專利名稱：一種連續(xù)式干法沼氣發(fā)酵的設備的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于有機固體廢棄物資源化利用領域，特別是涉及到一種適用于連續(xù)式干發(fā)酵法來制取沼氣的設備。
背景技術：
我國每年農(nóng)業(yè)固體廢棄物產(chǎn)出量巨大，造成嚴重環(huán)境污染，同時，又面臨農(nóng)村一次能源短缺的現(xiàn)狀。應用沼氣發(fā)酵技術處理有機固體廢棄物，可以將有機固體廢棄物轉(zhuǎn)化成清潔能源沼氣和綠色生物有機肥料，改善能源緊缺的現(xiàn)狀，沼氣和沼肥能夠為用戶創(chuàng)造良好經(jīng)濟效益，生物有機肥的使用還能提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，促進農(nóng)民增產(chǎn)、增收，綜合效益顯著。根據(jù)反應器中物料的固體含量(TS)，沼氣發(fā)酵技術可分為濕式 發(fā)酵(TS ( 12%)和干式發(fā)酵(TS ^ 20%)兩種。濕式發(fā)酵技術在畜禽糞便厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣和有機垃圾厭氧產(chǎn)沼氣等方面已經(jīng)得到應用，各方面的技術已經(jīng)比較成熟。與濕法發(fā)酵工藝相比，干法發(fā)酵工藝具有如下優(yōu)點(1)負荷大，容積產(chǎn)能高，設備體積大大減小；(2)需水量低或不需水，節(jié)約水資源；(3)幾乎無沼液產(chǎn)生，廢渣含水量低，后續(xù)處理費用低；(4)運行過程穩(wěn)定，無濕法工藝中的浮渣、沉渣等問題；(5)臭氣排放少；(6)冬季耗能低等。目前，在干法發(fā)酵方面，國內(nèi)外在工程化應用中的技術形式主要是以間歇式干法沼氣發(fā)酵技術為主，存在產(chǎn)氣不連續(xù)，而且每個發(fā)酵周期結(jié)束后，都要重新啟動，每次啟動都需要將大量的雜氣排空，造成環(huán)境污染；同時，厭氧階段不帶有攪拌裝置，存在物料傳熱、傳質(zhì)差，產(chǎn)氣率低等問題。在相關文獻檢索中，“一種干式發(fā)酵的設備及其方法”(專利號CN200510082723. 1)，提及一種由槽體、柔性密封膜以及密封連接裝置構成的厭氧發(fā)酵反應器，厭氧發(fā)酵方式為間歇式干發(fā)酵，產(chǎn)氣不連續(xù)，同時，厭氧發(fā)酵過程中無攪拌，物料傳熱、傳質(zhì)效果不好，產(chǎn)氣率低；“連續(xù)式干發(fā)酵沼氣發(fā)生池”(專利號CN200610067579. 9)，提及的反應器結(jié)構底部設計成斜坡形，進出料采用攪龍送料，雖可以連續(xù)發(fā)酵，但厭氧發(fā)酵中無攪拌，物料傳熱、傳質(zhì)差，產(chǎn)氣率低，并且進出料時氣體封閉存在一定困難。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術當中干法沼氣發(fā)酵方式采用間歇發(fā)酵方式的難題，開發(fā)出一種連續(xù)式干法沼氣發(fā)酵的設備，解決了干法沼氣發(fā)酵的物料攪拌和連續(xù)干發(fā)酵進出料時氣體的封閉問題。物料攪拌能提高傳熱傳質(zhì)的效果，連續(xù)發(fā)酵有利于保持菌種活性，可有效提高發(fā)酵的產(chǎn)氣率和效率，并且產(chǎn)氣均衡穩(wěn)定、有連續(xù)性。一種連續(xù)式干法沼氣發(fā)酵的設備，其特征是包括上料裝置、進料裝置、水槽、砼膜槽反應器、柔性膜、滾筒攪拌器、滾筒、槽體、出氣口、沼氣鍋爐、太陽能熱水器、輸水管路、出料裝置、第二定筒、地熱管、液壓馬達、液壓油管、第一定筒、液壓泵、導流葉片、揚料板、第二視窗，所述的上料裝置與進料裝置連接；所述的水槽設置在槽體的頂部；所述的砼膜槽反應器由槽體構成其底面和四個立面，由柔性膜構成其頂面，砼膜槽反應器的兩端分別安裝有第一定筒和第二定筒；進料裝置和出料裝置分別與第一定筒和第二定筒相連接；所述的滾筒攪拌器與液壓馬達聯(lián)接，液壓馬達通過液壓油管與液壓泵連接，滾筒攪拌器的主要部件滾筒位于砼膜槽反應器的內(nèi)部，且在滾筒的內(nèi)部設有導流葉片和揚料板，滾筒兩端通過第一定筒和第二定筒分別與進料裝置和出料裝置相連通；所述的槽體的墻體上設有出氣口，槽體的底部鋪有地熱管；所述的沼氣鍋爐和太陽能熱水器通過輸水管路與地熱管連接；所述的第二定筒上設有第二視窗。所述的進料裝置由第一刀切閥、第二刀切閥和進料腔構成，進料腔的上部安裝有第一排氣口，下部安裝有第一進水口和第一出水口。所述的水槽通過注水密封柔性膜與槽體的聯(lián)接處。所述的槽體的一個底面和四面圍墻為鋼筋混凝土結(jié)構，其底面和四面圍墻的外部采用苯板保溫，內(nèi)部采用聚氨酯防水涂料涂刮。所述的出料裝置由第三刀切閥、第四刀切閥和出料腔構成，出料腔的上部安裝有 進氣口、第二排氣口和第一視窗，其下部安裝有第二進水口和第二出水口。所述的沼氣鍋爐、太陽能熱水器和輸水管路構成了輔助加熱系統(tǒng)，沼氣鍋爐和太陽能熱水器通過循環(huán)泵經(jīng)輸水管路將熱量輸送到槽體底部的地熱管內(nèi)，增加了砼膜槽反應器和滾筒內(nèi)的溫度。通過上述設計方案，本實用新型可以帶來如下有益效果本實用新型采用砼膜槽結(jié)構反應器形成厭氧空間，槽體內(nèi)部刮涂聚氨酯涂料，氣密性好；柔性膜與槽體聯(lián)接處采用水槽注水密封，密封可靠；并且柔性膜覆蓋可直觀判斷反應器內(nèi)氣體的排除情況，保證反應器的安全，維修時柔性膜可以打開，便于人員進入反應器，黑色柔性膜可吸收太陽光的熱量，提高反應器內(nèi)的溫度。本實用新型采用滾筒攪拌可以大大降低攪拌的動力消耗，同時靠滾筒內(nèi)部的揚料板、導流葉片以及滾筒的安裝斜度，不但可以充分混合物料，而且可以移動物料便于連續(xù)發(fā)酵進出料；利用液壓馬達驅(qū)動滾筒，只需通過液壓泵將液壓油經(jīng)液壓油管輸入到反應器內(nèi)的液壓馬達即可，液壓油管與槽體之間是靜密封，不存在動密封，對干發(fā)酵來講密封比較容易解決，可以保證反應器的氣密性，而且液壓泵及油箱可以設在遠離反應器的單獨工作間，能夠保證傳動的防爆安全。本實用新型采取雙刀切閥次序開閉進出料的方法，上料時物料要裝滿進料腔，可防止氧氣進入反應器內(nèi)部，通過向進料腔內(nèi)注水將擴散到進料腔內(nèi)沼氣壓回到反應器，使進料過程中沒有沼氣溢出，而且在下次進料之前，進料腔內(nèi)充滿水形成水封，保證反應器的氣密性；出料時物料要裝滿出料腔，可防止沼氣溢出反應器，通過向出料腔內(nèi)注水將出料時擴散到出料腔內(nèi)的空氣排出，保證下次出料時不會有空氣進入反應器。本實用新型采取連續(xù)式干法厭氧發(fā)酵的設備來處理固體有機廢棄物，并且厭氧過程中利用滾筒攪拌器對物料進行攪拌，可保持菌種活性，提高物料傳熱傳質(zhì)效果，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)發(fā)酵產(chǎn)氣，并且具有較高的發(fā)酵效率和產(chǎn)氣率。
以下結(jié)合附圖
和具體實施方式
對本實用新型作進一步的說明圖I為本實用新型的整體結(jié)構示意圖。圖2為本實用新型的進料裝置的結(jié)構示意圖。[0020]圖3為本實用新型的出料裝置的結(jié)構示意圖。圖4為本實用新型的滾筒的截面示意圖。圖5為本實用新型的第二定筒的右視圖。圖中I-上料裝置、2-進料裝置、3-水槽、4-砼膜槽反應器、5-柔性膜、6_滾筒攪拌器、7-滾筒、8-槽體、9-出氣口、10-沼氣鍋爐、11-太陽能熱水器、12-輸水管路、13-出料裝置、14-第二定筒、15-地熱管、16-液壓馬達、17-液壓油管、18-第一定筒、19-液壓泵、20-第二刀切閥、21-第一進水口、22-進料腔、23-第一刀切閥、24-第一排氣口、25-第一出水口、26-第四刀切閥、27-第二進水口、28-出料腔、29-第三刀切閥、30-進氣口、31-第二排氣口、32-第一視窗、33-第二出水口、34-導流葉片、35-揚料板、36-第二視窗。
具體實施方式
如圖所示本實用新型是這樣設計的如圖I所示，該連續(xù)式干法沼氣發(fā)酵的設備主要由上料裝置I、進料裝置2、砼膜槽反應器4、滾筒攪拌器6、出料裝置13以及輔助加熱系統(tǒng)等部分構成。具體連接方式如下，上料裝置I與進料裝置2連接；水槽3設置在槽體8的頂部；砼膜槽反應器4由槽體8構成其底面和四個立面，由柔性膜5構成其頂面，砼膜槽反應器4的兩端分別安裝有第一定筒18和第二定筒14 ;進料裝置2和出料裝置13分別與第一定筒18和第二定筒14相連接；滾筒攪拌器6與液壓馬達16聯(lián)接，液壓馬達16通過液壓油管17與液壓泵19連接，滾筒攪拌器6的主要部件滾筒7位于砼膜槽反應器4的內(nèi)部，且在滾筒7的內(nèi)部設有導流葉片34和揚料板35，滾筒7兩端通過第一定筒18和第二定筒14分別與進料裝置2和出料裝置13相連通；槽體8的墻體上設有出氣口 9，槽體8的底部鋪有地熱管15 ;沼氣鍋爐10和太陽能熱水器11通過輸水管路12與地熱管15連接；第二定筒14上設有第二視窗36。進料裝置2由雙刀切閥和一個容料腔構成，即由第一刀切閥23、第二刀切閥20和進料腔22構成，進料腔22的上部安裝有第一排氣口 24，下部安裝有第一進水口 21和第一出水口 25。水槽3通過注水密封柔性膜5與槽體8的聯(lián)接處。槽體8的一個底面和四面圍墻為鋼筋混凝土結(jié)構，其底面和四面圍墻的外部采用苯板保溫，內(nèi)部采用聚氨酯防水涂料涂刮。出料裝置13由雙刀切閥和一個容料腔構成，即由第三刀切閥29、第四刀切閥26和出料腔28構成，出料腔28的上部安裝有進氣口 30、第二排氣口 31和第一視窗32，其下部安裝有第二進水口 27和第二出水口 33。沼氣鍋爐10、太陽能熱水器11和輸水管路12構成了輔助加熱系統(tǒng)，沼氣鍋爐10和太陽能熱水器11可以對水箱中的水加溫，并通過循環(huán)泵經(jīng)輸水管路12輸送到槽體8底部的地熱管15，從而對砼膜槽反應器4內(nèi)部空間進行增溫，可有效提高滾筒7內(nèi)物料的溫度。社會效益本實用新型可以很好地處理畜禽糞便和農(nóng)作物秸桿等農(nóng)業(yè)固體有機物，同時生產(chǎn)沼氣和綠色有機肥。沼氣可作為生產(chǎn)和生活用能，即可節(jié)約燃煤，又可減少排入大氣污染物SO2、煙塵等；綠色有機肥出售給周邊農(nóng)民，用來種菜、種糧食，既可減少病蟲害，改良土壤，又可生產(chǎn)綠色有機食品，為農(nóng)民帶來很好的經(jīng)濟效益；畜禽糞便、農(nóng)作物秸桿等有機固體廢棄物經(jīng)有效處理后可大大減少其對地表水、地下水、大氣環(huán)境的污染以及微生物污染等，提高農(nóng)村及城市環(huán)境質(zhì)量。總之，利用本實用新型即能無害化處理畜禽糞便及農(nóng)作物秸桿 ，又可實現(xiàn)廢棄物資源化利用，對保護農(nóng)村環(huán)境，改善能源結(jié)構，有效利用資源，延伸產(chǎn)業(yè)鏈條，增加農(nóng)民收入具有現(xiàn)實意義，是建設社會主義新農(nóng)村的一項重要舉措，社會效益顯著。
權利要求1.一種連續(xù)式干法沼氣發(fā)酵的設備，其特征是包括上料裝置(I)、進料裝置(2)、水槽(3)、砼膜槽反應器(4)、柔性膜(5)、滾筒攪拌器(6)、滾筒(7)、槽體(8)、出氣口(9)、沼氣鍋爐(10)、太陽能熱水器(11)、輸水管路(12)、出料裝置(13)、第二定筒(14)、地熱管(15)、液壓馬達(16)、液壓油管(17)、第一定筒(18)、液壓泵(19)、導流葉片(34)、揚料板(35)、第二視窗(36);所述的上料裝置(I)與進料裝置(2)連接；所述的水槽(3)設置在槽體(8)的頂部；所述的砼膜槽反應器(4)由槽體(8)構成其底面和四個立面，由柔性膜(5)構成其頂面，砼膜槽反應器(4)的兩端分別安裝有第一定筒(18)和第二定筒(14);進料裝置(2)和出料裝置(13)分別與第一定筒(18)和第二定筒(14)相連接；所述的滾筒攪拌器(6)與液壓馬達(16)聯(lián)接，液壓馬達(16)通過液壓油管(17)與液壓泵(19)連接，滾筒攪拌器(6)的主要部件滾筒(7)位于砼膜槽反應器(4)的內(nèi)部，且在滾筒(7)的內(nèi)部設有導流葉片(34)和揚料板(35)，滾筒(7)兩端通過第一定筒(18)和第二定筒(14)分別與進料裝置(2)和出料裝置(13)相連通；所述的槽體(8)的墻體上設有出氣口(9)，槽體(8)的底部鋪有地熱管(15);所述的沼氣鍋爐(10)和太陽能熱水器(11)通過輸水管路(12)與地熱管(15)連接；所述的第二定筒(14)上設有第二視窗(36)。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種連續(xù)式干法沼氣發(fā)酵的設備，其特征是所述的進料裝置(2)由第一刀切閥(23)、第二刀切閥(20)和進料腔(22)構成，進料腔(22)的上部安裝有第一排氣口(24)，下部安裝有第一進水口(21)和第一出水口(25)。
3.根據(jù)權利要求I所述的一種連續(xù)式干法沼氣發(fā)酵的設備，其特征是所述的水槽(3)通過注水密封柔性膜(5)與槽體(8)的聯(lián)接處。
4.根據(jù)權利要求I所述的一種連續(xù)式干法沼氣發(fā)酵的設備，其特征是所述的槽體(8)的一個底面和四面圍墻為鋼筋混凝土結(jié)構，其底面和四面圍墻的外部采用苯板保溫，內(nèi)部采用聚氨酯防水涂料涂刮。
5.根據(jù)權利要求I所述的一種連續(xù)式干法沼氣發(fā)酵的設備，其特征是所述的出料裝置(13)由第三刀切閥(29)、第四刀切閥(26)和出料腔(28)構成，出料腔(28)的上部安裝有進氣口(30)、第二排氣口(31)和第一視窗(32)，其下部安裝有第二進水口(27)和第二出水口(33)。
6.根據(jù)權利要求I所述的一種連續(xù)式干法沼氣發(fā)酵的設備，其特征是所述的沼氣鍋爐(10)、太陽能熱水器(11)和輸水管路(12)構成了輔助加熱系統(tǒng)，沼氣鍋爐(10)和太陽能熱水器(11)通過循環(huán)泵經(jīng)輸水管路(12)將熱量輸送到槽體(8)底部的地熱管(15)內(nèi)，增加了砼膜槽反應器(4)和滾筒(7)內(nèi)的溫度。
專利摘要一種連續(xù)式干法沼氣發(fā)酵的設備，屬于有機固體廢棄物資源化利用領域；有上料裝置、進料裝置等，上料裝置與進料裝置連接；水槽設置在槽體頂部；砼膜槽反應器由槽體構成其底面和立面，柔性膜構成其頂面，其兩端分別安裝有第一定筒和第二定筒，并與進料裝置和出料裝置相連接；滾筒攪拌器與液壓馬達聯(lián)接，液壓馬達通過液壓油管與液壓泵連接，滾筒位于砼膜槽反應器內(nèi)部，且在滾筒內(nèi)部安裝導流葉片和揚料板；槽體的墻體上有出氣口，其底部鋪地熱管；沼氣鍋爐和太陽能熱水器通過輸水管路與地熱管連接；第二定筒上有第二視窗。本實用新型保持了菌種活性，提高物料傳熱傳質(zhì)效果，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)發(fā)酵產(chǎn)氣，具有較高的發(fā)酵效率和產(chǎn)氣率。
文檔編號C12M1/16GK202576414SQ2012202600
公開日2012年12月5日 申請日期2012年6月4日 優(yōu)先權日2012年6月4日
發(fā)明者趙國明, 矯云學, 張重, 張蕾蕾, 符艷輝, 袁存亮, 裴海林, 邢向欣, 丁偉, 李愛芹, 陳濤 申請人:吉林省農(nóng)業(yè)機械研究院