專利名稱：一種沼氣發(fā)生裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種沼氣機械，應用于農(nóng)村一般農(nóng)戶、養(yǎng)殖場的糞便和小型農(nóng)副產(chǎn)品加工業(yè)排放的有機質(zhì)的利用和治理。
沼氣設備系統(tǒng)是由厭氧發(fā)酵間、貯氣柜、輸配設備、用氣裝置四部分構(gòu)成，其中厭氧發(fā)酵間、貯氣柜和輸配設備是系統(tǒng)的核心(在農(nóng)村，通常合稱為沼氣池)，其配置的不同，是不同沼氣系統(tǒng)的本質(zhì)區(qū)別。
目前農(nóng)村所推廣的沼氣池分為以下類型水壓式沼氣池、混凝土浮罩式沼氣池和氣袋式沼氣池。水壓式沼氣池是目前推廣最普通的一種池型。這種池型結(jié)構(gòu)簡單，管理粗放，但是，氣壓的變幅很大，最小為零，最大可達10000PA，這對產(chǎn)氣、用氣和池體安全都不利。氣袋式沼氣池，一度也被提倡，但是由于氣袋易被刺破而不安全；同時氣袋所維持的氣壓很低，也沒有與之相配套的低壓燃燒器具，而未能得到推廣。混凝土浮罩式沼氣池，使貯氣柜從發(fā)酵間分離出來，不僅氣體收集好而且壓力穩(wěn)定，有利于使用高檔燃燒工具和供發(fā)電等；但是由于其浮罩的制作工藝困難，不便運輸，再者對浮罩的重量和爐具設計壓力的匹配調(diào)節(jié)較為困難，所以也未能得到很好地推廣。
傳統(tǒng)的三類沼氣池，不僅存在以上各自的缺陷，還具有以下共同的不足A．地埋式池體，池口小，頂出渣，造成出渣困難，導致用戶進出料粗放，特別是每年進行的一次大出料和大進料。這種進出料方式，引起池內(nèi)沉渣積累較多，占據(jù)池容較大，使有效池容逐步縮小，產(chǎn)氣不均衡；同時每年一次的大出料操作，使得勞動強度過大，而且人直接進入池體進行操作，安全也得不到保證，中毒事件時有發(fā)生。粗放投料，還會使發(fā)酵料與微生物的混合不均，接觸面少，發(fā)酵率低；B．池內(nèi)沒有限制和排除浮渣的結(jié)構(gòu)，使得纖維質(zhì)發(fā)酵物上浮結(jié)殼，不能被利用，卻占用大量的有效空間，嚴重時導致沼氣不能通過殼層進入貯氣柜，形成“死池”。
本實用新型的目的是提供一種沼氣發(fā)生裝置，它可以工廠化、標準化批量生產(chǎn)，質(zhì)量穩(wěn)定，成本低；性能穩(wěn)定，操作方便，使用安全。
為了達到以上目的，本發(fā)明是這樣設計的一種沼氣發(fā)生裝置，它主要由厭氧發(fā)酵罐和貯氣柜組成，貯氣柜的進出氣口連有三通管，三通管一端通過脫硫器和分水器與發(fā)酵罐出氣口相通，另一端通過一單向閥與灶具連通。其特點是厭氧發(fā)酵罐是一個玻璃鋼罐體，罐體至少由上下兩部分構(gòu)成。在罐體內(nèi)的中上部有柵網(wǎng)。在罐體的頂部有上進料口，上進料口的上端與加料斗連接，下端有一塑料管，塑料管下伸到罐體的中下部，加料斗和塑料管共同構(gòu)成進料漏斗，用于人工進料；罐體的下部為一倒錐體，底端有下進料口，下進料口與機動泵連接，可以將發(fā)酵料打入罐體內(nèi)。用戶可以根據(jù)需要，采用不同的進料方式。下進料口的上方罐體的側(cè)壁上有排渣口，排渣口有閥門控制。在柵網(wǎng)的上方罐體的側(cè)壁上有一排液口，排液口連接有閥門。在罐體的頂端有沼氣出氣口及安全閥。
貯氣柜可以采用恒壓軟性氣囊式貯氣柜(參見《中國沼氣》第8卷第1期27-29頁)或者浮罩式貯氣柜。
恒壓軟性氣囊式貯氣柜可以是由軟性橡膠或塑料薄膜筒囊做成氣囊，氣囊的上下兩端是密封的平底，囊的下底面的中心有橡膠氣嘴，氣囊的底部由底盤承接，底盤的中央有一進出氣口，以供氣囊的氣嘴穿過；安裝時氣嘴穿過底盤的進出氣口，與導管相連接，氣囊的周圍有個固定柱，固定柱是用來防止氣囊擺動或變形的裝置，囊身軸向的3-4等分處，在其外側(cè)各套一個塑料圈做成的箍，箍的內(nèi)徑稍小于囊身外徑。囊身上在圓周方向等分位置上有3-5個系帶，系帶系在塑料箍上。在箍圓周方向上的3-5等分處系3-5根細繩，細繩另一端系一小環(huán)，小環(huán)并穿在所對應的固定拄上。每個固定柱的徑向外側(cè)有與之對應的導軌，導軌是用來固定和引導配重盤上下移動的裝置，固定柱和導軌與底盤固定連接。導軌和固定柱的上端用一扁平鐵環(huán)固定。氣囊的上部有配重盤，配重盤裝有滾輪，滾輪是使配重盤沿導軌上下平穩(wěn)移動的裝置，而且配重盤的高程被扁平鐵環(huán)限制。在配重盤的上方有配重件，配重件是中央有一個與配重盤的凸柱相吻合的系列標準混凝土預制件，用戶可以根據(jù)氣柜的體積和目標氣壓確定配重件的重量和組合。處于導軌外部及扁平鐵環(huán)的上方加一個保護罩，固定在導軌上，保護罩可以用鐵皮或玻璃鋼做成，用來保護氣囊。
浮罩式氣柜可以是玻璃鋼浮罩式氣柜，玻璃鋼浮罩式貯氣柜是由上下兩個單端封閉的玻璃鋼圓筒，下面一個口朝上，里面盛有水，稱水封槽；上面一個口朝下，外徑稍小于水封槽的內(nèi)徑，并浸沒于水封槽中，稱為浮罩。水封槽的周圍有3-5個用角鋼或方鋼做成的導軌，導軌的下端與底架相連，底架用角鋼做成，用來固定和承接水封槽，導軌上端用扁平鐵環(huán)固定，各導軌在水封槽的口沿上方處同連于一鐵圈，鐵圈可支撐配重盤，浮罩的頂上有一配重盤，配重盤是裝有滾輪的鑄型盤，滾輪是使配重盤沿導軌上下平穩(wěn)移動的裝置，而且配重盤的高程被扁平鐵環(huán)限制，下限被水封槽口沿處的鐵圈承托。配重盤的上方有配重件，配重盤的中心部有一向上凸起的柱體，用于固定配重件。配重盤與浮罩的上頂固定連接，配重件是中央有一與配重盤的凸柱相吻合的系列標準混凝土預制件，用戶可以根據(jù)氣柜的體積和目標氣壓確定其重量和組合。水封槽的底面有一進出氣口，穿過進出氣口有一進出氣管進入水封槽的內(nèi)部，并向上延伸到稍低于水封槽口沿的平面處。
本實用新型的沼氣發(fā)生裝置是如下運行的把經(jīng)過預處理的發(fā)酵料，由人工經(jīng)上進料口的進料漏斗傾注進，或由機動泵由下進料口泵進發(fā)酵罐，由于下注式或泵進式進料會激起發(fā)酵罐內(nèi)底層污泥床的活性污泥上流，使得發(fā)酵料與活性污泥充分混合，上流的污泥遇到柵網(wǎng)的阻力會沉落下來，其中的氣泡被打破，氣體通過液面溢出，再由輸配設備進入貯氣柜或燃燒器；輕質(zhì)上浮的浮渣會被柵網(wǎng)阻擋而被充分發(fā)酵利用，并在一定程度上起到增加微生物附著面的功能。為了保證發(fā)酵罐的液面穩(wěn)定，每次進料前，要通過排液管排出與進料體積相當?shù)牧弦?。罐?nèi)固體沉渣每間隔5-6天，通過排渣口排除一部分廢渣，保證罐內(nèi)有較大有效容積。由發(fā)酵罐產(chǎn)生的氣體，流經(jīng)分水器除去其中的水滴，再流經(jīng)脫硫器，除去其中的H2S后，經(jīng)貯氣柜進出氣口進入氣囊(或浮罩)，使囊腔(或浮罩內(nèi))內(nèi)氣體體積增大，托起配重盤和配重件，沿導軌上行；當燃燒器工作時，氣體從氣囊內(nèi)(或浮罩內(nèi))由進出氣口流出，囊腔(或浮罩內(nèi))氣體體積減小，配重盤在配重件作用下沿導軌下行，從而保持機內(nèi)氣壓穩(wěn)定。如果用戶長期不用氣，或因短期內(nèi)產(chǎn)氣過旺，用戶不能用完，而配重盤的高程又被扁平鐵環(huán)限制，這樣會導致氣壓過度升高，這時氣體會壓開發(fā)酵罐上方的安全閥自動排出，以保持系統(tǒng)安全。分水器每間隔5-6天要打開下部排水閥，排去其中的凝結(jié)水，脫硫器每間隔半年要進行脫硫劑芯體拆換，在放冷凝水和換脫劑芯體時，要先把出發(fā)酵罐出氣閥門和貯氣柜進氣閥門關(guān)閉保證系統(tǒng)密閉，為了防止因意外因素引起沼氣回流而引起的設備爆炸，在燃氣灶總閥門的前方和貯氣柜的出氣的導管上加設一單向閥。
本實用新型的厭氧發(fā)酵罐和貯氣柜都可以工廠化、標準化批量生產(chǎn)，只需到現(xiàn)場組裝，且組裝簡單方便，因此本實用新型的沼氣發(fā)生裝置質(zhì)量穩(wěn)定，成本低，且性能穩(wěn)定操作方便，使用安全。


圖1是本實用新型的沼氣發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，貯氣柜為恒壓軟性氣囊式貯氣柜。
圖2是本實用新型的沼氣發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，貯氣柜為玻璃鋼浮罩式貯氣柜。
其中1為出氣口閥門，2沼氣出氣口，3安全閥，4加料斗，5上進料口，6柵網(wǎng)，7塑料管，8罐體，9下進料口，10排渣口，11污泥床，12排液口，13導管，14分水器，15分水器排水閥，16脫硫器，17進貯氣柜閥門，18氣夾壁，19底盤進出氣口，20底盤，21氣囊腔，22單向閥，23燃氣灶總閥門，24箍，25固定柱，26導軌，27配重件，28小環(huán)，29配重盤，30扁平鐵環(huán)，31保護罩，32進出氣管，33進出氣口，34底架，35水封槽，36鐵圈，37導軌，38浮罩，39浮罩腔，40扁平鐵環(huán)，41配重盤，42配重件。
實施例1實用對象家中養(yǎng)有2-3頭牛，或6-10頭豬，60-100只兔，100-300只雞，日產(chǎn)濕度為85％的糞便30-50公斤的普通農(nóng)戶。
技術(shù)參數(shù)(1)發(fā)酵溫度20-30℃；(2)水力滯留期6-10天；(3)日產(chǎn)氣1.2-2.0M3；(4)匹配灶具北京四型爐，設計壓力830PA；(5)系統(tǒng)壓力1000PA，允許10％管壓降。
設備配制與制作2M3的發(fā)酵罐，1.5M3的貯氣柜，20MM的PVC導管，內(nèi)徑20MM銅質(zhì)閥門，域值900-1000PA的機械式保險閥，氧化鐵芯體脫硫器，PVC密封方盒分水器，水式單向閥。
發(fā)酵罐是一個壁厚為3MM的玻璃鋼罐體8，罐體8由上下兩柱錐體構(gòu)成，直徑為1.24M，上柱錐的柱高0.5M，錐臺高0.2M，錐頂臺上底直徑0.2M；下柱錐的柱高1.0M，錐高0.3M，錐底有進料口，直徑為10CM；兩柱錐連接處通過寬40CM，厚4MM的法蘭連接。在上下兩柱錐體之間有一柵網(wǎng)6的法蘭與兩柱錐的法蘭匹配，柵網(wǎng)6法蘭盤的內(nèi)側(cè)有許多小孔，通過這些小孔用50根晴綸線組成的束編織成孔徑50MM的網(wǎng)。在上柱錐體的錐面中部有一個內(nèi)徑10CM的上進料口5，上進料口5的上端與一個長、寬各35CM、高為40CM的加料斗相連接，下端與一個外徑為10CM、長1M的塑料管7連接，加料斗4和PVC管7共同構(gòu)成進料漏斗，插入到發(fā)酵罐內(nèi)，用于人工進料；下錐體的底端孔為下進料口9，下進料口9與機動泵連接，可以將發(fā)酵料打入罐體內(nèi)。用戶可以根據(jù)需要，采用不同的進料方式。下柱錐體的錐面中部有一個內(nèi)徑為10CM的排渣口10，排渣口10由一閘閥控制。在柵網(wǎng)6的上柱錐體的側(cè)壁的中部上有一個內(nèi)徑為30MM的排液口12，排液口12連接有塑料閥。在上柱錐體的錐頂部與一個PVC板相連接，此板上安裝有一個內(nèi)徑為20MM的沼氣出氣口2和一個域值為900-1000PA的機械式安全閥3。
貯氣柜可以采用恒壓軟性氣囊式貯氣柜。
恒壓軟性氣囊式貯氣柜是有一個內(nèi)徑為1.2M、長1.8M、厚0.5MM的錦綸夾層橡膠筒囊做成的氣囊，氣囊的兩端是密封的平底，囊的下底面的中心有一個外徑為50MM的橡膠氣嘴，氣囊的底部由一個直徑為1.6M、厚5MM金屬的底盤20承接，底盤20的中央有一個內(nèi)徑為50MM的進出氣口19，以供氣囊的氣嘴穿過；安裝時氣嘴穿過底盤20的進出氣口19，與一個外徑為30MM的三通管相連接，氣囊的周圍有3個直徑為3MM、長為1.55M的鋼條做成的固定柱25，固定柱25的下端在距底盤中心0.65處固定在底盤20上，固定柱25的外側(cè)有3個由厚4MM、40×40MM、長1.60M的角鋼導軌26，三個固定柱25和三個導軌26的上端均分地固定在在一個扁平鐵環(huán)30上，下端均分地固定在底盤20上。囊身軸向的3-4等分處，在其外側(cè)各套一個塑料圈做成的箍，箍的內(nèi)徑為1.0M。囊身上有圓周方向等分位置上有3-5個系帶，系在塑料箍上。在箍圓周方向上的3-5等分處系3-5根細繩，細繩另一端系一個直徑為1CM的小環(huán)28，小環(huán)28穿在固定柱25上以防止氣囊大幅度擺動和變形。氣囊的上部有一個厚為5MM，外徑為1.2M，配重盤29上有三個均分的滾輪，與導軌26匹配，配重盤29的中心有一向上的凸起的柱體。配重盤29的上方有重量為100KG的配重件27。配重件27中央有一與配重盤29的凸柱相吻合的孔、配重件27可以由兩個重50KG的標準混凝土預制件組合而成。處于導軌外部及扁平鐵環(huán)的上方，加一個保護罩，固定在導軌上，保護罩可以用鐵皮做成。
分水器為一個上部設有進氣口和出氣口，下部設有排水閥的長、寬各為5CM、高為15CM的PVC密封盒。
脫硫器是為一內(nèi)部填充有氧化鐵芯體直徑為50MM的銅管。
單向閥可以是設有進出氣管的PVC密封方盒，其長、寬各為5CM、高為15CM，盒的下部盛有10CM水，使得進氣管浸入水中，出氣管在液面之上。
實施例2實用對象家中養(yǎng)有2-3頭牛，或6-10頭豬，60-100只兔，100-300只雞，日產(chǎn)濕度為85％的糞便30-50公斤的普通農(nóng)戶。
技術(shù)參數(shù)(1)發(fā)酵溫度20-30℃；(2)水力滯留期6-10天；(3)日產(chǎn)氣1.2-2.0M3；(4)匹配灶具北京四型爐，設計壓力830PA；(5)系統(tǒng)壓力1000PA，允許10％管壓降。
設備配制與制作2M3的發(fā)酵罐，1.5M3的貯氣柜，20MM的PVC導管，內(nèi)徑20MM銅質(zhì)閥門，域值900-1000PA的機械式保險閥，氧化鐵芯體脫硫器，PVC密封方盒分水器，水式止逆閥。
發(fā)酵罐是一個壁厚為3MM的玻璃鋼罐體8，罐體8由上下兩柱錐體構(gòu)成，直徑為1.24M，上柱錐的柱高0.5M，錐臺高0.2M，錐頂臺上底直徑0.2M；下柱錐的柱高1.0M，錐高0.3M，錐底有上進料口，直徑為10CM；兩柱錐連接處通過寬40CM，厚4MM的法蘭連接。在上下兩柱錐體之間有一柵網(wǎng)6的法蘭與兩柱錐的法蘭匹配，柵網(wǎng)6法蘭盤的內(nèi)側(cè)有許多小孔，通過這些小孔用50根晴綸線組成的束，編織成孔徑50MM的網(wǎng)。在上柱錐體的錐面中部有一個內(nèi)徑10CM的上進料口5，上進料口的上端與一個長、寬各35CM、高為40CM的加料斗4相連接，下端與一個外徑為10CM、長1M的PVC管7，加料斗4和PVC管7共同構(gòu)成進料漏斗，插入到發(fā)酵罐內(nèi)，用于人工進料；下錐體的底端孔為下進料口9，下進料口9與機動泵連接，可以將發(fā)酵料打入罐體8內(nèi)。用戶可以根據(jù)需要，采用不同的進料方式。下柱錐體的錐面中部有一個內(nèi)徑為10CM的排渣口10，排渣口10由一閘閥控制。在柵網(wǎng)6的上柱錐體的側(cè)壁的中部上有一個內(nèi)徑為30MM的排液口12，排液口12連接有塑料閥。在上柱錐體的錐頂部與一個PVC板相連接，此板上安裝有一個內(nèi)徑為20MM的沼氣出氣口2和一個域值為900-1000PA的機械式安全閥3。
貯氣柜可以采用玻璃鋼浮罩式貯氣柜。
玻璃鋼浮罩式貯氣柜的水封槽35是內(nèi)徑為1.60M、高為1.20M、厚為3MM的下端封閉的玻璃鋼圓筒；浮罩38是外徑為1.40M、高為1.10M、厚為3MM的上端封閉的玻璃鋼圓筒，浮罩38的上底面做成固定有配重盤41。水封槽35的周圍是3個用厚4MM、40×40MM、長2.20M的角鋼做成的導軌37，導軌37距下端10CM處用厚3MM、寬40MM的角鋼做成底架34，用來承接水封槽35，導軌37的上端距底架2.0M處用厚3MM、外徑為1.6MM、內(nèi)徑為1.4MM的扁平鐵環(huán)40進行固定。導軌37中部在水封槽35的口沿上方固定有一鑄鐵圈36。浮罩38的上方有一個厚為5MM，外徑為1.45M的配重盤41，配重盤41的中心有一向上凸起的柱體，配重盤41的上方有重量為100KG的配重件42。配重件42中央有一與配重盤41的凸柱相吻合的孔，配重件41可以由重50KG的標準混凝土預制件組合而成。水封槽35的底面中心處有一個內(nèi)徑為20MM的進出氣管32穿過并與水封槽35間達到水密封，進入水封槽35的內(nèi)部，并向上延伸1.10M，管的外端與一內(nèi)徑為30MM的三通管相連。
分水器14為一個上部設有進氣口和出氣口，下部設有排水閥15，長、寬各為5CM、高為15CM的PVC密封盒。
脫硫器16是為一內(nèi)部填充有氧化鐵芯體直徑為50MM的銅管。
單向閥22為設有進出氣管的PVC密封方盒，其長、寬各為5CM、高為15CM，盒的下部盛有10CM水，使得進氣管浸入水中，出氣管在液面之上。
權(quán)利要求1．一種沼氣發(fā)生裝置，它由厭氧發(fā)酵罐和貯氣柜組成，厭氧發(fā)酵罐的出氣口通過分水器(14)和脫硫器(16)，與貯氣柜的進氣口相連通，其特征是厭氧發(fā)酵罐是一個玻璃鋼罐體(8)，罐體(8)至少由上下兩部分構(gòu)成，在罐體(8)內(nèi)的中上部有柵網(wǎng)(6)，在罐體(8)的頂部有上進料口(5)，上進料口(5)的上端與加料斗(4)連接，下端有一塑料管(7)，塑料管(7)下伸到罐體(8)的中下部，罐體(8)的底部有一倒錐體，底端有下進料口(9)，下進料口(9)與機動泵連接，下進料口(9)的上方的側(cè)壁上有排渣口(10)，排渣口(10)有閥門控制，在柵網(wǎng)(6)的上方罐體(8)的側(cè)壁上有排液口(12)，排液口(12)連有閥門，在罐體(8)的頂端有沼氣出氣口(2)和安全閥(3)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的沼氣發(fā)生裝置，其特征是貯氣柜是恒壓軟性氣囊式貯氣柜。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的沼氣發(fā)生裝置，其特征是貯氣柜是玻璃鋼浮罩式貯氣柜。
專利摘要一種沼氣發(fā)生裝置,它由厭氧發(fā)酵罐和貯氣柜組成,厭氧發(fā)酵罐是一個玻璃鋼罐體,罐體內(nèi)的中上部有柵網(wǎng),罐體頂部有上進料口,底端有下進料口,在罐體下部側(cè)壁上有排渣中,在柵網(wǎng)的上方罐體的側(cè)壁上有排液口,罐體頂端有沼氣出氣口和安全閥。采用本實用新型,由于發(fā)酵料可以每天不停加入,從排液口排出同體積的發(fā)酵液,發(fā)酵效率很高;該裝置便于工廠化標準化生產(chǎn),成本低,效率高,使用方便,便于推廣。
文檔編號C02F11/04GK2432217SQ00220759
公開日2001年5月30日 申請日期2000年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月21日
發(fā)明者朱洪光 申請人:朱洪光