專利名稱：組合式可逆循環(huán)沼氣池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種分體式結(jié)構(gòu)的沼氣池，屬于沼氣技術(shù)中完全混合厭氧反應(yīng)器(CSTR)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。
技術(shù)背景
由于農(nóng)村戶用沼氣池在修建、管理和技術(shù)上較為普遍存在的一些問(wèn)題，使得聯(lián)戶沼氣池越來(lái)越受到關(guān)注，但聯(lián)戶沼氣池也面臨一些眾所周知的問(wèn)題。 問(wèn)題一 農(nóng)村修建沼氣池大多沿用磚混結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)量大、周期長(zhǎng)，影響工程質(zhì)量的因素較多；且這種結(jié)構(gòu)的沼氣池一旦主體工程竣工，幾乎很少再有改造的可能；在建成以后一旦出現(xiàn)問(wèn)題，維護(hù)也很困難。 問(wèn)題二、按照CSTR工藝要求，必須對(duì)沼氣池內(nèi)的沼料經(jīng)常進(jìn)行攪拌以避免分層和結(jié)殼。到目前為止，比較有效的攪拌方法依然是外動(dòng)力機(jī)械攪拌，這種攪拌裝置包括池外驅(qū)動(dòng)和池內(nèi)執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩部分。由于攪拌器的攪動(dòng)半徑和沼氣池的直徑成比例，所以當(dāng)沼氣池的容積較大時(shí)這種必不可少的裝置就顯得十分臃腫；而且即便如此，由于攪動(dòng)半徑大、轉(zhuǎn)速低，使得攪拌死區(qū)依然不可避免。 問(wèn)題三、目前CSTR沼氣池基本上做不到對(duì)沼氣池內(nèi)物流方向、滯留時(shí)間、分批、分
步、分時(shí)進(jìn)行人為有效地干預(yù)，使得沼氣生產(chǎn)的工藝和管理水平不可能做到精細(xì)化而只能
處于一種比較原始、粗放的狀態(tài)，這在很大程度上影響著這類沼氣工程運(yùn)行的品質(zhì)。 問(wèn)題四由于沼氣池中物料成分的復(fù)雜性，淤塞也是目前CSTR沼氣工程不容忽視
的課題之一。
發(fā)明內(nèi)容 針對(duì)農(nóng)村聯(lián)戶沼氣池工業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化水平低、攪拌裝置結(jié)構(gòu)臃腫、攪拌效果差以及工藝管理水平比較原始、粗放的現(xiàn)狀，本實(shí)用新型提供了一種組合式沼氣池。這種沼氣池?cái)P棄了磚混結(jié)構(gòu)的池體，而由多只可以工業(yè)化生產(chǎn)的反應(yīng)罐組合而成；它直接去掉了通常必備的、臃腫的機(jī)械攪拌裝置，而利用閥門(mén)組態(tài)和輸料泵以可逆循環(huán)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)沼料充分、均勻的攪拌；并在實(shí)現(xiàn)可逆循環(huán)攪拌的基礎(chǔ)上，依然通過(guò)閥門(mén)組態(tài)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了每只反應(yīng)罐的單獨(dú)進(jìn)料、排料以及反應(yīng)罐之間的倒料。這為提高產(chǎn)氣率和實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程的精細(xì)化管理創(chuàng)造了有利條件。 本實(shí)用新型解決上述問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是 1、沼氣池由多只可以工業(yè)化生產(chǎn)的反應(yīng)罐(比如，由滾塑工藝生產(chǎn)的全塑料或鋼襯塑反應(yīng)罐)組合而成，這種組合結(jié)構(gòu)有利于滿足用戶不同場(chǎng)地條件、不同規(guī)模的需求；[0010] 2、每只反應(yīng)罐都配有沼料進(jìn)、出控制閥，在反應(yīng)罐的沼料進(jìn)、出控制閥和輸料泵的進(jìn)、出口之間接有一組換向控制閥，通過(guò)這些閥門(mén)的組態(tài)和輸料泵的驅(qū)動(dòng)，就可以實(shí)現(xiàn)每只反應(yīng)罐里沼料的可逆循環(huán)攪拌。 3、在實(shí)現(xiàn)可逆循環(huán)的基礎(chǔ)上，再將輸料泵的進(jìn)、出口分別通過(guò)閥門(mén)與進(jìn)、排料管連通，操控相關(guān)閥門(mén)，可以實(shí)現(xiàn)每只反應(yīng)罐單獨(dú)進(jìn)料、排料，以及反應(yīng)罐之間的倒料。[0012] 這種技術(shù)方案的明顯效果是 1、反應(yīng)罐組合式結(jié)構(gòu)能大幅度減少現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)量，提高聯(lián)戶沼氣池從設(shè)計(jì)到施工的標(biāo)準(zhǔn)化和工業(yè)化水平，克服混凝土沼氣池常見(jiàn)的弊端。 2、通過(guò)加入閥門(mén)組態(tài)，使通常只有單一功能的抽渣泵，同時(shí)具有了攪拌、進(jìn)料、排料和倒料的多種功能，完全減掉了臃腫的機(jī)械攪拌裝置，也在一定程度上簡(jiǎn)化了反應(yīng)罐自身的結(jié)構(gòu)，而所增加的閥門(mén)成本卻相對(duì)較低。 3、強(qiáng)力、充分的可逆循環(huán)攪拌不僅有利于產(chǎn)氣率的提高，也使得相關(guān)管道和閥門(mén)被淤塞阻斷的可能性大大減低。 4、反應(yīng)罐進(jìn)料、排料、可逆循環(huán)以及罐間倒料的可操作性，為工藝流程的精細(xì)化管理和計(jì)算機(jī)控制提供了基礎(chǔ)。 5、在這種多反應(yīng)罐的組合式系統(tǒng)中，當(dāng)某一個(gè)反應(yīng)罐發(fā)生故障時(shí)，可通過(guò)關(guān)閉相關(guān)閥門(mén)將其單獨(dú)隔離進(jìn)行檢修，除了產(chǎn)氣量會(huì)按一定容積比例減小而外，不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系
統(tǒng)的停止運(yùn)行，這使系統(tǒng)工作的可靠性和維護(hù)的方便性得到了提高。[0018] 6、即使在工程完工以后，還可以比較方便地進(jìn)行擴(kuò)容。

圖1是本實(shí)用新型技術(shù)方案的簡(jiǎn)明示圖。 圖2是一個(gè)較為完整的聯(lián)戶型沼氣池實(shí)施方案。可以看出，圖1就是圖2的一部分。 圖1中，反應(yīng)罐(10、11)都配有沼料進(jìn)、出控制閥(12、13、14、15)，在反應(yīng)罐的沼料進(jìn)、出控制閥(12、 13、 14、 15)和輸料泵(1)的進(jìn)、出口之間接有一組換向控制閥(6、7、8、9)，通過(guò)這一組換向控制閥的組態(tài)可以控制沼料的上行和下行；同時(shí)，輸料泵(1)的進(jìn)、出口還分別通過(guò)閥門(mén)(4、5)與進(jìn)料管(2)和排料管(3)連通。 值得一提的是構(gòu)成的換向控制閥的四只閥門(mén)(6、7、8、9)也可以用一只三位四通閥來(lái)取代。 圖2在圖1的基礎(chǔ)上擴(kuò)充了一只反應(yīng)罐(21)和兩只輔助罐——進(jìn)料罐(22)和儲(chǔ)氣罐(24)。反應(yīng)罐(10、11、21)和儲(chǔ)氣罐(24)上邊的閥門(mén)(16、17、18和25)都為氣閥。[0024] 附圖中的箭頭，標(biāo)明了該處物流的流向。
具體實(shí)施方式
以圖1為例，對(duì)本實(shí)用新型各項(xiàng)功能的具體實(shí)施方式
分別說(shuō)明如下[0026] 1、可逆循環(huán)攪拌以反應(yīng)罐10為例。打開(kāi)閥門(mén)13、9、6和12，關(guān)閉其它閥門(mén)，啟動(dòng)輸料泵l，罐10中的沼料經(jīng)閥門(mén)13、9進(jìn)到輸料泵，出來(lái)后經(jīng)閥門(mén)6和12回到罐IO，形成正向的攪拌循環(huán)；此時(shí)如果關(guān)閉換向閥中的6和9，打開(kāi)7和8，罐10中的沼料就會(huì)經(jīng)過(guò)閥門(mén)12和8進(jìn)入輸料泵，出來(lái)后再經(jīng)閥7和13回到罐10，形成反向的攪拌循環(huán)。如果正、反向攪拌循環(huán)交替進(jìn)行，則成為可逆循環(huán)攪拌。 2、進(jìn)料以反應(yīng)罐10為例。打開(kāi)閥門(mén)4、6和12，關(guān)閉其它閥門(mén)，啟動(dòng)輸料泵l，新沼料就從進(jìn)料管2經(jīng)過(guò)閥門(mén)4進(jìn)入輸料泵，出來(lái)后再經(jīng)閥門(mén)6和12補(bǔ)充到罐10中。[0028] 3、排料以反應(yīng)罐10為例。打開(kāi)閥門(mén)13、9、和5，關(guān)閉其它閥門(mén)，啟動(dòng)輸料泵，罐10中的沼料就經(jīng)過(guò)閥13、9進(jìn)入輸料泵，出來(lái)后再經(jīng)閥5送入排料管3。 4、倒料以罐10中的沼料倒入罐11為例。先按上述排料法排掉反應(yīng)罐11中的沼料，然后打開(kāi)閥門(mén)13、9、6和14，關(guān)閉其余閥門(mén)，啟動(dòng)輸料泵，罐10中的沼料就經(jīng)過(guò)閥13、9、輸料泵、閥門(mén)6和14，進(jìn)入罐11。 5、沼氣池?cái)U(kuò)容只要輸料泵和主管道有足夠的排量，按反應(yīng)罐10或11的接入方式在圖1中的虛線上并入新的反應(yīng)罐即可。如圖2中增加的罐21、沼料控制閥19和20，以及氣閥18。 上面l-4項(xiàng)關(guān)于具體實(shí)施方式
的描述也完全適用于圖2，不再贅述。補(bǔ)充說(shuō)明幾點(diǎn) 1、圖2中，在閥門(mén)6、8、12、14、19的上端和進(jìn)料罐22之間，多加了一只閥門(mén)23，其功效在于打開(kāi)這只閥門(mén)，則多了一個(gè)利用壓差給反應(yīng)罐補(bǔ)料的途徑。 2、實(shí)際上在加、排料和倒料的過(guò)程中，有一個(gè)氣密條件下氣壓調(diào)節(jié)的問(wèn)題，此屬于另外一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，不贅述。只順便說(shuō)一句，如果圖2中的儲(chǔ)氣罐24是一只變?nèi)輧?chǔ)罐或氣囊則有利于氣壓調(diào)節(jié)。 3、反應(yīng)罐的沼料進(jìn)、出控制閥——比如罐IO的控制閥12和13，在本文中始終沒(méi)有說(shuō)明哪只是進(jìn)料閥，哪只是出料閥，其原因在于根據(jù)生產(chǎn)工藝需要，在不同的時(shí)段，它們誰(shuí)都可能是進(jìn)料閥，也可能是出料閥，這也是本實(shí)用新型名稱中"可逆循環(huán)"的另一含義所在。
權(quán)利要求一種組合式可逆循環(huán)沼氣池，特別是按照完全混合厭氧反應(yīng)器工藝設(shè)計(jì)的、至少包括兩只反應(yīng)罐和一臺(tái)輸料泵的沼氣池，其特征是反應(yīng)罐都配有沼料進(jìn)、出控制閥，在反應(yīng)罐的沼料進(jìn)、出控制閥和輸料泵的進(jìn)、出口之間接有換向控制閥。
2. 按權(quán)利要求1所述組合式可逆循環(huán)沼氣池，其特征是輸料泵的進(jìn)、出口還分別通過(guò)閥門(mén)與進(jìn)、排料管連通。
專利摘要組合式可逆循環(huán)沼氣池。特別是按照完全混合厭氧反應(yīng)器工藝設(shè)計(jì)的、至少包括兩只反應(yīng)罐和一臺(tái)輸料泵的沼氣池。其特征是這種沼氣池的反應(yīng)罐都配有沼料進(jìn)、出控制閥，在反應(yīng)罐的沼料進(jìn)、出控制閥和輸料泵的進(jìn)、出口之間接有一組換向控制閥；同時(shí)，輸料泵的進(jìn)、出口還分別通過(guò)閥門(mén)與進(jìn)、排料管連通。通過(guò)上述閥門(mén)的組態(tài)和輸料泵的驅(qū)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)1、反應(yīng)罐中的沼料可逆循環(huán)攪拌，2、反應(yīng)罐單獨(dú)進(jìn)、排料，3、反應(yīng)罐之間的倒料。從而完全省掉了沼氣池通常必備的機(jī)械攪拌裝置，并為實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程的精細(xì)化管理創(chuàng)造了條件。
文檔編號(hào)C12M1/107GK201442939SQ20092000908
公開(kāi)日2010年4月28日 申請(qǐng)日期2009年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月23日
發(fā)明者儲(chǔ)江偉, 王福全, 羅競(jìng)明, 羅雁, 韓冰源 申請(qǐng)人:羅競(jìng)明;儲(chǔ)江偉;王福