利用高氣壓促進(jìn)菌種均布的甲烷發(fā)生系統(tǒng)產(chǎn)生甲烷的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及沼氣發(fā)酵系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、社會(huì)的進(jìn)步，城市居民生活得到進(jìn)一步的提高，但農(nóng)村居民生活仍存在很多問(wèn)題。為全面建設(shè)小康社會(huì)，社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)顯得十分必要。這就要求發(fā)展農(nóng)村生態(tài)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，改善農(nóng)村環(huán)境，增加農(nóng)民收入的宏偉目標(biāo)。其中綜合利用沼氣池就是改變農(nóng)村環(huán)境的一個(gè)重要途徑。建設(shè)一個(gè)沼氣池可以使用20年左右，綜合利用好沼氣池不僅可以節(jié)約能源、改善和保護(hù)環(huán)境，還有節(jié)約化肥和農(nóng)藥、提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量、促進(jìn)和帶動(dòng)飼養(yǎng)業(yè)的發(fā)展等諸多好處。
[0003]現(xiàn)有的沼氣池存在諸多問(wèn)題，例如沼液的流動(dòng)攪拌性能差，菌種分布不均勻，產(chǎn)氣效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，傳統(tǒng)的沼氣池沼液流動(dòng)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(duì)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(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是。
[0006]利用高氣壓促進(jìn)菌種均勻分布的甲烷發(fā)生系統(tǒng)，其包括進(jìn)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)分別連接有進(jìn)料管和出料管，水壓間安裝于發(fā)酵管道頂部，水壓間與進(jìn)料管之間連接有水平放置的進(jìn)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)酵管道與進(jìn)料管連接位置處設(shè)置有進(jìn)料管擋氣板，發(fā)酵管道與出料管連接位置處設(shè)置有出料管擋氣板；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的擋氣板，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)的頂部分別連通有獨(dú)立的導(dǎo)氣管，導(dǎo)氣管上設(shè)置有閥體；發(fā)酵系統(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(gè)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(jìn)料管排水管上設(shè)置有控制水壓間中沼液?jiǎn)蜗蛄魅脒M(jìn)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?jiǎn)蜗蛄魅胨畨洪g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?jiǎn)蜗蛄魅氚l(fā)酵管道的單向閥。
[0007]上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)。
[0008]布菌管道的安裝位置低于進(jìn)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(jìn)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(jìn)一步改進(jìn)。
[0010]發(fā)酵管道內(nèi)的多個(gè)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(jìn)一步改進(jìn)。
[0012]位于進(jìn)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(zhǎng)度小于進(jìn)料管擋氣板和出料管擋氣板在豎直方向上的投影的長(zhǎng)度。
[0013]上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)。
[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(jìn)一步改進(jìn)。
[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]利用高氣壓促進(jìn)菌種均布的甲烷發(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，并集聚于相鄰擋氣板之間形成的發(fā)酵區(qū)內(nèi)，發(fā)酵區(qū)內(nèi)的沼氣氣壓增大，推動(dòng)發(fā)酵管道內(nèi)的沼液流向進(jìn)料管、出料管、布菌裝置，并通過(guò)出料管排水管單向流入水壓間內(nèi)；
B、使用任意一個(gè)發(fā)酵區(qū)內(nèi)的沼氣，發(fā)酵區(qū)內(nèi)的沼氣氣壓下降，水壓間內(nèi)存儲(chǔ)的沼液通過(guò)進(jìn)料管排水管以及布菌裝置單向回流至發(fā)酵管道內(nèi)，完成沼液的循環(huán)流動(dòng)；
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(diǎn)在于:沼液循環(huán)流動(dòng)攪拌性能強(qiáng)，利用沼液流動(dòng)攪拌促進(jìn)菌種的均勻分布，并促進(jìn)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。
【附圖說(shuō)明】
[0019]為了更清楚地說(shuō)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(jiàn)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(lái)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。
[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]圖中標(biāo)示為:10、進(jìn)料管。
[0025]20、出料管。
[0026]30、發(fā)酵管道；31、導(dǎo)氣管；32、進(jìn)料管擋氣板；34、出料管擋氣板；36、第一擋氣板；38、第二擋氣板。
[0027]40、水壓間；41、導(dǎo)柱；42、進(jìn)料管排水管；44、出料管排水管；46、排氣管。
[0028]50、布菌裝置；51、排水管；52、布菌管道；53、布菌孔。
【具體實(shí)施方式】
[0029]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(méi)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。
[0030]如圖1所示，利用高氣壓促進(jìn)菌種均勻分布的甲烷發(fā)生系統(tǒng)，其包括進(jìn)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)分別連接有進(jìn)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(jìn)料管10之間連接有水平放置的進(jìn)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，發(fā)酵管道30與進(jìn)料管10連接位置處設(shè)置有進(jìn)料管擋氣板32，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。
[0031]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。
[0032]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(kāi)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(guò)水壓間40向外部輸出沼氣，通過(guò)設(shè)置多個(gè)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。
[0033]進(jìn)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。
[0034]傳統(tǒng)的沼氣發(fā)酵系統(tǒng)，存在沼液流動(dòng)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(wèn)題；本發(fā)明列舉了一下幾種實(shí)施方式，用于說(shuō)明本發(fā)明采用的促進(jìn)沼液流動(dòng)的方式帶動(dòng)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(guò)增強(qiáng)沼液的對(duì)流效果，防止沼液的結(jié)殼。
[0035]第一種實(shí)施方式。
[0036]如圖1、2所示，發(fā)酵管道30內(nèi)還設(shè)置有位于進(jìn)料管擋氣板32和出料管擋氣板34之間的第一擋氣板36和第二擋氣板38，進(jìn)料管擋氣板32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和出料管擋氣板34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(dú)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(guò)各個(gè)發(fā)酵區(qū)產(chǎn)生沼氣的過(guò)程中形成的氣壓促進(jìn)沼液在各個(gè)發(fā)酵區(qū)之間的對(duì)流，促進(jìn)菌種的均勻分布以及發(fā)酵原料的均勻分布。
[0037]為保證發(fā)酵管道30內(nèi)的沼渣、發(fā)酵原料順利流動(dòng)，進(jìn)料管擋氣板32、出料管擋氣板34以及第一擋氣板36和第二擋氣板38在豎直方向上的長(zhǎng)度小于發(fā)酵管道30的高度三分之二。
[0038]第一擋氣板36和第二擋氣板38在豎直方向上的投影的長(zhǎng)度分別小于進(jìn)料管擋氣板32以及出料管擋氣板34在豎直方向上的投影長(zhǎng)度時(shí)；以進(jìn)料管擋氣板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(dòng)第一發(fā)酵區(qū)中的沼液向第二發(fā)酵區(qū)以及進(jìn)料管10中流動(dòng)；第一發(fā)酵區(qū)中的沼液液面達(dá)到第一擋氣板36的最低液面時(shí)，第一發(fā)酵區(qū)中繼續(xù)產(chǎn)生的沼氣將通過(guò)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(shí)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(jìn)料管擋氣板32和出料管擋板34之間的空間內(nèi)，并推動(dòng)整個(gè)發(fā)酵管道內(nèi)的沼液流向進(jìn)料管10和出料管20中，當(dāng)發(fā)酵管道30內(nèi)沼氣量超過(guò)進(jìn)料管擋氣板32和出料管擋氣板34的存儲(chǔ)量時(shí)，多余的沼氣將通過(guò)進(jìn)料管擋氣板32和出料管擋氣板34底部排出；所以，通過(guò)設(shè)置多個(gè)擋氣板，可以有效的促進(jìn)多個(gè)發(fā)酵區(qū)之間