彎曲式多區(qū)發(fā)酵的超高效甲烷發(fā)生系統(tǒng)產(chǎn)生甲烷的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及甲烷技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種甲烷發(fā)酵系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國目前存在的問題甲烷達(dá)到300萬個(gè)左右，主意存在的問題有:1、用料不合理，造成池體發(fā)生嚴(yán)重漏氣、漏水；2、甲烷池受力性能不好，降低甲烷池的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，造成池體內(nèi)部產(chǎn)生較寬的結(jié)構(gòu)受力裂縫；3、進(jìn)/出料管與池體連接處彎裂、剪裂甚至拉斷、剪斷引起甲烷池嚴(yán)重漏水、漏氣；4、甲烷池發(fā)酵路線短，產(chǎn)氣效率低，容易結(jié)殼，難清理，產(chǎn)生大量廢池。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是甲烷發(fā)酵系統(tǒng)中發(fā)酵路線短，沼液自循環(huán)效果差，沼液中菌種分布不均勻影響產(chǎn)氣率。
[0004]為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是。
[0005]彎曲式多區(qū)發(fā)酵的超高效甲烷發(fā)生系統(tǒng)，其包括:進(jìn)料管、出料管、U型發(fā)酵管道，U型發(fā)酵管道水平放置，進(jìn)料管和出料管豎直連接U型發(fā)酵管道兩端側(cè)，U型發(fā)酵管道上部放置水壓間，水壓間與進(jìn)料管連接位置為進(jìn)料管排水孔，水壓間與出料管連接位置為出料管排水孔，U型發(fā)酵管道與進(jìn)料管連接位置處設(shè)置一進(jìn)料管擋氣板，U型發(fā)酵管道與出料管連接位置處設(shè)置一出料管擋氣板，出料管擋氣板和進(jìn)料管擋氣板之間還設(shè)置至少有一個(gè)擋氣板，進(jìn)/出料管與相鄰的擋氣板之間或者相鄰的擋氣板之間形成一個(gè)發(fā)酵區(qū)，每個(gè)發(fā)酵區(qū)的頂部設(shè)置有獨(dú)立的集氣管；每個(gè)發(fā)酵區(qū)頂部都連接有獨(dú)立的集氣管，并且集氣管上設(shè)置有閥體；水壓間還連接有布菌裝置，布菌裝置包括排水管、布菌管道、布菌孔，布菌裝置的排水管一端側(cè)連接水壓間，另一端連接布菌管道并且布菌管道水平放置，發(fā)酵管道內(nèi)的每個(gè)發(fā)酵區(qū)內(nèi)都連接有布菌裝置的排水管，促進(jìn)每個(gè)發(fā)酵區(qū)內(nèi)的沼液流動(dòng)，布菌管道上設(shè)置有多個(gè)豎直方向貫穿的布菌孔，布菌管道固定于U型發(fā)酵管道內(nèi)并沿發(fā)酵管道內(nèi)延伸至各個(gè)發(fā)酵區(qū)；進(jìn)料管排水孔上設(shè)置有控制水壓間內(nèi)沼液?jiǎn)蜗蛄魅脒M(jìn)料管的單向閥，布菌裝置的排水管上設(shè)置有控制水壓間內(nèi)沼液?jiǎn)蜗蛄魅氚l(fā)酵管道內(nèi)的單向閥，出料管排水孔的最低點(diǎn)所在的水平面高于進(jìn)料管排水孔最低點(diǎn)所在的水平面以及高于布菌裝置的排水管與水壓間連接位置的最低點(diǎn)所在的水平面。
[0006]上述技術(shù)方案相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)取得的進(jìn)步和優(yōu)點(diǎn)在于:各個(gè)發(fā)酵區(qū)內(nèi)發(fā)酵產(chǎn)生甲烷時(shí)，會(huì)擠壓發(fā)酵區(qū)內(nèi)的沼液流動(dòng)并流向相鄰的發(fā)酵區(qū)中，沼液的對(duì)流攪拌效果好，并且沼液在對(duì)流攪拌過程中，有效的促進(jìn)菌種的均勻分布以及促進(jìn)進(jìn)料，提高整個(gè)系統(tǒng)的發(fā)酵效率。
[0007]上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)。
[0008]進(jìn)/出料管擋氣板在豎直方向上投影的長(zhǎng)度大于位于進(jìn)料管擋氣板和出料管擋氣板之間擋氣板在豎直方向上投影的長(zhǎng)度；充分利用發(fā)酵管道內(nèi)甲烷的存儲(chǔ)空間。
[0009]上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)。
[0010]布菌管道的位置高于進(jìn)/出料管擋氣板的最低位置并低于位于進(jìn)料管擋氣板和出料管擋氣板之間的擋氣板最低位置。
[0011]上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)。
[0012]發(fā)酵管道內(nèi)設(shè)置有位于出料管擋氣板和進(jìn)料管擋氣板之間的擋氣板有一個(gè)或兩個(gè)或三個(gè)或四個(gè)。
[0013]上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)。
[0014]水壓間頂部密封設(shè)置并且頂部連接一與大氣連通的排氣管，保證水壓間內(nèi)氣壓與外界氣壓一致。
[0015]彎曲式多區(qū)發(fā)酵的超高效甲烷發(fā)生系統(tǒng)產(chǎn)生甲烷的方法，其步驟包括:
A、發(fā)酵原料從進(jìn)料管倒入并在發(fā)酵管道內(nèi)發(fā)酵產(chǎn)生甲烷，甲烷分別集聚于由進(jìn)/出料管與相鄰的擋氣板之間或者相鄰的擋氣板之間形成的發(fā)酵區(qū)內(nèi)，甲烷占據(jù)發(fā)酵區(qū)內(nèi)空間并擠壓沼液對(duì)流，并流向進(jìn)料管、出料管、布菌裝置，隨著進(jìn)料管、出料管和布菌裝置內(nèi)沼液液面的升高，發(fā)酵管道內(nèi)的沼液通過出料管排水孔單向流入水壓間內(nèi)；
B、使用任意一個(gè)發(fā)酵區(qū)內(nèi)的存儲(chǔ)的甲烷，該發(fā)酵區(qū)內(nèi)存儲(chǔ)的甲烷氣壓下降，相鄰的發(fā)酵區(qū)內(nèi)沼液流向該發(fā)酵區(qū)，首先水壓間內(nèi)存儲(chǔ)的沼液通過進(jìn)料管排水孔、布菌裝置的排水管單向回流至發(fā)酵管道以及通過出料管排水管回流至發(fā)酵管道內(nèi)；當(dāng)水壓間內(nèi)存儲(chǔ)的沼液液面下降至出料管排水孔最低點(diǎn)以下時(shí)，水壓間內(nèi)存儲(chǔ)的沼液通過進(jìn)料管排水孔和布菌裝置的排水管單向回流至發(fā)酵管道內(nèi)；當(dāng)水壓間內(nèi)存儲(chǔ)的沼液液面低于布菌裝置的排水管最低時(shí)，水壓間存儲(chǔ)的沼液通過進(jìn)料管排水孔單向回流至發(fā)酵管道內(nèi)，通過水壓間回流的沼液補(bǔ)充發(fā)酵管道內(nèi)減少的甲烷空間，從而完成沼液循環(huán)流動(dòng)；
C、按照上述A、B方法發(fā)酵產(chǎn)生甲烷以及使用甲烷。
[0016]上述發(fā)酵原料可以為動(dòng)物糞便、秸桿等。
[0017]本發(fā)明的相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)取得的優(yōu)點(diǎn)在于，采用U型通道式發(fā)酵裝置，發(fā)酵路線長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)沼液在系統(tǒng)內(nèi)充分流動(dòng)，并帶動(dòng)菌種的均勻分布，有效防止結(jié)殼現(xiàn)象，產(chǎn)氣率高，適合規(guī)?；a(chǎn)。
[0018]說明書附圖
為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖做簡(jiǎn)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(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為本發(fā)明的U型發(fā)酵管道剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3為本發(fā)明的進(jìn)料管與出料管剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖4為本發(fā)明的布菌管結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖5為本發(fā)明的U型發(fā)酵管道俯視圖。
[0024]圖6為本發(fā)明的U型發(fā)酵管道剖視圖。
[0025]圖7為本發(fā)明的布菌管局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖中標(biāo)示為:11、進(jìn)料管；12、出料管；20、U型發(fā)酵管道；201、第一發(fā)酵區(qū)；202、第二發(fā)酵區(qū)；203、第三發(fā)酵區(qū)；204、第四發(fā)酵區(qū)；205、第五發(fā)酵區(qū)；22、進(jìn)料管擋氣板；221、第一擋氣板；222、第二擋氣板；24、進(jìn)料管排水孔；26、出料管擋氣板；261、第三擋氣板；262、第四擋氣板；28、出料管排水孔；30、水壓間；32、排氣孔；40、集氣管；50、排水管；52、布菌管；54、布菌孔。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下，所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。
[0028]如圖1-3所示，彎曲式多區(qū)發(fā)酵的超高效甲烷發(fā)生系統(tǒng)，其包括U型發(fā)酵管道20、進(jìn)料管11、出料管12，U型發(fā)酵管道20的兩端連接相鄰的進(jìn)料管11和出料管12，U型發(fā)酵管道20上部放置水壓間30，水壓間30與進(jìn)料管11連接位置為進(jìn)料管排水孔24，水壓間30與出料管12連接位置為出料管排水孔28，U型發(fā)酵管道20與進(jìn)料管11連接位置處設(shè)置一進(jìn)料管擋氣板22，U型發(fā)酵管道20與出料管12連接位置處設(shè)置一出料管擋氣板26 ；牲畜糞便從進(jìn)料管11倒入U(xiǎn)型發(fā)酵管道20中進(jìn)行發(fā)酵，沼液須溢過進(jìn)料管擋氣板22和出料管擋氣板26，進(jìn)料管11和出料管12都是敞口放置，所以U型發(fā)酵管道20兩端側(cè)的液面高度相同;U型發(fā)酵管道20內(nèi)產(chǎn)生甲烷時(shí)，由于進(jìn)料管擋氣板22和出料管擋氣板26的限制作用，甲烷不斷在進(jìn)料管擋氣板22、出料管擋氣板26、沼液液面和U型發(fā)酵管道20頂部圍合的空間之間集聚，隨著甲烷氣壓不斷增大至大于室外氣壓時(shí)，沼液會(huì)從進(jìn)料管11和出料管12中上升，并通過進(jìn)料管排水孔24和出料管排水孔26流入水壓間30中。
[0029]尤為重要的，發(fā)酵管道內(nèi)還設(shè)置有多個(gè)位于進(jìn)料管擋氣板和出料管擋氣板之間擋氣板，進(jìn)料管擋氣板與相鄰的擋氣板之間或者相鄰的擋氣板之間或者出料管擋氣板與相鄰的擋氣板之間的空間形成一個(gè)發(fā)酵區(qū)，各個(gè)發(fā)酵區(qū)的發(fā)酵效率不同，造成產(chǎn)氣量不同，發(fā)酵區(qū)內(nèi)產(chǎn)生甲烷時(shí)，隨著甲烷氣壓的增大，會(huì)推動(dòng)發(fā)酵區(qū)內(nèi)的沼液流向相鄰的發(fā)酵區(qū)或者流向進(jìn)/出料管內(nèi)，從而利用甲烷的氣壓促進(jìn)了沼液的流動(dòng)。
[0030]下面以發(fā)酵管道內(nèi)設(shè)置有四個(gè)位于進(jìn)料管擋氣板和出料管擋氣板之間的擋氣板為實(shí)施例，闡述多區(qū)域發(fā)酵促進(jìn)沼液流動(dòng)的原理，U型發(fā)酵管道20內(nèi)還設(shè)置成一塊、兩塊、三塊等位于進(jìn)料管擋氣板和出料管擋氣板之間的擋氣板，其與上述實(shí)施例的工作原理是一致的，重復(fù)部分不再贅述。
[0031]發(fā)酵管道內(nèi)設(shè)置有四個(gè)位于進(jìn)料管擋氣板和出料管擋氣板之間的擋氣板，分別為第一擋氣板221