本發(fā)明涉及沼氣生產(chǎn)技術(shù)領域，具體的說，是涉及一種沼氣生產(chǎn)連續(xù)化制備系統(tǒng)，及其制備工藝。

背景技術(shù)：

近年來，我國畜禽糞便的沼氣工程建設發(fā)展迅速。節(jié)能減排和新農(nóng)村建設的需要，以及政府的大力推動和支持 , 促使沼氣工程建設迅速發(fā)展。但是，大家都忙于新工程的建設，而對生產(chǎn)工程的跟蹤研究則很少關(guān)心，尤其是對大中型沼氣工程專用設備的研究開發(fā)不足，非專用設備體積大，能耗高，效率低。

沼氣生產(chǎn)工藝中，收集來的原料如牛和豬糞便通過破碎撈草機，經(jīng)過破碎、去草的預處理后，進入儲料池中并在一定的溫度、濕度、酸堿度條件下，通過微生物發(fā)酵作用而成。但對于現(xiàn)有的沼氣生產(chǎn)制備系統(tǒng)來說，常常存在著結(jié)構(gòu)設計上的缺陷，在連續(xù)化制備上存在問題，并且造成一定的環(huán)境污染，大大影響了沼氣工程建設的推進。

正是基于上述考慮，本發(fā)明設計了一種沼氣生產(chǎn)連續(xù)化制備系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，適應現(xiàn)實需要，設計了一種沼氣生產(chǎn)連續(xù)化制備系統(tǒng)及其制備工藝。

為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種沼氣生產(chǎn)連續(xù)化制備系統(tǒng)，包括前處理池、儲料池、進料池、出料池、儲液池、厭氧發(fā)酵車間、有機肥加工間，物料在前處理池中經(jīng)自動破碎撈草機、自動格柵除污機除污，進入儲料池中經(jīng)原料攪拌系統(tǒng)攪拌后通過進料管送入進料池后再經(jīng)原料攪拌系統(tǒng)二次攪拌，所述進料池通過進料管和動力泵與厭氧發(fā)酵車間的發(fā)酵罐連通，所述發(fā)酵罐通過沼氣輸送系統(tǒng)與用氣端連通；所述發(fā)酵罐還經(jīng)由出料管與出料池連通，所述進料池、出料池經(jīng)進料管、動力泵、出料管與厭氧發(fā)酵車間的發(fā)酵罐形成回路；所述發(fā)酵罐中的余料還通過攪拌管送入進料池再次攪拌后通過進料管、動力泵、出料管與儲液池連通，在儲液池的連通管路上設有固液分離機，分離出的固態(tài)物經(jīng)由沼渣管送入有機肥加工車間，液態(tài)物經(jīng)由沼液管送入儲液池備用或送入進料池循環(huán)使用。

所述沼氣輸送系統(tǒng)包括凈化間，所述凈化間包括與發(fā)酵罐連通的集氣箱，集氣箱后依次連通有氣水分離器、第一脫硫塔、第二脫硫塔，所述集氣箱頂部通過管道直接與氣水分離器連通脫水，脫水后通過分歧管與第一脫硫塔連通，所述分歧管設有上、下支管，分別為進氣管與進水管，所述第一脫硫塔與第二脫硫塔的下部通過管道與閥門連通，上端通過管道接有沼氣流量計，沼氣從第一、或第二脫硫塔脫硫后經(jīng)沼氣流量計后流向儲氣柜，儲氣柜通過管道與閥門與各用戶端連通。

所述發(fā)酵罐為并排設置的若干個臥式貯罐，各發(fā)酵罐均設有出氣管與補氣管，各出氣管接出后，經(jīng)管道與集氣箱連通，各補氣管接出后，經(jīng)管道與儲氣柜連通。

所述出氣管和補氣管分設于罐體頂部的兩端；出料管設置于罐體一端的下部；進料管、攪拌管均位于位于罐體的一端，在同一端還設有連接至出料池的溢流管；在罐體上部設有超聲波液位傳感器和溫度傳感器；所述各出氣管上設有止逆閥，所述各補氣管上設有電磁閥，所述出氣管均通過一根檢測管與甲烷含量檢測儀連接。

所述儲氣柜為水密封式儲氣柜，包括頂部開口的儲水池、倒扣切套裝于在儲水池內(nèi)的恒壓罐，所述恒壓罐的內(nèi)壁與儲水池的水面之間為儲氣區(qū)，所述儲氣區(qū)的進氣管與沼氣流量計連通，出氣管通過輸氣總管與各用戶端連通，輸氣總管連通的輸氣管網(wǎng)為環(huán)狀管網(wǎng)，各用戶端通過支管和閥門環(huán)狀管網(wǎng)連通。

所述恒壓罐的外壁與儲水池之間通過滑軌與滑輪匹配滑動，所述恒壓罐的頂部設有配重塊，所述恒壓罐設有兩個以上且通過閥門并聯(lián)。

還包括增溫間，所述增溫間設有鍋爐，所述鍋爐經(jīng)由加溫管與發(fā)酵罐連通形成加溫回路，所述鍋爐與進料池之間也設有加溫管。

所述儲料池的物料通過原料攪拌系統(tǒng)進行攪拌，所述原料攪拌系統(tǒng)包括位于儲料池上方的電機、傳動裝置以及攪拌裝置，所述傳動裝置包括與電機輸出端連接的主動齒輪，所述主動齒輪的齒面至少同時與兩個從動齒輪嚙合，所述從動齒輪分別通過各自的齒輪軸帶動從動齒輪組從而驅(qū)動攪拌軸攪拌。

所述從動齒輪通過齒輪軸與第二從動齒輪連接，第二從動齒輪與攪拌軸齒輪嚙合轉(zhuǎn)動，所述攪拌軸齒輪帶動攪拌軸及其槳葉轉(zhuǎn)動。

一種沼氣生產(chǎn)連續(xù)化制備工藝，包括如下步驟：

第一步，原料粉碎、除雜；

第二步，將經(jīng)過粉碎和除雜后的原料進行兩次攪拌，第一次攪拌撈出雜草、木屑等雜質(zhì)，第二次攪拌后通過篩子或格柵過濾；

第三步，將經(jīng)過兩次攪拌、過濾后的原料在進料池中通過池壁上的加熱盤管進行一次加熱；

第四步，經(jīng)過加熱后的原料送入?yún)捬醢l(fā)酵車間的發(fā)酵罐進行發(fā)酵，發(fā)酵期為18——20天，發(fā)酵過程中有增溫系統(tǒng)增溫配合發(fā)酵；

第五步，發(fā)酵后經(jīng)過清洗、脫硫后送入用戶端,發(fā)酵后的渣液經(jīng)過固液分離機分離，干渣加工成有機肥，液體回流至進料池繼續(xù)用于發(fā)酵，避免造成二次污染。

本發(fā)明的有益效果在于：

1.本發(fā)明的沼氣生產(chǎn)連續(xù)化制備系統(tǒng)及其制備工藝，能夠?qū)崿F(xiàn)無污染、連續(xù)化生產(chǎn)，采用臥式罐，活性層面積增大，池容產(chǎn)氣率得到的極大的提升，使用靈活方便，既可以做反應罐，也可以做儲氣罐；能夠?qū)崿F(xiàn)沼氣的無污染、連續(xù)化生產(chǎn)，對于農(nóng)村沼氣化工程建設的推進具有積極的現(xiàn)實意義；

2.整個系統(tǒng)連貫性好，通過加裝傳感器和自動化裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)過程的全自動化；

3.產(chǎn)氣率高，生產(chǎn)成本低，居民使用成本低。

附圖說明

圖1為本發(fā)明沼氣生產(chǎn)連續(xù)化制備系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為凈化間內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為發(fā)酵罐出氣補氣管道平面布置圖；

圖4位發(fā)酵罐罐體的剖視放大圖；

圖5為儲氣柜與環(huán)狀管網(wǎng)連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為攪拌系統(tǒng)的外部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為攪拌系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

1為前處理池，2為儲料池，3為進料池，301為進料管，4為出料池，401為出料管，5為儲液池，501為固液分離機，502為沼渣管，503為沼液管， 6為厭氧發(fā)酵車間，601為發(fā)酵罐，602為攪拌管，603為出氣管，604為補氣管，605為溢流管，606為超聲波液位傳感器，607位溫度傳感器，7為有機肥加工間，8為凈化間，801為集氣箱，802為氣水分離器，803為第一脫硫塔，804為第二脫硫塔，805為分歧管，806位沼氣流量計，9為儲氣柜，901為儲水池，902為恒壓罐，903為儲氣區(qū)，904為進氣管，905為出氣管，906為輸氣總管，907為環(huán)狀管網(wǎng)，908為滑軌，909為滑輪，910為配重塊，10為加溫間，1001為鍋爐，1002為加溫管，11為原料攪拌系統(tǒng)，1101為電機，1102為傳動裝置，1103為攪拌裝置，1104為主動齒輪，1105為從動齒輪，1106為齒輪軸，1107為第二從動齒輪，1108為攪拌軸齒輪，1109為攪拌軸, 1110為槳葉，12為動力泵， 13為沼氣用戶， 14為發(fā)電機房。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明：

實施例：參見圖1——圖6。

本發(fā)明公開了一種沼氣生產(chǎn)連續(xù)化制備系統(tǒng)，包括前處理池1、儲料池2、進料池3、出料池4、儲液池5、厭氧發(fā)酵車間6、有機肥加工間7，物料在前處理池1中經(jīng)自動破碎撈草機、自動格柵除污機除污（沼氣工程前處理用自動破碎撈草機201420390113.2，沼氣工程前處理用自動格柵除污機201420390114.7兩項實用新型專利已獲得實用新型專利權(quán)，其具體結(jié)構(gòu)在此不贅述），進入儲料池2中經(jīng)原料攪拌系統(tǒng)11攪拌后通過進料管301送入進料池3后再經(jīng)原料攪拌系統(tǒng)11二次攪拌，所述進料池3通過進料管301和動力泵12與厭氧發(fā)酵車間6的發(fā)酵罐601連通，所述發(fā)酵罐601通過沼氣輸送系統(tǒng)與用氣端連通；所述發(fā)酵罐601還經(jīng)由出料管401與出料池4連通，所述進料池3、出料池4經(jīng)進料管301、動力泵12、出料管401與厭氧發(fā)酵車間的發(fā)酵罐601形成回路，反應剩余的物料經(jīng)由出料管202送入出料池203后，經(jīng)由動力泵可重新泵入發(fā)酵罐201循環(huán)利用；所述發(fā)酵罐601中的余料還通過攪拌管602送入進料池3再次攪拌后通過進料管301、動力泵12、出料管401與儲液池5連通，在儲液池5的連通管路上設有固液分離機501，分離出的固態(tài)物經(jīng)由沼渣管502送入有機肥加工車間7加工成有機肥，液態(tài)物經(jīng)由沼液管503送入儲液池5備用或送入進料池3循環(huán)使用。

所述沼氣輸送系統(tǒng)包括凈化間8，沼氣在發(fā)酵罐601中發(fā)酵后進入凈化間凈化，所述凈化間8包括與發(fā)酵罐601連通的集氣箱801，集氣箱后依次連通有氣水分離器802、第一脫硫塔803、第二脫硫塔804，所述集氣箱頂部通過管道直接與氣水分離器802連通脫水，脫水后通過分歧管805與第一脫硫塔803連通，所述分歧管805設有上、下支管，分別為進氣管與進水管，所述第一脫硫塔803與第二脫硫塔804的下部通過管道與閥門連通，上端通過管道接有沼氣流量計806，沼氣從第一、或第二脫硫塔脫硫后經(jīng)沼氣流量計806后流向儲氣柜9，儲氣柜9通過管道與閥門與各用戶端連通。沼氣進入集氣箱801后通過氣水分離器脫水后進入脫硫塔，兩個脫硫塔采用一備一用，以便在不停氣情況下更換脫硫劑。

所述發(fā)酵罐601為并排設置的若干個臥式貯罐，各發(fā)酵罐均設有出氣管603與補氣管604，所述出氣管603和補氣管604分設于罐體頂部的兩端；各出氣管603接出后，經(jīng)管道與集氣箱801連通，各補氣管604接出后，經(jīng)管道與儲氣柜9連通。出料管401設置于罐體一端的下部；進料管301、攪拌管602均位于位于罐體的一端，在同一端還設有連接至出料池3的溢流管605；在罐體上部設有超聲波液位傳感器606和溫度傳感器607；所述各出氣管603上設有止逆閥，所述各補氣管604上設有電磁閥，所述出氣管均通過一根檢測管與甲烷含量檢測儀連接。出氣管位于罐體頂部，各個罐體出氣管獨立連接至凈化間集氣箱701，發(fā)酵罐內(nèi)氣壓為6Kpa，集氣箱輸出氣壓為4Kpa,各發(fā)酵罐輸氣管分一根檢測管至甲烷含量檢測儀，未達標氣體外排，合格氣體輸入集氣箱。補氣管位于罐體頂部后端，當罐體排料形成負壓時，補氣電磁閥自動啟動，對發(fā)酵罐進行補氣，以免造成負壓擠扁發(fā)酵罐。這樣，罐與罐之間可用閥門進行連通，各自獨立，可一一互通，也可多個互通，便于維護維修不間斷供氣。

所述儲氣柜9為水密封式儲氣柜，包括頂部開口的儲水池901、倒扣切套裝于在儲水池內(nèi)的恒壓罐902，所述恒壓罐902的內(nèi)壁與儲水池901的水面之間為儲氣區(qū)903，所述儲氣區(qū)903的進氣管904與沼氣流量計806連通，出氣管905通過輸氣總管906與各用戶端連通，輸氣總管906連通的輸氣管網(wǎng)為環(huán)狀管網(wǎng)907，各用戶端通過支管和閥門環(huán)狀管網(wǎng)907連通。本案通過輸氣管道與儲氣罐形成環(huán)狀循環(huán)線路，使得與輸氣管道連通的沼氣用戶能夠保證其供氣管道內(nèi)沼氣氣壓恒定，能夠正常的使用沼氣。

所述恒壓罐902的外壁與儲水池之間通過滑軌908與滑輪909匹配滑動，所述恒壓罐902的頂部設有配重塊910，配重塊910可設置為多個，根據(jù)實際預設的儲氣區(qū)903壓力靈活增減，所述恒壓罐902設有兩個以上且通過閥門并聯(lián)。

還包括增溫間10，所述增溫間設有鍋爐1001，所述鍋爐6經(jīng)由加溫管1002與發(fā)酵罐601連通形成加溫回路，所述鍋爐1001與進料池3之間也設有加溫管1002。對進料池的物料進行預加溫處理，可以加快后續(xù)的反應速率，縮短反應時間。同時對發(fā)酵罐可根據(jù)實際使用需要進行直接加溫，并調(diào)整加溫溫度至理想溫度值。

所述儲料池2的物料通過原料攪拌系統(tǒng)11進行攪拌，所述原料攪拌系統(tǒng)包括位于儲料池2上方的電機1101、傳動裝置1102以及攪拌裝置1103，所述傳動裝置1102包括與電機1101輸出端連接的主動齒輪1104，所述主動齒輪1104的齒面至少同時與兩個從動齒輪1105嚙合，所述從動齒輪分別通過各自的齒輪軸1106帶動從動齒輪組從而驅(qū)動攪拌軸攪拌。

所述從動齒輪1105通過齒輪軸1106與第二從動齒輪1107連接，第二從動齒輪1107與攪拌軸齒輪1108嚙合轉(zhuǎn)動，所述攪拌軸齒輪1108帶動攪拌軸1109及其槳葉1110轉(zhuǎn)動。

原料攪拌系統(tǒng)的工作原理：打開電機，通過電機輸出端轉(zhuǎn)動帶動主動錐齒輪轉(zhuǎn)動，從而帶動與其嚙合的從動錐齒輪轉(zhuǎn)動，從動錐齒輪轉(zhuǎn)動帶動與之連接的傳動軸以及第二從動錐齒輪轉(zhuǎn)動，第二從動錐齒輪轉(zhuǎn)動帶動與其嚙合的攪拌軸錐齒輪轉(zhuǎn)動以及與之連接的攪拌軸轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)設置在攪拌軸上的攪拌槳葉對儲料罐內(nèi)的原料進行攪拌，優(yōu)選的，電機與主動錐齒輪之間還設有擺線單軸減速器，從而使得減低轉(zhuǎn)速，增加轉(zhuǎn)矩，提升攪拌裝置的攪拌效率，提高沼氣的產(chǎn)氣率。

本發(fā)明的攪拌系統(tǒng)，采用的是射流攪拌，即攪拌軸在下部，進料管在中上部，攪拌充分，產(chǎn)氣率高。

本案中優(yōu)選的，三個攪拌裝置呈正三角形分布于儲料罐內(nèi)，對儲料罐內(nèi)物料進行徹底的攪拌、攪拌更為均勻、攪拌的范圍更大，進而大大提升了攪拌效果，并提高了沼氣的產(chǎn)氣率。

本發(fā)明還公開了一種沼氣生產(chǎn)連續(xù)化制備工藝，包括如下步驟：

第一步，原料粉碎、除雜；

第二步，將經(jīng)過粉碎和除雜后的原料進行兩次攪拌，第一次攪拌撈出雜草、木屑等雜質(zhì)，第二次攪拌后通過篩子或格柵過濾；

第三步，將經(jīng)過兩次攪拌、過濾后的原料在進料池中通過池壁上的加熱盤管進行一次加熱；也可采用板式換熱器進行加熱。

第四步，經(jīng)過加熱后的原料送入?yún)捬醢l(fā)酵車間的發(fā)酵罐進行發(fā)酵，發(fā)酵期為18——20天，發(fā)酵過程中有增溫系統(tǒng)增溫配合發(fā)酵；增溫發(fā)酵采用增溫間的鍋爐，所述鍋爐6經(jīng)由加溫管1002與發(fā)酵罐601連通形成加溫回路，所述鍋爐1001與進料池3之間也設有加溫管1002。對進料池的物料進行預加溫處理，可以加快后續(xù)的反應速率，縮短反應時間。同時對發(fā)酵罐可根據(jù)實際使用需要進行直接加溫，并調(diào)整加溫溫度至理想溫度值。

第五步，發(fā)酵后經(jīng)過清洗、脫硫后送入用戶端,發(fā)酵后的渣液經(jīng)過固液分離機分離，干渣加工成有機肥，液體回流至進料池繼續(xù)用于發(fā)酵，避免造成二次污染。

本發(fā)明的沼氣生產(chǎn)連續(xù)化制備系統(tǒng)及其制備工藝，能夠?qū)崿F(xiàn)無污染、連續(xù)化生產(chǎn)，采用臥式罐，活性層面積增大，池容產(chǎn)氣率得到的極大的提升，使用靈活方便，既可以做反應罐，也可以做儲氣罐。

以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等同變換或直接或間接運用在相關(guān)的技術(shù)領域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。