專利名稱：一種適用于寒冷地區(qū)的沼氣發(fā)生器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種沼氣發(fā)生裝置，特別涉及一種集沼氣發(fā)酵、沼液保溫增溫、攪拌以及沼氣儲輸于一體的適用于寒冷地區(qū)的沼氣發(fā)生器。
背景技術：
沼氣作為一種可再生能源，其推廣應用已成為一個集能源、生態(tài)和環(huán)保等多種效益的綜合系統(tǒng)。發(fā)展農村沼氣工程不僅為農民提供清潔能源和優(yōu)質有機肥料，同時還能解決作物秸稈、人、畜糞便的處理問題。它在改善農村生態(tài)環(huán)境，提高農村生活質量，增加農民收入，發(fā)展生態(tài)農業(yè)等多方面具有深遠的意義。沼氣池的溫度條件分為①常溫發(fā)酵(也稱為低溫發(fā)酵)10°C 30°C，在這個溫度條件下，產氣率可為0. 15 0. 3m3/m3 ·(!。②中溫發(fā)酵30°C 45°C，在這個溫度條件下，池容產氣率可達Im3/m3 · d左右。③高溫發(fā)酵45°C 60°C，在這個溫度條件下，池容產氣率可達2 2. 5m3/m3 · d左右。沼氣發(fā)酵最經濟的溫度條件是35°C，即中溫發(fā)酵。在我國北方寒冷地區(qū)，由于冬季時間長，氣溫低，使得沼氣池產氣率低，當溫度低于10°C時，甚至不產氣，造成沼氣池在冬季無法正常使用。同時由于發(fā)酵原料中混合有牛、 馬等草食類牲畜糞便(北方地區(qū))，其植物纖維導致沼液結殼現(xiàn)象較為普遍，從而抑制產氣，限制了沼氣技術在我國北方地區(qū)的推廣應用。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種適用于寒冷地區(qū)的沼氣發(fā)生器，該沼氣發(fā)生器具有保溫增溫、攪拌功能，使沼液表面不結殼，適宜北方寒冷地區(qū)使用，結構緊湊，產氣量大，沼氣壓力穩(wěn)定，適用于中型和大型沼氣站使用。本發(fā)明是由沼氣池和設備池二部分構成，沼氣發(fā)酵罐位于沼氣池中，集氣罐、二只凝結水雜質去除器、保溫增溫控制器和脫硫裝置位于設備池中，沼氣池的側面設有進料口和出料口，沼氣發(fā)酵罐的頂部通過安全閥、導氣管、電磁閥、負壓阻止器和凝結水雜質去除器與集氣罐連通，集氣罐頂部設有壓力表、安全閥和機械排氣閥，一只凝結水雜質去除器通過電磁閥與集氣罐連通，該只凝結水雜質去除器的頂部與脫硫裝置連通，脫硫裝置的頂部通過導氣管與用戶連通，其中的導氣管、壓力表、安全閥和機械排氣閥位于設備池之上，沼氣池的沼氣發(fā)酵罐內設有導流式攪拌器和增擾器，導流式攪拌器布設在沼氣發(fā)酵罐外周， 增擾器位于沼氣發(fā)酵罐的中間，導流式攪拌器和增擾器之間相互連通，導流式攪拌器和增擾器與保溫增溫控制器連通，保溫增溫控制器通過氣泵、調節(jié)閥和電磁閥與集氣罐連通，破殼錐位于沼氣發(fā)酵罐的浮罩頂部。所述的導流式攪拌器是由數個同方向傾斜的組架圓周排列構成，數個組架的底部由圓導管連通，圓導管中間連接有交錯的底導管，每個組架上設有數個同方向排列的噴嘴， 每根底導管上設有數個向上的噴嘴。所述的增擾器是在豎管上的不同高度位置連通有多組噴嘴，每組噴嘴是由數個噴管構成，數個噴管與豎管連通，數個噴管呈水平等角度排列。本發(fā)明的有益效果是1、其內設的保溫增溫控制器能夠對沼液溫度進行控制，從而實現(xiàn)沼液的保溫增溫目的，使沼液不受外界溫度影響，達到適合菌種發(fā)酵的適宜溫度，有利沼氣的產生。2、本發(fā)明內設的導流式攪拌器、發(fā)酵區(qū)的增擾器和破殼錐，通過氣體擾流的方式， 使沼液進行強烈的受迫運動，達到紊流狀態(tài)，從而破壞植物纖維的結殼，均勻溫度，使發(fā)酵原料分解得更加完善，提高原料的產氣率。3、本發(fā)明的發(fā)酵區(qū)和輔助設備區(qū)分開設置，方便設備運行管理和后期維修工作； 內設裝置選材科學，設計合理，運行可靠，無消耗磨損件，可工業(yè)化規(guī)模生產。


圖1為本發(fā)明實施例的結構意圖。圖2為本發(fā)明實施例之導流式攪拌器的組架局部結構示意圖。圖3為本發(fā)明實施例的增擾器結構示意圖。
具體實施例方式請參閱圖1、圖2和圖3所示，為本發(fā)明的實施例，該實施例是由沼氣池A和設備池 B 二部分構成，沼氣發(fā)酵罐1位于沼氣池A中，集氣罐4、二只凝結水雜質去除器13、保溫增溫控制器7和脫硫裝置15位于設備池B中，沼氣池A的側面設有進料口 20和出料口 21，沼氣發(fā)酵罐1的頂部通過安全閥6、導氣管2、電磁閥3、負壓阻止器14和凝結水雜質去除器 13與集氣罐4連通，集氣罐4頂部設有壓力表5、安全閥6和機械排氣閥17，一只凝結水雜質去除器13通過電磁閥19與集氣罐4連通，該只凝結水雜質去除器13的頂部與脫硫裝置 15連通，脫硫裝置15的頂部通過導氣管2與用戶連通，其中的導氣管2、壓力表5、安全閥6 和機械排氣閥17位于設備池B之上，沼氣池A的沼氣發(fā)酵罐1內設有導流式攪拌器10和增擾器11，導流式攪拌器10布設在沼氣發(fā)酵罐1外周，增擾器11位于沼氣發(fā)酵罐1的中間，導流式攪拌器10和增擾器11之間相互連通，導流式攪拌器10和增擾器11與保溫增溫控制器7連通，保溫增溫控制器7通過氣泵8、調節(jié)閥9和電磁閥18與集氣罐4連通，破殼錐12位于沼氣發(fā)酵罐1的浮罩頂部。所述的導流式攪拌器10是由八個同方向傾斜的組架101圓周排列構成，八個組架 101的底部由圓導管102連通，圓導管102中間連接有垂直交叉的底導管103，每個組架101 上設有數個同方向排列的噴嘴1011，每根底導管103上設有數個向上的噴嘴1031。所述的增擾器11是在豎管111上的頂部和中部連通有二組噴嘴112，每組噴嘴 112是由三個噴管113構成，三個噴管113與豎管111連通，三個噴管113呈水平120°等角度排列。本發(fā)明的工作過程和原理是本發(fā)明將沼氣發(fā)酵罐1內產生的沼氣通過導氣管2、電磁閥3和負壓阻止器14，經過凝結水雜質去除器13收集存儲于集氣罐4內，如需對發(fā)酵罐1內沼液進行加熱攪拌，則關閉電磁閥19，打開電磁閥18，沼氣氣體在氣壓泵8的壓縮輸送作用下，通過調節(jié)閥9，輸送至保溫增溫控制器7，沼氣在保溫增溫控制器7內通過與換熱工質的熱交換作用，達到加熱沼液所需的溫度，在流經保溫增溫控制器7后，載熱沼氣送至發(fā)酵罐1內，通過導氣管輸送至導流式攪拌器10和增擾器11內，在氣壓泵8的壓力作用下，噴射至發(fā)酵罐1內的沼液中。由于沼氣經過保溫增溫控制器7的換熱作用，沼氣變成載熱工質，所以在噴射時載熱沼氣與沼液發(fā)生熱交換作用，達到換熱目的，由于噴射形成的擾流，同時又加強了換熱效果。 與此同時，由于導流式攪拌器10的出口被設計成固定傾角，沼氣在噴射出導流式攪拌器10 時，形成了固定的角度，八個攪拌器組架101在氣壓泵8的壓力作用下，對發(fā)酵罐邊壁沼液形成順時針方向的擾流作用，依次循環(huán)往復，使沼液形成旋轉流動；而位于發(fā)酵罐圓心，處在中部和底部的增擾器11，其開口方向為沼液旋轉方向的法線方向，由于增擾器11的噴射方向垂直于導流式攪拌器10對沼液流動形成的角速度方向，在氣壓泵8的壓力作用下，增擾器11對沼液順時流動形成阻礙作用，達到增強流體擾動效果，使流體達到紊流狀態(tài)，從而實現(xiàn)利用沼氣對沼液的攪拌作用。無論沼氣對沼液是加熱作用還是攪拌作用，其最終都會通過發(fā)酵罐1頂部的導氣管2重新輸送回集氣罐4內，從而形成往復循環(huán)使用。如用戶需使用沼氣，可通過關閉電磁閥3和電磁閥18，開啟電磁閥19，沼氣通過脫硫裝置15經導氣管2輸送至沼氣用戶。破殼錐12位于沼氣發(fā)酵罐1的浮罩頂部，當沼氣產氣量增加時，會將浮罩向上部頂起，由于浮罩的位移，使得固定其上的破殼錐12也會跟著向上位移。由于液面相對固定， 因此當破殼錐12經過液面時，會對液面形成的沼渣結殼形成破壞作用，達到破壞結殼，有助產氣的作用。
權利要求
1.一種適用于寒冷地區(qū)的沼氣發(fā)生器，其特征在于沼氣池(A)的沼氣發(fā)酵罐(1)內設有導流式攪拌器(10)和增擾器(11)，導流式攪拌器(10)布設在沼氣發(fā)酵罐(1)外周，增擾器(11)位于沼氣發(fā)酵罐(1)的中間，導流式攪拌器(10)和增擾器(11)之間相互連通， 導流式攪拌器(10)和增擾器(11)與保溫增溫控制器(7)連通，保溫增溫控制器(7)通過氣泵(8)、調節(jié)閥(9)和電磁閥(18)與集氣罐⑷連通，破殼錐(12)位于沼氣發(fā)酵罐(1) 的浮罩頂部。
2.根據權利要求1所述的一種適用于寒冷地區(qū)的沼氣發(fā)生器，其特征在于所述的導流式攪拌器(10)是由數個同方向傾斜的組架(101)圓周排列構成，數個組架(101)的底部由圓導管(102)連通，圓導管(102)中間連接有垂直交叉的底導管(103)，每個組架(101) 上設有數個同方向排列的噴嘴(1011)，每根底導管(103)上設有數個向上的噴嘴(1031)。
3.根據權利要求1或2所述的一種適用于寒冷地區(qū)的沼氣發(fā)生器，其特征在于所述的增擾器(11)是在豎管(111)上的不同高度上連通有多組噴嘴(112)，每組噴嘴(112)是由數個噴管(11 構成，數個噴管(11 與豎管(111)連通，數個噴管(11 呈水平等角度排列。
4.根據權利要求1所述的一種適用于寒冷地區(qū)的沼氣發(fā)生器，其特征在于所述沼氣池(A)的側邊具有設備池(B)，沼氣發(fā)酵罐(1)位于沼氣池(A)中，集氣罐G)、二只凝結水雜質去除器(13)、保溫增溫控制器(7)和脫硫裝置(15)位于設備池(B)中，沼氣池(A)的側面設有進料口 00)和出料口(21)，沼氣發(fā)酵罐⑴的頂部通過安全閥(6)、導氣管O)、 電磁閥(3)、負壓阻止器(14)和凝結水雜質去除器(13)與集氣罐⑷連通，集氣罐⑷頂部設有壓力表(5)、安全閥(6)和機械排氣閥(17)，一只凝結水雜質去除器(13)通過電磁閥(19)與集氣罐(4)連通，該只凝結水雜質去除器(13)的頂部與脫硫裝置(15)連通，脫硫裝置(15)的頂部通過導氣管(2)與用戶連通，其中的導氣管O)、壓力表(5)、安全閥(6) 和機械排氣閥(17)位于設備池(B)之上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適用于寒冷地區(qū)的沼氣發(fā)生器，本發(fā)明主要是在沼氣池的沼氣發(fā)酵罐內設有導流式攪拌器和增擾器，導流式攪拌器布設在沼氣發(fā)酵罐外周，增擾器位于沼氣發(fā)酵罐的中間，導流式攪拌器和增擾器之間相互連通，導流式攪拌器和增擾器與保溫增溫控制器連通，保溫增溫控制器通過氣泵、調節(jié)閥和電磁閥與集氣罐連通，破殼錐位于沼氣發(fā)酵罐的浮罩頂部；保溫增溫控制器能夠對沼液溫度進行控制，從而實現(xiàn)沼液的保溫增溫目的，使沼液不受外界溫度影響，達到適合菌種發(fā)酵的適宜溫度，有利沼氣的產生；導流式攪拌器、增擾器和破殼錐，通過氣體擾流的方式，使沼液進行強烈的受迫運動，達到紊流狀態(tài)，從而破壞植物纖維的結殼，使發(fā)酵原料分解得更加完善，提高原料的產氣率。
文檔編號C02F11/04GK102225832SQ20111008444
公開日2011年10月26日 申請日期2011年4月6日 優(yōu)先權日2011年4月6日
發(fā)明者周學志, 白莉, 石巖, 遲銘書, 陳朝, 齊子姝 申請人:吉林建筑工程學院