利用氣壓擾動(dòng)型沼液對(duì)流系統(tǒng)產(chǎn)生沼氣的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及沼氣技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種沼氣發(fā)酵系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)沼氣科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和農(nóng)村家用沼氣的推廣，根據(jù)當(dāng)?shù)厥褂靡蠛蜌鉁?、地質(zhì)等條件，家用沼氣池有固定拱蓋的水壓式池、大揭蓋水壓式池、等等多種樣式，但是歸總起來(lái)大體由水壓式沼氣池、浮罩式沼氣池、半塑式沼氣池和罐式沼氣池四種基本類(lèi)型變化形成的。
[0003]現(xiàn)有的沼氣發(fā)酵系統(tǒng)發(fā)酵短造成發(fā)酵原料發(fā)酵不充分，以及沼液的流動(dòng)性差造成菌種分布不均勻，底層容易沉淀，影響整個(gè)發(fā)酵系統(tǒng)的發(fā)酵效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是沼氣發(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。
[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是。
[0006]氣壓擾動(dòng)型沼液對(duì)流系統(tǒng)，由進(jìn)出料筒、環(huán)形發(fā)酵管道、水壓間構(gòu)成沼氣發(fā)酵系統(tǒng)主體，進(jìn)出料筒豎直連接環(huán)形發(fā)酵管道，進(jìn)出料筒包括進(jìn)料管和出料管，進(jìn)料管與出料管之間由一豎直延伸至發(fā)酵管道底部的隔板分離，水壓間安裝于環(huán)形發(fā)酵管道頂部，水壓間與進(jìn)料管之間連接有進(jìn)料管排水管，水壓間與出料管之間連接有出料管排水管，環(huán)形發(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，環(huán)形發(fā)酵管道與出料管連接位置處設(shè)置有出料管擋氣板，進(jìn)料管擋氣板和出料管擋氣板之間設(shè)置有至少一個(gè)擋氣板，相鄰的擋氣板之間形成一個(gè)發(fā)酵區(qū)；環(huán)形沼氣發(fā)酵系統(tǒng)還包括布菌裝置，布菌裝置包括排水管、布菌管道、布菌孔，排水管與水壓間連接，布菌管道為圓環(huán)形，布菌管道固定于環(huán)形發(fā)酵管道內(nèi)側(cè)壁，布菌管道與環(huán)形發(fā)酵管道的形狀相適應(yīng)，布菌管道上設(shè)置有多個(gè)豎直方向上貫穿的布菌孔；進(jìn)料管排水管與水壓間連接位置處位于水壓間內(nèi)的最低位置，出料管排水管最低點(diǎn)所在的水平面低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，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。
[0007]上述技術(shù)方案進(jìn)一步的改進(jìn)。
[0008]布菌管道低于設(shè)置于進(jìn)料管擋氣板和出料管擋氣板之間的擋氣板最低點(diǎn)所在的水平面。
[0009]上述技術(shù)方案進(jìn)一步的改進(jìn)。
[0010]布菌管道上固定有多個(gè)與水壓間連接的排水管；使得布菌管促進(jìn)沼液流動(dòng)的效果更加顯著，并且可以有效的將環(huán)形發(fā)酵管道內(nèi)各個(gè)部位的沼液帶入水壓間中，并且還可以將水壓間中存儲(chǔ)的沼液更加均勻的回流至環(huán)形發(fā)酵管道內(nèi)的各個(gè)部位。
[0011]上述技術(shù)方案進(jìn)一步的改進(jìn)。
[0012]設(shè)置于進(jìn)料管擋氣板和出料管擋氣板之間擋氣板在豎直方向上的投影的長(zhǎng)度小于進(jìn)料管擋氣板在豎直方向上的投影長(zhǎng)度，進(jìn)料管擋氣板的最低點(diǎn)和出料管擋氣板的最低點(diǎn)位于同一個(gè)水平面上；充分利用環(huán)形發(fā)酵管道內(nèi)的沼氣存儲(chǔ)空間，促進(jìn)沼液在發(fā)酵系統(tǒng)的流動(dòng)攪拌性能。
[0013]上述技術(shù)方案進(jìn)一步的改進(jìn)。
[0014]水壓間頂部采用密封結(jié)構(gòu)，并且水壓間頂部設(shè)置有與大氣相通的排氣管。
[0015]上述技術(shù)方案進(jìn)一步的改進(jìn)。
[0016]進(jìn)料管、出料管、環(huán)形發(fā)酵管道和水壓間均采用混泥土澆筑。
[0017]上述技術(shù)方案進(jìn)一步的改進(jìn)。
[0018]進(jìn)料管、出料管、環(huán)形發(fā)酵管道和水壓間均采用玻璃鋼材料制成。
[0019]上述技術(shù)方案進(jìn)一步的改進(jìn)。
[0020]進(jìn)料管、出料管、環(huán)形發(fā)酵管道和水壓間均采用PVC管道連接制成。
[0021]利用氣壓擾動(dòng)型沼液對(duì)流系統(tǒng)產(chǎn)生沼氣的方法，其步驟在于:
A、將發(fā)酵原料倒入進(jìn)料管中，環(huán)形發(fā)酵管道內(nèi)的多個(gè)發(fā)酵區(qū)產(chǎn)生沼氣量不同，氣壓較大的發(fā)酵區(qū)促使沼液流向氣壓較小的發(fā)酵區(qū)，氣壓大的發(fā)酵區(qū)收集滿沼氣時(shí)，繼續(xù)發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣流向相鄰的未積滿的發(fā)酵區(qū)中；
B、環(huán)形發(fā)酵管道內(nèi)產(chǎn)生沼氣過(guò)程，將發(fā)酵管道內(nèi)的沼液擠壓至進(jìn)料管、出料管和布菌管道中，先通過(guò)出料管排水管單向的流入水壓間，待水壓間中存儲(chǔ)的沼液液面上升至布菌裝置的排水管最低位置時(shí)，發(fā)酵管道內(nèi)的沼液通過(guò)布菌裝置流入水壓間；
C、使用任意一個(gè)發(fā)酵區(qū)頂部的導(dǎo)氣管向外部輸出沼氣時(shí)，該發(fā)酵區(qū)內(nèi)的氣壓減小，相鄰的高氣壓的發(fā)酵區(qū)向低氣壓的發(fā)酵區(qū)輸送沼液，水壓間中存儲(chǔ)的沼液通過(guò)布菌裝置以及通過(guò)進(jìn)料管排水管單向的回流至發(fā)酵管道內(nèi)，回流的沼液補(bǔ)充發(fā)酵區(qū)中流失的沼氣空間；
D、再使用其余的發(fā)酵區(qū)中存儲(chǔ)的沼氣；
E、不停的產(chǎn)生沼氣以及使用沼氣，如此循環(huán)。
[0022]本發(fā)明的相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)取得的優(yōu)點(diǎn)在于，多個(gè)發(fā)酵區(qū)域的發(fā)酵效率不同，造成產(chǎn)氣量不同，利用不同發(fā)酵區(qū)域的氣壓差，促進(jìn)沼液在發(fā)酵系統(tǒng)內(nèi)的流動(dòng)攪拌，促進(jìn)菌種在發(fā)酵系統(tǒng)的均勻分布；設(shè)置于發(fā)酵區(qū)域頂部的相互獨(dú)立的導(dǎo)氣管，可以保證各個(gè)發(fā)酵區(qū)相互獨(dú)立，保證發(fā)酵區(qū)內(nèi)形成足夠的氣壓差，促進(jìn)沼液的流動(dòng)；并且本發(fā)明采用的是環(huán)形發(fā)酵系統(tǒng)，發(fā)酵路線長(zhǎng)，保證發(fā)酵徹底。
[0023]說(shuō)明書(shū)附圖
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。
[0024]圖1為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖2為本發(fā)明的擋氣板安裝位置圖。
[0026]圖3為本發(fā)明的布菌管立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖4為本發(fā)明的布菌管安裝示意圖。
[0028]圖5為本發(fā)明的布菌管更為優(yōu)化的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖中標(biāo)示為:10、進(jìn)料管；20、出料管；30、發(fā)酵管道；32、進(jìn)料管擋氣板；34、出料管擋氣板；36、導(dǎo)氣管；38、第一擋氣板；301、第一發(fā)酵區(qū)；302、第二發(fā)酵區(qū)；40、水壓間；42、出料管排水管；44、進(jìn)料管排水管；46、排氣孔；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】
[0030]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。
[0031]如圖1所示，氣壓擾動(dòng)型沼液對(duì)流系統(tǒng)，其由進(jìn)料管10、出料管20、發(fā)酵管道30、水壓間40構(gòu)成發(fā)酵系統(tǒng)主體，發(fā)酵管道30為環(huán)形發(fā)酵管道并且發(fā)酵管道30水平放置，進(jìn)料管10由截面為矩形、圓形等幾何形狀沿直線方向拉伸獲得兩端連通的管狀物體，進(jìn)料管10與出料管20形狀一致，并且進(jìn)料管10與出料管20相鄰連接并且固定于一起，由進(jìn)料管10和出料管20組成的進(jìn)出料筒豎直連接環(huán)形發(fā)酵管道30，優(yōu)選地，進(jìn)出料筒豎直的連接環(huán)形發(fā)酵管道30的直線管道上；水壓間40水平放置于環(huán)形發(fā)酵管道30頂部，水壓間40與進(jìn)料管10之間連接有進(jìn)料管排水管44，水壓間與出料管20之間連接有出料管排水管42 ;環(huán)形發(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，環(huán)形發(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，本發(fā)明的環(huán)形發(fā)酵系統(tǒng)采用的發(fā)酵原料可以為動(dòng)物糞便、秸桿等，發(fā)酵原料倒入進(jìn)料管10，并在環(huán)形發(fā)酵管道30內(nèi)產(chǎn)生沼氣，產(chǎn)生的沼氣可以在進(jìn)料管擋氣板32和出料管擋氣板34之間集聚。
[0032]環(huán)形發(fā)酵管道30上連通有多個(gè)導(dǎo)氣管36 ;優(yōu)選采用兩個(gè)導(dǎo)氣管36，并且導(dǎo)氣管上設(shè)置有閥體控制導(dǎo)氣管的開(kāi)啟和關(guān)閉；防止其中一個(gè)導(dǎo)氣管發(fā)生堵塞，另一個(gè)導(dǎo)氣管可以正常輸出沼氣；水壓間40上部采用密封結(jié)構(gòu)，并且水壓間40頂部連通一排氣管46，排氣管46與外界大氣連通，保證水壓間40內(nèi)氣壓與外界大氣一致。
[0033]現(xiàn)有的沼氣發(fā)酵系統(tǒng)的沼液循環(huán)流動(dòng)攪拌性能差，不僅容易結(jié)殼，而且往往造成發(fā)酵系統(tǒng)內(nèi)的菌種分別不均勻，直接導(dǎo)致發(fā)酵系統(tǒng)的發(fā)酵效率低下；本發(fā)明采用以下幾種不同的實(shí)施方式，促進(jìn)沼液在整個(gè)發(fā)酵系統(tǒng)內(nèi)的循環(huán)流動(dòng)攪拌。
[0034]第一種實(shí)施方式。
[0035]如圖1、2所示，環(huán)形發(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38，設(shè)置第一擋氣板38將環(huán)形發(fā)酵管道30分隔成兩個(gè)發(fā)酵區(qū)，分別為第一發(fā)酵區(qū)301和第二發(fā)酵區(qū)302 ;尤為重要地，為保證發(fā)酵管道內(nèi)的沼液、沼渣等可以順暢流動(dòng)，進(jìn)料管擋氣板、出料管擋氣板以及第一擋氣板在豎直方向上的投影長(zhǎng)度不超過(guò)環(huán)形發(fā)酵管道內(nèi)徑的三分之二 ；第一發(fā)酵區(qū)301和第二發(fā)酵區(qū)302頂部分布設(shè)置有導(dǎo)氣管36，導(dǎo)氣管36之間不連通，單獨(dú)的向外部輸出沼氣，防止第一發(fā)酵區(qū)301與第二發(fā)酵區(qū)302之間通過(guò)導(dǎo)氣管實(shí)現(xiàn)沼氣對(duì)流。
[0036]進(jìn)料管擋氣板和出料管擋氣板在豎直方向上的投影長(zhǎng)度一致，即進(jìn)料管擋氣板和出料管擋氣板伸入沼液液面以下深度一致，當(dāng)?shù)谝粨鯕獍?8在豎直方向上的投影長(zhǎng)度小于進(jìn)料管擋氣板豎直方向上的投影長(zhǎng)度時(shí)；由于發(fā)酵原料、菌種等