质槽体(1)沿着其长度方向平行布置，且钢质槽体(1)的正面朝向为正东方向；

钢质槽体(1)均放置在地面上，且两个钢质槽体(1)通过通料管道(2)连通；

其中钢质槽体(1)内壁的侧墙和棚顶设置有高分子密封防腐层，钢质槽体(1)外壁侧墙和顶板设置有聚氨酯层(4)，其中钢质槽体(1)内部底板上设置有蓄热换热水箱(5)，蓄热换热水箱(5)底部设置有高密度挤塑板(3)；

所述两个钢质槽体(1)西侧外壁上均设置有电机(12)，其中电机(12)的输出轴与贯穿钢质槽体(1)的搅拌轴(14)的一端连接，搅拌轴(14)另一端连接在钢质槽体(1)东侧墙壁上，且搅拌轴(14)上设置有螺旋状分布的搅拌轴叶片(13)；

所述钢质槽体(1)顶部安装有阳光板温室(7)，阳光板温室(7)的数量为一个，阳光板温室(7)覆盖两个钢质槽体(1)的顶部形成的温室空间，钢质槽体(1)的顶部还设置有储气袋(9)、膨胀水箱(8)、高位液位计(11)及低位液位计(10)；其中高位液位计(11)及低位液位计(10)的探头均贯穿钢质槽体(1)顶盖进入钢质槽体(1)内腔；

其中膨胀水箱(8)通过贯穿钢质槽体(1)的管路与蓄热换热水箱(5)连通；

其中通气管(6)为安装有一个以上水封阀的管路，通气管(6)一端通向大气，另一端贯穿钢质槽体(1)顶部与钢质槽体(1)内腔连接；其中水封阀与钢质槽体(1)之间的通气管(6)的管体上开设有两个通孔分别为出气口(601)及输气口(602)，出气口(601)通过管路与储气袋(9)连接，输气口(602) 通过带有截止阀的管路与沼气净化机构连接；

其中北侧的钢质槽体(1)的东侧外壁上设置有进料机构，进料机构包括进料槽(15)、螺旋输送机I(16)、螺旋输送机II(17)、螺旋输送机III(18)及振荡板(19)；

所述进料槽(15)为截面是倒梯形的槽体，进料槽(15)上设置有螺旋输送机I(16)，其中螺旋输送机I(16)水平设置贯穿进料槽(15)侧壁；

所述螺旋输送机II(17)垂直于地面设置，且其两端分别与螺旋输送机I(16)的出料口及螺旋输送机III(18)的进料口连接；

所述螺旋输送机III(18)倾斜插入进入北侧的钢质槽体(1)内，且在螺旋输送机III(18)出料口下方钢质槽体(1)的底板上设置有振荡板(19)；

所述回流机构包括转子泵(20)及管路；

其中转子泵(20)位于钢质槽体(1)东侧的地面上，转子泵(20)的进料口通过管道与南侧的钢质槽体(1)底部带有排液蝶阀的出料口连接；转子泵(20)的出料口通过管道贯穿北侧钢质槽体(1)顶板进入北侧钢质槽体(1)内；

南侧钢质槽体(1)的南侧地面上设置有太阳能平板换热器，其中太阳能平板换热器的入水口通过管路与蓄热换热水箱(5)的出水口连接，太阳能平板换热器的出水口通过管路与蓄热换热水箱(5)的入水口连接；

所述沼气净化机构包括脱水罐(21)、脱硫罐(22)、罗茨风机(23)、阻火器(24)及火炬(25)，其中脱水罐(21)、脱硫罐(22)、罗茨风机(23)、阻火器(24)及火炬(25)之间通过管路顺次连接，脱水罐(21)的进气口通过带有截止阀的管路与通气管(6)的输气口(602)连接，脱硫罐(22)与罗茨风机(23)之间的管路上顺次设置有三通管头及截止阀，三通管头上第三管口通过带有截止阀的管路连接至居民用气管道网络。

2.根据权利要求1所述的螺旋进料集装箱型半干式发酵沼气设备，其特征在于：所述高位液位计(11)及低位液位计(10)的线盒部分安装在钢质槽体的顶部。

3.根据权利要求1所述的螺旋进料集装箱型半干式发酵沼气设备，其特征在于：所述钢质槽体(1)与太阳能平板换热器连接的管路上设置有过滤器和循环泵。

4.根据权利要求1所述的螺旋进料集装箱型半干式发酵沼气设备，其特征在于：所述振荡板(19)为超声波振荡板。

5.根据权利要求1所述的螺旋进料集装箱型半干式发酵沼气设备，其特征在于：所述南侧钢质槽体(1)的底部设有一个以上带有排液蝶阀的出料口。

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