CN211620511U - 一种秸秆干法厌氧发酵装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及生物质燃料设备技术领域，提供一种秸秆干法厌氧发酵装置，旨在解决目前的秸秆干法厌氧发酵装置多为单一罐体，通过喷淋进行接种，虽然成本很小，但是无法控制喷淋的均匀度和均匀性，物料反应不充分，发酵效果较差，产气率低的问题，包括发酵罐和发酵罐下端安装的多个支撑脚，所述发酵罐的上端设有进料口和用于检测秸秆物料高度的超声波物位计，发酵罐的侧壁上设有排渣门，且排渣门上安装有透明观察窗，发酵罐的内腔中自上而下依次设有喷淋机构和翻搅机构，发酵罐的顶壁上贯通连接有排气管，且排气管上依次设有压力表和排气阀。本实用新型尤其适用于秸秆的环保处理和利用，具有较高的社会使用价值和应用前景。

Description

一种秸秆干法厌氧发酵装置

技术领域

本实用新型涉及生物质燃料设备技术领域，具体涉及一种秸秆干法厌氧发酵装置。

背景技术

秸秆是成熟农作物茎叶(穗)部分的总称。通常指小麦、水稻、玉米、薯类、油菜、棉花、甘蔗和其它农作物(通常为粗粮)在收获籽实后的剩余部分。农作物光合作用的产物有一半以上存在于秸秆中，秸秆富含氮、磷、钾、钙、镁和有机质等，是一种具有多用途的可再生的生物资源。

现有对秸秆的处理主要以焚烧、还田和湿法厌氧技术为主，秸秆的焚烧处理，不仅破坏了耕地土壤结构，而且产生的浓烟污染空气；厌氧发酵是农作物秸秆提高其价值的秸秆处理方法，实现了生物质的无害化处理，同时秸秆经过沼气发酵后，仍然是很好的有机肥料，是实现循环农业的一个主要途径。

目前所使用的秸秆干法厌氧发酵装置多为单一罐体，通过喷淋进行接种，虽然成本很小，但是无法控制喷淋的均匀度和均匀性，物料反应不充分，发酵效果较差，产气率低。

公开号为CN208472089U的专利，公开了一种秸秆干法厌氧发酵装置，它包括搅拌装置和加热装置，搅拌装置包括罐体和搅拌电机，罐体的顶部设置有搅拌电机，搅拌电机的下方固定连接有输出轴，输出轴的底端穿过罐体的上壁并延伸至罐体的内部，输出轴的下方有加热装置，加热装置包括积水盘和导热水管，输出轴的底端固定有积水盘，积水盘的下表面连通有若干导热水管，导热水管的内部均设置有加热片，该装置通过搅拌，提高发酵效率，但是该装置存在无法控制喷淋的均匀度和均匀性的问题，为此，我们提出了一种秸秆干法厌氧发酵装置。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种秸秆干法厌氧发酵装置，克服了现有技术的不足，设计合理，结构紧凑，旨在解决目前的秸秆干法厌氧发酵装置多为单一罐体，通过喷淋进行接种，虽然成本很小，但是无法控制喷淋的均匀度和均匀性，物料反应不充分，发酵效果较差，产气率低的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：

一种秸秆干法厌氧发酵装置，包括发酵罐和发酵罐下端安装的多个支撑脚，所述发酵罐的上端设有进料口和用于检测秸秆物料高度的超声波物位计，发酵罐的侧壁上设有排渣门，且排渣门上安装有透明观察窗，发酵罐的内腔中自上而下依次设有喷淋机构和翻搅机构，发酵罐的顶壁上贯通连接有排气管，且排气管上依次设有压力表和排气阀；

所述喷淋机构包括多个水平排列在发酵罐内腔中的喷淋管，喷淋管的下端安装有多个喷淋头，且喷淋管的输入端到达发酵罐的外腔并安装在同一个分流管的侧壁上，分流管安装在发酵罐的侧壁以上，且分流管上贯通连接有进水管，且进水管与外界水源相连通，进水管上设有进水阀。

进一步的，所述翻搅机构包括转动安装在发酵罐内腔下部的转动杆，且转动杆的一端到达发酵罐的外腔并安装有驱动电机的输出端，驱动电机安装在发酵罐的外壁上，转动杆位于发酵罐内腔的一段上固定套设有转动筒，且转动筒的环形侧壁上安装有多个呈螺旋状设置的翻搅杆。

进一步的，所述发酵罐的进料口上连接有螺旋传输机的输出端，且螺旋传输机的输入端上安装有用于粉碎秸秆的粉碎机。

进一步的，所述发酵罐的内腔下部安装有用于堆沤秸秆的钢筛网，且钢筛网水平固定在发酵罐对应的排渣门下边缘位置的内壁上。

进一步的，所述发酵罐的内底壁上贯通安装有用于排出渗滤液的排水管，且排水管上安装有排水阀。

进一步的，所述发酵罐的内侧壁上自上而下依次设有多组呈环状排列的加热件，且相邻两组加热件之间均设有温度传感器，温度传感器安装在发酵罐的内壁上。

进一步的，所述发酵罐的前壁上安装有控制面板，且控制面板上设有显示屏和控制按钮，控制面板内置有PLC控制器。

(三)有益效果

本实用新型实施例提供了一种秸秆干法厌氧发酵装置，具备以下有益效果：

1、通过粉碎机、螺旋传输机和发酵罐的组合结构，粒径对秸秆干法发酵产沼气有较为显著影响，在1cm、3cm、5cm三种不同规格的秸秆粒径中,3cm规格的秸秆产气效果优于1cm、5cm规格秸秆,比1cm、5cm秸秆沼气累积产气量分别高10.12％、11.39％,甲烷累积产气量分别高10.06％、5.96％，所以，优选对秸秆粉碎为3cm规格的粒径，有效的提高秸秆干法厌氧发酵效率，提高产气率。

2、通过发酵罐、喷淋机构、加热件和温度传感器的组合结构，通过进水阀的间歇开启，保证多个喷淋管和喷淋管下端安装的喷淋头，对秸秆均匀的喷洒，保证秸秆的干法厌氧发酵效率，配合加热件和温度传感器，保证发酵罐中发酵温度的控制，均匀加热，物料反应充分，提高秸秆发酵效率。

3、通过喷淋机构、加热件和翻搅机构的组合结构，驱动电机启动，有效的带动动筒的环形侧壁上安装的多个呈螺旋状设置的翻搅杆进行转动，对堆沤的秸秆进行翻搅，提高发酵效率，配合加热件和翻搅机构的设置，提高秸秆发酵效率和秸秆发酵利用率。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种秸秆干法厌氧发酵装置的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1为本实用新型外观示意图；

图2为本实用新型中发酵罐的内部结构示意图；

图3为本实用新型图2中A-A结构示意图；

图4为本实用新型中喷淋机构的结构示意图。

图中：粉碎机1、螺旋传输机2、发酵罐3、喷淋机构4、喷淋管41、喷淋头42、分流管43、进水管44、进水阀45、加热件5、温度传感器6、

翻搅机构7、转动杆71、驱动电机72、转动筒73、翻搅杆74、钢筛网8、滤液排水管9、排水阀10、超声波物位计11、排气管12、压力表13、排气阀14、控制面板15、排渣门16、透明观察窗17。

具体实施方式

下面结合附图1-4和实施例对本实用新型进一步说明：

实施例1

一种秸秆干法厌氧发酵装置，包括发酵罐3和发酵罐3下端安装的多个支撑脚，所述发酵罐3的上端设有进料口和用于检测秸秆物料高度的超声波物位计 11，发酵罐3的侧壁上设有排渣门16，且排渣门16上安装有透明观察窗17，保证秸秆反应后的废渣的排出，发酵罐3的内腔上部设有喷淋机构4，对秸秆进行间歇的喷淋，保证秸秆的干法厌氧发酵，发酵罐3的顶壁上贯通连接有排气管 12，且排气管12上依次设有压力表13和排气阀14，通过与发酵罐3贯通的排气管12，可以使得压力表13测得发酵罐3中的沼气发酵产生的压力，配合排气阀14在达到使用标准后，排出发酵产生的沼气，保证秸秆沼气的充分利用。

本实施例中，如图2和4所示，所述喷淋机构4包括多个水平排列在发酵罐 3内腔中的喷淋管41，喷淋管41的下端安装有多个喷淋头42，且喷淋管41的输入端到达发酵罐3的外腔并安装在同一个分流管43的侧壁上，分流管43安装在发酵罐3的侧壁以上，且分流管43上贯通连接有进水管44，且进水管44与外界水源相连通，进水管44上设有进水阀45，通过进水阀45的间歇开启，保证多个喷淋管41和喷淋管41下端安装的喷淋头42，对秸秆均匀的喷洒，保证秸秆的干法厌氧发酵效率。

本实施例中，如图1所示，所述发酵罐3的进料口上连接有螺旋传输机2 的输出端，且螺旋传输机2的输入端上安装有用于粉碎秸秆的粉碎机1，经试验数据表明，粒径对秸秆干法发酵产沼气有较为显著影响。在1cm、3cm、5cm三种不同规格的秸秆粒径中,3cm规格的秸秆产气效果优于1cm、5cm规格秸秆,比1cm、 5cm秸秆沼气累积产气量分别高10.12％、11.39％,甲烷累积产气量分别高10.06％、 5.96％，所以，优选对秸秆粉碎为3cm规格的粒径。

本实施例中，如图2所示，所述发酵罐3的内腔下部安装有用于堆沤秸秆的钢筛网8，且钢筛网8水平固定在发酵罐3对应的排渣门16下边缘位置的内壁上，保证秸秆的堆沤，同时可以沥出多余水分，保证秸秆的厌氧发酵。

本实施例中，如图2所示，所述发酵罐3的内底壁上贯通安装有用于排出渗滤液的排水管9，且排水管9上安装有排水阀10，便于及时排出渗滤液，保证秸秆的干法厌氧发酵效率。

本实施例中，如图2和3所示，所述发酵罐3的内侧壁上自上而下依次设有多组呈环状排列的加热件5，且相邻两组加热件5之间均设有温度传感器6，温度传感器6安装在发酵罐3的内壁上，本实施例中，加热件5可为电阻加热、感应加热、电弧加热和介质加热等，本实施例中，选择电阻加热，价格相对低廉，加热效果良好，有效的配合温度传感器6，进行发酵罐3中发酵温度的控制，保证均匀加热，提高秸秆发酵效率。

本实施例中，如图1所示，所述发酵罐3的前壁上安装有控制面板15，且控制面板15上设有显示屏和控制按钮，控制面板15内置有PLC控制器，本实施例中，PLC控制器的型号为西门子S7-200，控制面板15与粉碎机1、螺旋传输机2、进水阀45、加热件5、温度传感器6、超声波物位计11、压力表13和排气阀14电性连接；

加工人员通过对控制面板15上控制按钮的操控，结合PLC控制器，有效的控制粉碎机1、螺旋传输机2的启停，将粉碎成一定粒径的秸秆传输至发酵罐3 中进行发酵；有效的控制进水阀45的启停，保证间歇的对堆沤的秸秆喷洒水，保证秸秆的干法厌氧发酵所需，提高发酵效率；有效的控制超声波物位计11，保证发酵罐3中秸秆容量的控制；有效的控制加热件5的启停，配合温度传感器 6，保证发酵罐3中各高度秸秆的均匀加热，提高发酵效率；可以结合压力表13 的压力数值，有效的监测发酵罐3中发酵产生沼气的气压，控制排气阀14的启闭，在沼气达到使用标准后，排出发酵产生的沼气，保证秸秆沼气的充分利用。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，如图2和3所示，发酵罐3的内腔下部设有翻搅机构7，所述翻搅机构7包括转动安装在发酵罐3内腔下部的转动杆71，且转动杆71的一端到达发酵罐3的外腔并安装有驱动电机72的输出端，驱动电机72安装在发酵罐3的外壁上，转动杆71位于发酵罐3内腔的一段上固定套设有转动筒73，且转动筒73的环形侧壁上安装有多个呈螺旋状设置的翻搅杆74，驱动电机72启动，有效的带动动筒73的环形侧壁上安装的多个呈螺旋状设置的翻搅杆74进行转动，对堆沤的秸秆进行翻搅，提高发酵效率，同时，可以理解的是，螺旋状设置的翻搅杆74可以带动秸秆进行有效的全面翻搅，接种物和秸秆物料进行均匀的搅拌混合，保证接种物和秸秆充分接触，发酵效果更佳。

其他未描述结构参照实施例1。

本实用新型的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本实用新型的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本实用新型的精神，都在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种秸秆干法厌氧发酵装置，包括发酵罐和发酵罐下端安装的多个支撑脚，其特征在于，所述发酵罐的上端设有进料口和用于检测秸秆物料高度的超声波物位计，发酵罐的侧壁上设有排渣门，且排渣门上安装有透明观察窗，发酵罐的内腔中自上而下依次设有喷淋机构和翻搅机构，发酵罐的顶壁上贯通连接有排气管，且排气管上依次设有压力表和排气阀；

所述喷淋机构包括多个水平排列在发酵罐内腔中的喷淋管，喷淋管的下端安装有多个喷淋头，且喷淋管的输入端到达发酵罐的外腔并安装在同一个分流管的侧壁上，分流管安装在发酵罐的侧壁以上，且分流管上贯通连接有进水管，且进水管与外界水源相连通，进水管上设有进水阀。

2.如权利要求1所述的一种秸秆干法厌氧发酵装置，其特征在于：所述翻搅机构包括转动安装在发酵罐内腔下部的转动杆，且转动杆的一端到达发酵罐的外腔并安装有驱动电机的输出端，驱动电机安装在发酵罐的外壁上，转动杆位于发酵罐内腔的一段上固定套设有转动筒，且转动筒的环形侧壁上安装有多个呈螺旋状设置的翻搅杆。

3.如权利要求1所述的一种秸秆干法厌氧发酵装置，其特征在于：所述发酵罐的进料口上连接有螺旋传输机的输出端，且螺旋传输机的输入端上安装有用于粉碎秸秆的粉碎机。

4.如权利要求1所述的一种秸秆干法厌氧发酵装置，其特征在于：所述发酵罐的内腔下部安装有用于堆沤秸秆的钢筛网，且钢筛网水平固定在发酵罐对应的排渣门下边缘位置的内壁上。

5.如权利要求1所述的一种秸秆干法厌氧发酵装置，其特征在于：所述发酵罐的内底壁上贯通安装有用于排出渗滤液的排水管，且排水管上安装有排水阀。

6.如权利要求1所述的一种秸秆干法厌氧发酵装置，其特征在于：所述发酵罐的内侧壁上自上而下依次设有多组呈环状排列的加热件，且相邻两组加热件之间均设有温度传感器，温度传感器安装在发酵罐的内壁上。

7.如权利要求1所述的一种秸秆干法厌氧发酵装置，其特征在于：所述发酵罐的前壁上安装有控制面板，且控制面板上设有显示屏和控制按钮，控制面板内置有PLC控制器。

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