水壓式紊流攪拌布菌的超高效甲烷發(fā)生系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公布了水壓式紊流攪拌布菌的超高效甲烷發(fā)生系統(tǒng)，其包括進料管、出料管、發(fā)酵管道、水壓間，發(fā)酵管道為直線型管道，發(fā)酵管道兩端側(cè)頂部設(shè)有開口并且分別可拆卸連接有進料管和出料管，進料管側(cè)壁和出料管側(cè)壁延伸至發(fā)酵管道內(nèi)的沼液液面以下,水壓間安裝于發(fā)酵管道頂部，水壓間與進料管之間連接有水平放置的進料管排水管，水壓間與出料管之間連接有水平放置的出料管排水管；發(fā)酵管道內(nèi)還設(shè)置有多個位于進料管側(cè)壁和出料管側(cè)壁之間的擋氣板，進料管/出料管側(cè)壁與相鄰的擋氣板之間的空間形成一個發(fā)酵區(qū)或相鄰的擋氣板之間的空間形成一個發(fā)酵區(qū)，各個發(fā)酵區(qū)的頂部分別連通有獨立的導(dǎo)氣管，導(dǎo)氣管上設(shè)置有閥體；沼液循環(huán)流動攪拌性能強，利用沼液流動攪拌促進菌種的均勻分布，并促進發(fā)酵原料深入發(fā)酵系統(tǒng)內(nèi)，提高系統(tǒng)的發(fā)酵系統(tǒng)以及產(chǎn)氣量。
【專利說明】水壓式紊流攪拌布菌的超高效甲烷發(fā)生系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及沼氣發(fā)酵系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]沼氣池改變農(nóng)民舊的生活習(xí)慣，改善農(nóng)村居住環(huán)境，將沼氣池和廁所、豬圈建在一起，不易滋生蚊蟲，沒有臭味。在消滅血吸蟲病和鉤蟲病等傳染病會起到重要的作用。此外，由于人類活動頻繁，大量消耗能源、大量露天堆放秸桿和畜禽糞便等，造成了大量二氧化碳排放，加重了溫室效應(yīng)。沼氣池的使用，一定程度上能減少以上問題的產(chǎn)生。
[0003]促進生態(tài)農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)的發(fā)展沼氣池出來的廢棄物是沼液和沼渣，可以作為農(nóng)藥添加劑、肥料、飼料等來使用，大大減少化肥和農(nóng)藥帶來的危害，有利于生產(chǎn)綠色產(chǎn)品和無公害產(chǎn)品。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，傳統(tǒng)的沼氣池沼液流動性差，容易結(jié)殼，發(fā)酵原料以及菌種在沼氣池中分布不均勻，造成產(chǎn)氣效率低，以及對發(fā)酵原料的利用率不高。
[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是。
[0006]水壓式紊流攪拌布菌的超高效甲烷發(fā)生系統(tǒng)，其包括進料管、出料管、發(fā)酵管道、水壓間，發(fā)酵管道為直線型管道，發(fā)酵管道兩端側(cè)頂部設(shè)有開口并且分別可拆卸連接有進料管和出料管，進料管側(cè)壁和出料管側(cè)壁延伸至發(fā)酵管道內(nèi)的沼液液面以下，水壓間安裝于發(fā)酵管道頂部，水壓間與進料管之間連接有水平放置的進料管排水管，水壓間與出料管之間連接有水平放置的出料管排水管；發(fā)酵管道內(nèi)還設(shè)置有多個位于進料管側(cè)壁和出料管側(cè)壁之間的擋氣板，進料管/出料管側(cè)壁與相鄰的擋氣板之間的空間形成一個發(fā)酵區(qū)或相鄰的擋氣板之間的空間形成一個發(fā)酵區(qū)，各個發(fā)酵區(qū)的頂部分別連通有獨立的導(dǎo)氣管，導(dǎo)氣管上設(shè)置有閥體；甲烷發(fā)生系統(tǒng)還包括布菌裝置，布菌裝置由排水管、布菌管道以及布菌孔組成，布菌管道為直線型管道并沿發(fā)酵管道的中心軸線方向安裝于發(fā)酵管道內(nèi)，布菌管道上連接有豎直方向的排水管，排水管的另一端與水壓間底部連接，布菌管道上設(shè)置有多個沿發(fā)酵管道中心軸線方向排列的豎直方向貫穿的布菌孔；進料管排水管上設(shè)置有控制水壓間中沼液單向流入進料管的單向閥，出料管排水管上設(shè)置有控制出料管中沼液單向流入水壓間的單向閥。
[0007]上述技術(shù)方案的進一步改進。
[0008]布菌管道的安裝位置低于進料管擋氣板和出料管擋氣板之間的擋氣板的最低位置并高于進料管擋氣板和出料管擋氣板的最低位置。
[0009]上述技術(shù)方案的進一步改進。
[0010]發(fā)酵管道內(nèi)的多個發(fā)酵區(qū)內(nèi)分別設(shè)置有連接水壓間和布菌管道的布菌裝置的排水管。
[0011]上述技術(shù)方案的進一步改進。
[0012]位于進料管擋氣板和出料管擋氣板之間的擋氣板在豎直方向上的投影的長度小于進料管擋氣板和出料管擋氣板在豎直方向上的投影的長度。
[0013]上述技術(shù)方案的進一步改進。
[0014]水壓間內(nèi)設(shè)置有與導(dǎo)氣管相匹配的導(dǎo)柱。
[0015]上述技術(shù)方案的進一步改進。
[0016]水壓間頂部采用密封的結(jié)構(gòu)，水壓間頂部設(shè)有與大氣連通的排氣管。
[0017]水壓式紊流攪拌布菌的超高效甲烷發(fā)生系統(tǒng)產(chǎn)生甲烷的方法，其步驟包括:
A、發(fā)酵原料倒入發(fā)酵系統(tǒng)內(nèi)發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，并集聚于進料管/出料管側(cè)壁與相鄰的擋氣板之間的空間形成一個發(fā)酵區(qū)或相鄰的擋氣板之間的空間形成一個發(fā)酵區(qū)內(nèi)，發(fā)酵區(qū)內(nèi)的沼氣氣壓增大，推動發(fā)酵管道內(nèi)的沼液流向進料管、出料管、布菌裝置，并通過出料管排水管單向流入水壓間內(nèi)以及通過布菌裝置流入水壓間內(nèi)；
B、使用任意一個發(fā)酵區(qū)內(nèi)的沼氣，發(fā)酵區(qū)內(nèi)的沼氣氣壓下降，水壓間內(nèi)存儲的沼液通過進料管排水管單向回流至進料管中以及通過布菌裝置回流至發(fā)酵管道內(nèi)，完成沼液的循環(huán)流動；
C、使用其他發(fā)酵區(qū)內(nèi)的沼氣；
D、按照上述步驟如此循環(huán)的產(chǎn)生沼氣以及使用沼氣。
[0018]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于:沼液循環(huán)流動攪拌性能強，利用沼液流動攪拌促進菌種的均勻分布，并促進發(fā)酵原料深入發(fā)酵系統(tǒng)內(nèi)，提高系統(tǒng)的發(fā)酵系統(tǒng)以及產(chǎn)氣量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例，下面將對實施例中所需要使用的附圖做簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖4為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖5為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖6為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖中標示為:10、進料管。
[0027]20、出料管。
[0028]30、發(fā)酵管道；31、導(dǎo)氣管；36、第一擋氣板；38、第二擋氣板。
[0029]40、水壓間；41、導(dǎo)柱；42、進料管排水管；44、出料管排水管；46、排氣管。
[0030]50、布菌裝置；51、排水管；52、布菌管道；53、布菌孔。

【具體實施方式】
[0031]下面結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下，所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護范圍。
[0032]如圖1所示，水壓式紊流攪拌布菌的超高效甲烷發(fā)生系統(tǒng)，其包括進料管10、出料管20、發(fā)酵管道30和水壓間40，發(fā)酵管道30由剖面為圓形、矩形等幾何形狀在直線方向拉伸獲得，發(fā)酵管道30兩端側(cè)連接進料管10和出料管20，水壓間40安裝于發(fā)酵管道30頂部，水壓間40與進料管10之間連接有水平放置的進料管排水管42，水壓間40與出料管20之間連接有水平放置的出料管排水管44。
[0033]如圖1所示，發(fā)酵管道30與進料管10的連接方式為可拆卸的連接方式，具體地，發(fā)酵管道30 —端側(cè)固定連接出料管20，發(fā)酵管道30的另一端側(cè)上部設(shè)有開口，進料管10可拆卸的插入發(fā)酵管道30的另一端側(cè)(即偏離出料管一端側(cè))，進料管10的側(cè)壁深入至發(fā)酵管道30的沼液液面以下位置，并利用進料管10深入發(fā)酵管道30沼液液面以下的側(cè)壁代替現(xiàn)有的進料管擋氣板，發(fā)酵管道30與出料管20連接位置處設(shè)置有出料管擋氣板34。
[0034]如圖2、3、4、5、6所示，發(fā)酵管道30與進料管10和出料管20的連接方式都為可拆卸的連接方式，具體地，發(fā)酵管道30兩端側(cè)頂部都設(shè)有開口，進料管10和出料管20可拆卸的插入發(fā)酵管道30內(nèi)，并且進料管10和出料管20伸入發(fā)酵管道30內(nèi)的沼液液面以下位置分別代替現(xiàn)有的進料管擋氣板和出料管擋氣板。
[0035]如圖3、4、5所示，進料管10傾斜的插入發(fā)酵管道30內(nèi)，從而更方便進料，以及出料管20傾斜的插入發(fā)酵管道30內(nèi)，更有利于出料。
[0036]通過進料管10的側(cè)壁和出料管20的側(cè)壁代替現(xiàn)有的擋氣板，擁有多個有益效果:1、減小施工的難度或者加工的難度；2、通過可拆卸的方式，更方便工業(yè)化生產(chǎn)以及運輸；3、通過進料管和出料管傾斜的連接方式更方便進料和出料。
[0037]如圖1-6所示，水壓間40頂部采用封閉結(jié)構(gòu)，防止外部的雜物落入水壓間40中，造成阻塞，水壓間40頂部還連接一與大氣連通的排氣管46，保證水壓間40內(nèi)氣壓與外界氣壓一致。
[0038]如圖6所示，發(fā)酵管道30上設(shè)置有導(dǎo)氣管31，導(dǎo)氣管31上設(shè)置有閥體，控制導(dǎo)氣管31的開啟或者關(guān)閉；優(yōu)選地，水壓間40上設(shè)置有與導(dǎo)氣管31相匹配的導(dǎo)柱41，導(dǎo)氣管31穿過水壓間40向外部輸出沼氣，通過設(shè)置多個導(dǎo)氣管31與水壓間40的導(dǎo)柱41相匹配，可以用于固定水壓間40，保證水壓間40不發(fā)生移位。
[0039]進料管、出料管、發(fā)酵管道以及水壓間均可以采用混泥土澆筑或者采用PVC管道連接或者采用玻璃鋼材料制成。
[0040]傳統(tǒng)的沼氣發(fā)酵系統(tǒng)，存在沼液流動攪拌性能差，容易結(jié)殼，并且菌種和發(fā)酵原料分布不均勻影響發(fā)酵系統(tǒng)的產(chǎn)氣效率等問題；本發(fā)明列舉了一下幾種實施方式，用于說明本發(fā)明采用的促進沼液流動的方式帶動菌種以及發(fā)酵原料均勻分布的具體結(jié)構(gòu)和方法，并且通過增強沼液的對流效果，防止沼液的結(jié)殼。
[0041]第一種實施方式。
[0042]如圖1-6所示，發(fā)酵管道30內(nèi)還設(shè)置有位于進料管側(cè)壁和出料管側(cè)壁之間的第一擋氣板36和第二擋氣板38，進料管側(cè)壁和第一擋氣板36之間的空間為第一發(fā)酵區(qū)，第一擋氣板36和第二擋氣板38之間的空間為第二發(fā)酵區(qū)，第二擋氣板38和出料管側(cè)壁之間的空間為第三發(fā)酵區(qū)；第一發(fā)酵區(qū)、第二發(fā)酵區(qū)以及第三發(fā)酵區(qū)頂部分別獨立的連接有導(dǎo)氣管31，導(dǎo)氣管31設(shè)置有閥體，并且導(dǎo)氣管31之間不能相互連通；通過各個發(fā)酵區(qū)產(chǎn)生沼氣的過程中形成的氣壓促進沼液在各個發(fā)酵區(qū)之間的對流，促進菌種的均勻分布以及發(fā)酵原料的均勻分布。
[0043]為保證發(fā)酵管道30內(nèi)的沼渣、發(fā)酵原料順利流動，進料管伸入發(fā)酵管道內(nèi)的側(cè)壁在豎直方向上的投影長度、出料管伸入發(fā)酵管道內(nèi)的側(cè)壁在豎直方向上的投影長度以及第一擋氣板36和第二擋氣板38在豎直方向上的投影長度小于發(fā)酵管道30的高度三分之二。
[0044]第一擋氣板36和第二擋氣板38在豎直方向上的投影的長度分別小于進料管伸入發(fā)酵管道內(nèi)的側(cè)壁在豎直方向上的投影長度以及出料管伸入發(fā)酵管道內(nèi)的側(cè)壁在豎直方向上的投影長度時；以進料管側(cè)壁和第一擋氣板之間的空間組成的第一發(fā)酵區(qū)為例，第一發(fā)酵區(qū)中產(chǎn)生沼氣并在其頂部集聚，頂部的沼氣氣壓逐步增大，推動第一發(fā)酵區(qū)中的沼液向第二發(fā)酵區(qū)以及進料管10中流動；第一發(fā)酵區(qū)中的沼液液面達到第一擋氣板36的最低液面時，第一發(fā)酵區(qū)中繼續(xù)產(chǎn)生的沼氣將通過第一擋氣板36底部流向第二發(fā)酵區(qū)中，以此類推，直至第一發(fā)酵區(qū)、第二發(fā)酵區(qū)、第三發(fā)酵區(qū)都積滿沼氣并實現(xiàn)相互連通；發(fā)酵管道30中繼續(xù)發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣集聚于進料管側(cè)壁和出料管側(cè)壁之間的空間內(nèi)，并推動整個發(fā)酵管道內(nèi)的沼液流向進料管10和出料管20中，當(dāng)發(fā)酵管道30內(nèi)沼氣量超過進料管側(cè)壁和出料管側(cè)壁的存儲量時，多余的沼氣將通過進料管側(cè)壁和出料管側(cè)壁底部排出；所以，通過設(shè)置多個擋氣板，可以有效的促進多個發(fā)酵區(qū)之間的沼液相互對流，通過對流促進菌種的均勻分布以及促進進料；第一發(fā)酵區(qū)、第二發(fā)酵區(qū)以及第三發(fā)酵區(qū)中產(chǎn)生沼氣，促使發(fā)酵管道30內(nèi)中的沼液流向進料管10和出料管20中，并通過進料管排水管42和出料管排水管44流入水壓間中，發(fā)酵區(qū)中集聚沼氣的空間即為發(fā)酵管道30向進料管10和出料管20排出沼液的體積。
[0045]第一擋氣板36和第二擋氣板38在豎直方向上的投影的長度分別大于進料管伸入發(fā)酵管道內(nèi)的側(cè)壁在豎直方向上的投影長度以及出料管伸入發(fā)酵管道內(nèi)的側(cè)壁在豎直方向上的投影長度時；以進料管側(cè)壁和第一擋氣板之間的空間組成的第一發(fā)酵區(qū)為例，當(dāng)?shù)谝话l(fā)酵區(qū)中的沼氣存儲滿時，不能通過第一擋氣板的底部傳輸至第二發(fā)酵區(qū)中，使得第一發(fā)酵區(qū)中繼續(xù)發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣只能通過進料管側(cè)壁底部溢出，與上述技術(shù)方案相比，不能有效的利用沼氣的存儲空間，但是，依然可以促進沼液的對流，以及促進菌種、發(fā)酵原料的均勻分布，其工作原理不再贅述。
[0046]第二種實施方式。
[0047]如圖1、2所不,在第一種實施方式的基礎(chǔ)上進行改進,與第一種實施方式不同之處在于:進料管排水管42上設(shè)置有控制水壓間40中沼液單向流入進料管10的單向閥，出料管排水管44上設(shè)置有控制出料管20中沼液單向流入水壓間40中的單向閥。
[0048]發(fā)酵原料進入發(fā)酵管道30中發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，并在發(fā)酵管道30中的各個發(fā)酵區(qū)中集聚，沼氣集聚過程中，各個發(fā)酵區(qū)內(nèi)的氣壓逐步增大并占據(jù)發(fā)酵管道30內(nèi)的空間，擠壓發(fā)酵管道30內(nèi)的沼液流向進料管10和出料管20中；設(shè)置于進料管排水管和出料管排水管上的單向閥，控制沼液的流向，使得發(fā)酵管道30中的沼液通過出料管排水管44單向流入水壓間40中；使用發(fā)酵管道30中存儲的沼氣時，發(fā)酵管道30內(nèi)的氣壓下降，水壓間40內(nèi)存儲的沼液通過進料管排水管單向回流至進料管10中，并推動進料管10附近的發(fā)酵原料流入發(fā)酵系統(tǒng)內(nèi)部。
[0049]其有益效果在于:發(fā)酵管道30中的沼液流入水壓間40過程中，將出料管20附近的富含菌種的沼液帶入水壓間中，進料管10中的沼液不能流入水壓間40中，防止發(fā)酵原料倒流，并且防止進料管10附近較多的雜質(zhì)流入水壓間中；水壓間40中存儲的富含菌種的沼液流入進料管10中，可以將富含菌種的沼液帶入進料管10中，促進菌種的均勻分布，并且通過流入進料管10的沼液，可以促進進料管10附近的發(fā)酵原料深入發(fā)酵系統(tǒng)內(nèi)部，促進發(fā)酵原料的均勻分布；顯著提高發(fā)酵系統(tǒng)的菌種均勻分布、以及發(fā)酵原料均勻分布，提高系統(tǒng)的發(fā)酵效率以及產(chǎn)氣效率。
[0050]第三種實施方式。
[0051]如圖1、2、3所示，第三種實施方式在第一種實施方式的基礎(chǔ)上進行改進，與第二種實施方式不同之處在于:進料管排水管42上設(shè)置有控制水壓間40中沼液單向流入進料管10的單向閥，進料管排水管42與水壓間40的連接位置為水壓間40的最低位置，出料管排水管44與水壓間40的連接位置高于進料管排水管42。
[0052]發(fā)酵管道30中發(fā)酵產(chǎn)生沼氣時，在發(fā)酵管道30的多個發(fā)酵區(qū)內(nèi)積聚，并擠壓發(fā)酵管道30內(nèi)的沼液流向進料管10和出料管20，在進料管排水管42上設(shè)置的單向閥的控制下，發(fā)酵管道30中的沼液只能通過出料管排水管44流入水壓間40中；使用發(fā)酵管道30內(nèi)存儲的沼氣時，發(fā)酵管道30內(nèi)的氣壓減小，水壓間40中存儲的沼液通過進料管排水管42單向流入進料管10中以及通過出料管排水管回流至發(fā)酵管道30內(nèi)。
[0053]其有益效果在于:進料管10中的沼液不能流入水壓間40中，防止發(fā)酵原料倒流，并且防止進料管10附近較多的雜質(zhì)流入水壓間中；出料管20附近的沼液含菌量豐富，發(fā)酵管道30內(nèi)產(chǎn)生沼氣過程中，可以將含菌量豐富的沼液帶入水壓間40中，促進沼液的流動；由于進料管排水管和出料管排水管的位置關(guān)系，當(dāng)水壓間40中存儲的沼液回流時，將水壓間40中較多的沼液通過進料管排水管42流入進料管中，部分存儲的沼液通過出料管排水管回流至出料管20中；將含菌量豐富的沼液帶入進料管10中，促進菌種的均勻分布以及帶動發(fā)酵原料流入發(fā)酵系統(tǒng)內(nèi)部。
[0054]第四種實施方式。
[0055]如圖1、2所示，在第一種實施方式的基礎(chǔ)上進行改進，與第一種實施方式的不同之處在于:水壓式紊流攪拌布菌的超高效甲烷發(fā)生系統(tǒng)還包括布菌裝置50，布菌裝置50由排水管51、布菌管道52以及布菌孔53組成，布菌管道52為直線型管道并沿發(fā)酵管道的中心軸線方向放置于發(fā)酵管道內(nèi)，布菌管道52的長度小于進料管側(cè)壁和出料管側(cè)壁之間的距離，布菌管道52的安裝位置低于第一擋氣板和第二擋氣板的最低位置，優(yōu)選地，布菌管道52的安裝位置低于第一擋氣板和第二擋氣板的最低位置并高于進料管側(cè)壁和出料管側(cè)壁的最低位置，布菌管道52上連接有豎直方向的排水管51，排水管51的另一端與水壓間40底部連接，布菌管道52上設(shè)置有多個沿發(fā)酵管道中心軸線方向排列的豎直方向貫穿的布菌孔53 ;優(yōu)選地，第一發(fā)酵區(qū)、第二發(fā)酵區(qū)、第三發(fā)酵區(qū)內(nèi)分別設(shè)置有連接水壓間40和布菌管道52的布菌裝置的排水管51。
[0056]發(fā)酵管道30內(nèi)產(chǎn)生沼氣并在多個發(fā)酵區(qū)內(nèi)積聚，沼氣的氣壓逐步增大，并擠壓發(fā)酵管道30內(nèi)的沼液流向進料管10、出料管20以及布菌裝置50內(nèi)，進料管10、出料管20以及布菌裝置50內(nèi)的沼液液面不斷上升，直至通過進料管排水管42、出料管排水管44以及布菌裝置的排水管51流入水壓間40內(nèi)；使用發(fā)酵管道30發(fā)酵區(qū)內(nèi)的沼氣時，發(fā)酵區(qū)中沼氣氣壓減小，水壓間40內(nèi)的存儲的沼液分別通過進料管10、出料管20以及布菌裝置50回流至環(huán)形發(fā)酵管道30內(nèi)。
[0057]其有益效果在于:通過進料管10、出料管20以及布菌裝置50流入或流出沼液，促使發(fā)酵管道30內(nèi)的沼液流動攪拌性能得到增強，促進菌種的均勻分布以及發(fā)酵原料的均勻分布，沼液的流動攪拌性增強，可以有效的防止結(jié)殼現(xiàn)象，提升發(fā)酵系統(tǒng)的產(chǎn)氣效率。
[0058]第五種實施方式。
[0059]如圖1、2所示，第五種實施方式在第四種實施方式的基礎(chǔ)上進行改進，與第四種實施方式的不同之處在于，進料管排水管42上設(shè)置有控制水壓間40中沼液單向流入進料管10的單向閥，出料管排水管44上設(shè)置有控制出料管20中沼液單向流入水壓間40的單向閥。
[0060]發(fā)酵管道30內(nèi)發(fā)酵產(chǎn)生沼氣并在發(fā)酵管道內(nèi)的多個發(fā)酵區(qū)內(nèi)集聚，沼氣的氣壓逐步增大，并擠壓發(fā)酵管道內(nèi)的沼液流向進料管10、出料管20以及布菌裝置50，
發(fā)酵管道30內(nèi)不斷產(chǎn)生沼氣，進料管10、出料管20以及布菌裝置50內(nèi)的沼液液面不斷上升，直至通過出料管排水管44單向流入水壓間以及布菌裝置50的排水管51流入水壓間40內(nèi)；使用發(fā)酵管道30內(nèi)的發(fā)酵區(qū)中沼氣時，發(fā)酵區(qū)內(nèi)的氣壓減小，水壓間40中存儲的沼液通過進料管排水管42單向回流至進料管10中以及通過布菌裝置的排水管51回流至發(fā)酵管道30內(nèi)，完成沼液的循環(huán)流動。
[0061]其有益效果在于:出料管20附近含菌量豐富的沼液只能單向的流入水壓間40內(nèi)，并最終通過進料管排水管以及布菌裝置的排水管回流，在促進沼液的流動攪拌過程中，帶動菌種的均勻分布，并且流入進料管10中的沼液，可以促進進料，推動發(fā)酵原料深入發(fā)酵系統(tǒng)內(nèi)部。
[0062]第六種實施方式。
[0063]如圖1、2、3所示，第六種實施方式在第四種實施方式的基礎(chǔ)上進行改進，與第四種實施方式的不同之處在于，進料管排水管上設(shè)置有控制水壓間中沼液單向流入進料管的單向閥，布菌裝置的排水管上設(shè)置有控制水壓間中沼液單向流入發(fā)酵管道的單向閥，出料管排水管44與水壓間40連接位置的最低點所在的水平面高于進料管排水管44與水壓間40連接位置的最低點，布菌裝置50的排水管51以及進料管排水管42與水壓間40的連接位置位于水壓間40的最低點位置。
[0064]發(fā)酵管道30內(nèi)發(fā)酵產(chǎn)生沼氣的集聚于多個發(fā)酵區(qū)內(nèi)，隨著產(chǎn)氣量的增加，發(fā)酵區(qū)內(nèi)集聚的沼氣氣壓逐步增大，推動發(fā)酵區(qū)內(nèi)的沼液流向進料管、出料管以及布菌裝置中；隨著產(chǎn)氣量的進一步增加，進料管、出料管以及布菌裝置的排水管中沼液液面上升，在單向閥的控制下，發(fā)酵管道內(nèi)的沼液只能通過出料管排水管44流入水壓間中；使用發(fā)酵區(qū)內(nèi)的沼氣時，發(fā)酵區(qū)內(nèi)的沼氣氣壓減小，水壓間40中存儲的沼液通過進料管排水管42和布菌裝置的排水管51單向回流至發(fā)酵管道內(nèi)，以及通過出料管排水管44回流至出料管20中，由于出料管排水管的位置高于進料管排水管和布菌裝置的排水管，所以，水壓間40中存儲的沼液主要通過進料管排水管42單向流入進料管10以及通過布菌裝置的排水管51單向回流至發(fā)酵管道30內(nèi)。
[0065]其有益效果在于:發(fā)酵管道30內(nèi)氣壓增大時，將出料管20附近含菌量豐富的沼液流入水壓間40中，利用出料管排水管高于進料管排水管以及布菌裝置的排水管，可以將水壓間40中含菌量豐富的沼液單向回流至發(fā)酵管道內(nèi)的各個區(qū)域，并且經(jīng)過進料管排水管42流入進料管10的沼液可以促進進料，促進發(fā)酵原料深入發(fā)酵系統(tǒng)內(nèi)，進一步的提高發(fā)酵系統(tǒng)的產(chǎn)氣效率。
[0066]第七種實施方式。
[0067]如圖1、2、4所示，第七種實施方式在第五種實施方式的基礎(chǔ)上進行改進，與第五種實施方式的不同之處在于，布菌裝置50的排水管51延伸至水壓間40內(nèi)部，并且布菌裝置50的排水管51延伸至水壓間40 —端側(cè)的最低點所在的水平面高于出料管排水管與水壓間連接位置的最低點所在的水平面，出料管排水管與水壓間連接位置最低點所在的水平面高于進料管排水管與水壓間連接位置最低點所在的水平面。
[0068]發(fā)酵管道30內(nèi)產(chǎn)生沼氣并在各個發(fā)酵區(qū)內(nèi)集聚，各個發(fā)酵區(qū)內(nèi)的沼氣氣壓逐步增加，并擠壓發(fā)酵管道30內(nèi)的沼液流向進料管10、出料管20以及布菌裝置50，發(fā)酵管道30中繼續(xù)發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，進料管10、出料管20以及布菌裝置50中的沼液液面不斷上升，并首先通過出料管排水管44單向流入水壓間40內(nèi)，水壓間40內(nèi)存儲的沼液液面不斷上升，水壓間40內(nèi)的沼液液面達到布菌裝置50的排水管51頂部的最低點位置時，發(fā)酵管道30內(nèi)的沼液再經(jīng)過布菌裝置50的排水管51流入水壓間40內(nèi)，實現(xiàn)沼液的大范圍流動；使用發(fā)酵區(qū)內(nèi)的沼氣時，發(fā)酵區(qū)內(nèi)的氣壓下降，水壓間40內(nèi)存儲的沼液分別通過進料管排水管42、布菌裝置50的排水管51回流至發(fā)酵管道30內(nèi)，由于進料管排水管與布菌裝置的排水管的高低位置關(guān)系，使得水壓間40中存儲的沼液大部分通過進料管排水管42流入進料管10中,促進沼液的循環(huán)流動，帶動菌種的均勻分布。
[0069]其優(yōu)點在于:發(fā)酵管道30內(nèi)沼氣氣壓較大時，將出料管20附近的含菌量較為豐富的沼液流入水壓間中，并促進沼液的流動；使用沼氣時，通過進料管排水管42和布菌裝置的排水管51將水壓間40中存儲的含菌量豐富的沼液回流至發(fā)酵管道30內(nèi)，通過布菌裝置50可以將水壓間中存儲的部分沼液更加均勻的流入發(fā)酵管道30的各個位置，通過進料管排水管42可以將水壓間40中存儲的大部分沼液流入進料管10中，促進進料，推動發(fā)酵原料深入發(fā)酵系統(tǒng)內(nèi)部以及菌種的均勻分布。
[0070]第八種實施方式。
[0071]如圖1、2、3所示，第八種實施方式在第四種實施方式的基礎(chǔ)上進行改進，與四種實施方式不同之處在于:進料管排水管42上設(shè)置有控制水壓間40中沼液單向流入進料管10的單向閥，出料管排水管44上設(shè)置有控制出料管20中沼液單向流入水壓間40的單向閥，布菌裝置50的排水管51上設(shè)置有控制水壓間40中沼液單向流入發(fā)酵管道30的單向閥。
[0072]發(fā)酵管道30內(nèi)發(fā)酵產(chǎn)生沼氣并不斷在多個發(fā)酵區(qū)內(nèi)集聚，不斷產(chǎn)生沼氣，并使得發(fā)酵區(qū)內(nèi)的氣壓增大，推動發(fā)酵管道30內(nèi)的沼液流向進料管10、出料管20、布菌裝置50 ；發(fā)酵管道30內(nèi)繼續(xù)發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，使得進料管10、出料管20、布菌裝置50中的沼液液面上升，并通過出料管排水管44單向流入水壓間40內(nèi)；使用發(fā)酵管道30中的任意一個發(fā)酵區(qū)內(nèi)的沼氣，發(fā)酵區(qū)內(nèi)的氣壓下降，使得水壓間40內(nèi)的沼液通過進料管排水管42以及布菌裝置50回流至發(fā)酵管道內(nèi)，補充發(fā)酵區(qū)內(nèi)減小的沼氣空間。
[0073]其有益效果在于:發(fā)酵管道30中沼氣氣壓較大時，將出料管20附近富含菌種的沼液流入水壓間40中；水壓間40中存儲的沼液回流時，使得含菌量豐富的沼液均勻的分布于發(fā)酵區(qū)內(nèi)，并且流入進料管中的沼液可以促進進料，推動發(fā)酵原料深入發(fā)酵管道內(nèi)，提高發(fā)酵系統(tǒng)的發(fā)酵效率，以及產(chǎn)氣率，沼液的流動攪拌效果好，可以有效的防止結(jié)殼。
[0074]第九種實施方式。
[0075]如圖1、2、3、4所示，第九種實施方式在第四種實施方式的基礎(chǔ)上進行改進，與四種實施方式不同之處在于:進料管排水管42上設(shè)置有控制水壓間40中沼液單向流入進料管10的單向閥，出料管排水管44上設(shè)置有控制出料管20中沼液單向流入水壓間40的單向閥，布菌裝置50的排水管51上設(shè)置有控制發(fā)酵管道30中沼液單向流入水壓間40中的單向閥，出料管排水管44與水壓間40連接位置的最低點所在的水平面高于布菌裝置50的排水管51頂部最低點所在的水平面。
[0076]發(fā)酵管道30內(nèi)發(fā)酵產(chǎn)生沼氣并在多個發(fā)酵區(qū)內(nèi)集聚，隨著沼氣量的不斷增加，發(fā)酵區(qū)內(nèi)的沼氣氣壓也隨之增加，并擠壓發(fā)酵管道30內(nèi)的沼液流向進料管、出料管、布菌裝置；發(fā)酵管道內(nèi)的沼氣氣壓進一步增加，并推動進料管10、出料管20以及布菌裝置50中的沼液液面上升，首先通過布菌裝置50的排水管51將發(fā)酵管道30內(nèi)的沼液流入水壓間40內(nèi)，待水壓間40中存儲的沼液液面上升至出料管排水管44的最低點時，并通過出料管排水管44將出料管20中的沼液流入水壓間40內(nèi)；使用發(fā)酵區(qū)內(nèi)的沼氣時，發(fā)酵區(qū)內(nèi)的沼氣氣壓下降，使得水壓間40內(nèi)的沼液通過進料管排水管42單向回流至進料管10中。
[0077]其有益效果在于:通過布菌裝置50向水壓間40中輸出沼液，有效的提高了系統(tǒng)內(nèi)的沼液的流動性能，沼液的流動攪拌過程中達到布菌均勻的目的；通過出料管排水管向水壓間輸送沼液時，將出料管附件富含菌種的沼液帶入水壓間內(nèi)；水壓間內(nèi)的沼液回流時，只能通過進料管排水管輸送至進料管中，將富含菌種的沼液帶入進料管內(nèi)，通過沼液的流動促進進料，推動進料管內(nèi)的發(fā)酵原料深入發(fā)酵系統(tǒng)內(nèi)部。
[0078]第十種實施方式。
[0079]如圖1、2、3所示，第九種實施方式在第四種實施方式的基礎(chǔ)上進行改進，與四種實施方式不同之處在于:進料管排水管42上設(shè)置有控制水壓間40中沼液單向流入進料管10的單向閥，出料管排水管44上設(shè)置有控制出料管20中沼液單向流入水壓間40的單向閥，布菌裝置50的排水管51上設(shè)置有控制發(fā)酵管道30中沼液單向流入水壓間40中的單向閥，布菌裝置的排水管51頂部延伸至水壓間40內(nèi)，出料管排水管44與水壓間40連接位置的最低點所在的水平面低于布菌裝置50的排水管51頂部最低點所在的水平面。
[0080]發(fā)酵管道30內(nèi)發(fā)酵產(chǎn)生沼氣并在多個發(fā)酵區(qū)內(nèi)集聚，隨著沼氣量的不斷增加，發(fā)酵區(qū)內(nèi)的沼氣氣壓也隨之增加，并擠壓發(fā)酵管道30內(nèi)的沼液流向進料管、出料管、布菌裝置；發(fā)酵管道內(nèi)的沼氣氣壓進一步增加，并推動進料管10、出料管20以及布菌裝置50中的沼液液面上升，并首先通過出料管排水管44流入水壓間40內(nèi)，待水壓間40內(nèi)的沼液液面上升至布菌裝置50的排水管51頂部最低點位置時，發(fā)酵管道30內(nèi)的沼液再通過布菌裝置50的排水管51流入水壓間40內(nèi)；使用發(fā)酵區(qū)內(nèi)的沼氣時，發(fā)酵區(qū)內(nèi)的沼氣氣壓下降，水壓間40內(nèi)存儲的沼液只能通過進料管排水管42單向回流至進料管10內(nèi)，完成沼液的循環(huán)流動。
[0081]其有益效果在于:通過出料管排水管44向水壓間40內(nèi)輸送沼液時，將富含菌種的沼液帶入水壓間中，并通過布菌裝置向水壓間輸送沼液，促進系統(tǒng)內(nèi)的沼液流動；水壓間40內(nèi)的沼液通過進料管排水管回流，并富含菌種的沼液帶入進料管內(nèi)，并促進進料，將富含菌種的沼液帶入進料管10內(nèi)。
[0082]第九種實施方式與第十種實施方式相比，第九種實施方式主要側(cè)重于促進沼液的流動，通過沼液的流動帶動菌種的均勻分布，第十種實施方式主要側(cè)重于將出料管附近富含菌種的沼液帶入進料管中，促進富含菌種的沼液循環(huán)流動，第九種實施方式與第十種實施方式都是將水壓間40內(nèi)的沼液通過進料管排水管42單向流入進料管10內(nèi)，推動進料管10附近的發(fā)酵原料流入發(fā)酵系統(tǒng)內(nèi)部。
[0083]對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本發(fā)明中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或者范圍的情況下，在其他實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限定于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.水壓式紊流攪拌布菌的超高效甲烷發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于:其包括進料管、出料管、發(fā)酵管道、水壓間，發(fā)酵管道為直線型管道，發(fā)酵管道兩端側(cè)頂部設(shè)有開口并且分別可拆卸連接有進料管和出料管，進料管側(cè)壁和出料管側(cè)壁延伸至發(fā)酵管道內(nèi)的沼液液面以下，水壓間安裝于發(fā)酵管道頂部，水壓間與進料管之間連接有水平放置的進料管排水管，水壓間與出料管之間連接有水平放置的出料管排水管；發(fā)酵管道內(nèi)還設(shè)置有多個位于進料管側(cè)壁和出料管側(cè)壁之間的擋氣板，進料管/出料管側(cè)壁與相鄰的擋氣板之間的空間形成一個發(fā)酵區(qū)或相鄰的擋氣板之間的空間形成一個發(fā)酵區(qū)，各個發(fā)酵區(qū)的頂部分別連通有獨立的導(dǎo)氣管，導(dǎo)氣管上設(shè)置有閥體；甲烷發(fā)生系統(tǒng)還包括布菌裝置，布菌裝置由排水管、布菌管道以及布菌孔組成，布菌管道為直線型管道并沿發(fā)酵管道的中心軸線方向安裝于發(fā)酵管道內(nèi)，布菌管道上連接有豎直方向的排水管，排水管的另一端與水壓間底部連接，布菌管道上設(shè)置有多個沿發(fā)酵管道中心軸線方向排列的豎直方向貫穿的布菌孔；進料管排水管上設(shè)置有控制水壓間中沼液單向流入進料管的單向閥，出料管排水管上設(shè)置有控制出料管中沼液單向流入水壓間的單向閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水壓式紊流攪拌布菌的超高效甲烷發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于，布菌管道的安裝位置低于進料管擋氣板和出料管擋氣板之間的擋氣板的最低位置并高于進料管擋氣板和出料管擋氣板的最低位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水壓式紊流攪拌布菌的超高效甲烷發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于，發(fā)酵管道內(nèi)的多個發(fā)酵區(qū)內(nèi)分別設(shè)置有連接水壓間和布菌管道的布菌裝置的排水管。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水壓式紊流攪拌布菌的超高效甲烷發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于，位于進料管擋氣板和出料管擋氣板之間的擋氣板在豎直方向上的投影的長度小于進料管擋氣板和出料管擋氣板在豎直方向上的投影的長度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水壓式紊流攪拌布菌的超高效甲烷發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于，水壓間內(nèi)設(shè)置有與導(dǎo)氣管相匹配的導(dǎo)柱。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水壓式紊流攪拌布菌的超高效甲烷發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于，水壓間頂部采用密封的結(jié)構(gòu)，水壓間頂部設(shè)有與大氣連通的排氣管。
【文檔編號】C02F11/04GK104480001SQ201510030350
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2015年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2015年1月22日
【發(fā)明者】張偉偉 申請人:張偉偉