多區(qū)域沼液紊流帶動(dòng)菌種均布的發(fā)酵系統(tǒng)產(chǎn)生沼氣的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型能源發(fā)生裝置，特別涉及沼氣技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)酵系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]水壓式沼氣池型有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn):(I)池體結(jié)構(gòu)受力性能良好，而且充分利用土壤的承載能力，所以省工省料，成本比較低；(2)適于裝填多種發(fā)酵原料，特別是大量的作物秸桿，對(duì)農(nóng)村積肥十分有利；(3)為便于經(jīng)常進(jìn)料，廁所、豬圈可以建在沼氣池上面，糞便隨時(shí)都能打掃進(jìn)池；(4)沼氣池周圍都與土壤接觸，對(duì)池體保溫有一定的作用。
[0003]水壓式沼氣池由于沒有攪拌裝置，池內(nèi)浮渣容易結(jié)殼，又難于破碎，所以發(fā)酵原料的利用率不高，池容產(chǎn)氣率(即每立方米池容積一晝夜的產(chǎn)氣量)偏低。

【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)的沼氣發(fā)酵系統(tǒng)發(fā)酵路線短，沼液流動(dòng)性差導(dǎo)致菌種分別不均勻以及容易結(jié)殼，并且導(dǎo)致發(fā)酵原料發(fā)酵不徹底等。
[0005]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。
[0006]多區(qū)域沼液紊流帶動(dòng)菌種均勻分布的超高效發(fā)酵系統(tǒng)，其包括進(jìn)料管、出料管、發(fā)酵管道、水壓間，發(fā)酵管道為環(huán)形發(fā)酵管道，水壓間放置于環(huán)形發(fā)酵管道頂部，環(huán)形發(fā)酵管道上設(shè)置有開口，該開口的中心位置處設(shè)置有延伸至環(huán)形發(fā)酵管道底部的隔板，進(jìn)料管和出料管分別豎直的插入隔板的兩側(cè)，進(jìn)料管和出料管的側(cè)壁延伸至環(huán)形發(fā)酵管道的沼液液面以下位置；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)酵管道內(nèi)至少設(shè)置有一個(gè)擋氣板，相鄰的擋氣板之間形成一個(gè)發(fā)酵區(qū)，發(fā)酵區(qū)的頂部設(shè)置有獨(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)料管排水管設(shè)置有控制水壓間中沼液單向流入進(jìn)料管的單向閥，布菌裝置的排水管上設(shè)置有控制環(huán)形發(fā)酵管道內(nèi)沼液單向流入水壓間的單向閥，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]上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)。
[0008]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。
[0009]上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)。
[0010]進(jìn)料管和出料管深入環(huán)形發(fā)酵管道內(nèi)的長度不超過環(huán)形發(fā)酵管道內(nèi)徑的三分之二；第一擋氣板和第二擋氣板在豎直方向上的投影長度不超過環(huán)形發(fā)酵管道內(nèi)徑的三分之
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[0011]上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)。
[0012]第一擋氣板和第二擋氣板深入沼液的長度小于進(jìn)料管和出料管側(cè)壁深入發(fā)酵管道內(nèi)的沼液的長度。
[0013]上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)。
[0014]環(huán)形發(fā)酵管道內(nèi)設(shè)置有兩個(gè)擋氣板，環(huán)形發(fā)酵管道內(nèi)形成三個(gè)發(fā)酵區(qū)；利用各個(gè)發(fā)酵區(qū)發(fā)酵效率不同以及產(chǎn)氣量不同產(chǎn)生的氣壓差，促進(jìn)沼液的流動(dòng)以及菌種的均勻分布。
[0015]上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)。
[0016]水壓間頂部采用密封結(jié)構(gòu)，水壓間頂部設(shè)置有與大氣連通的導(dǎo)氣管；防止外界雜物落入水壓間中，通過導(dǎo)氣管可以保證水壓間內(nèi)氣壓與外部氣壓一致。
[0017]多區(qū)域沼液紊流帶動(dòng)菌種均布的發(fā)酵系統(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)由進(jìn)/出料管側(cè)壁與擋氣板之間形成發(fā)酵區(qū)或者相鄰的擋氣板之間形成的發(fā)酵區(qū)產(chǎn)生沼氣時(shí)，推動(dòng)沼液流向相鄰的發(fā)酵區(qū)，并推向進(jìn)料管、出料管和布菌裝置中；發(fā)酵區(qū)積滿沼氣時(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，直至各個(gè)發(fā)酵區(qū)相互連通；環(huán)形發(fā)酵管道中的沼液液面達(dá)到進(jìn)料管或者出料管側(cè)壁最低位置時(shí)，繼續(xù)發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣從發(fā)酵系統(tǒng)中溢出并排入大氣中；
B、環(huán)形發(fā)酵管道內(nèi)產(chǎn)生沼氣過程中，進(jìn)料管、出料管以及布菌裝置中沼液液面不斷上升，并通過出料管排水管和布菌裝置單向流入水壓間中；
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)的沼氣空間減小，相鄰的發(fā)酵區(qū)向使用沼氣的發(fā)酵區(qū)輸送沼液，水壓間中存儲(chǔ)的沼液通過進(jìn)料管排水管單向回流至環(huán)形發(fā)酵管道內(nèi)，水壓間回流的沼液補(bǔ)充環(huán)形發(fā)酵管道內(nèi)減少的沼氣空間；
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)。
[0018]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比取得的進(jìn)步和優(yōu)點(diǎn)在于，本發(fā)明采用環(huán)形發(fā)酵系統(tǒng)，發(fā)酵路線長，保證發(fā)酵充分；通過多個(gè)擋氣板將發(fā)酵系統(tǒng)劃分成多個(gè)發(fā)酵區(qū)，利用氣壓差，促進(jìn)沼液、菌種、發(fā)酵原料的流動(dòng)，提高發(fā)酵效率。
【附圖說明】
[0019]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。
[0020]圖1為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為本發(fā)明的進(jìn)料管和出料管與發(fā)酵管道的連接關(guān)系圖。
[0022]圖3為本發(fā)明的發(fā)酵管道內(nèi)擋氣板安裝位置圖。
[0023]圖4為本發(fā)明的布菌裝置立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖5為本發(fā)明的布菌裝置更為優(yōu)化的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖6為本發(fā)明的布菌裝置與發(fā)酵管道的連接關(guān)系圖。
[0026]圖中標(biāo)示為:10、進(jìn)料管；20、出料管；30、發(fā)酵管道；301、第一發(fā)酵區(qū)；302、第二發(fā)酵區(qū)；303、第三發(fā)酵區(qū)；32、第一擋氣板；34、第二擋氣板；36、導(dǎo)氣管；40、水壓間；42、出料管排水管；44、進(jìn)料管排水管；46、排氣管；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】
[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、2所示，多區(qū)域沼液紊流帶動(dòng)菌種均勻分布的超高效發(fā)酵系統(tǒng)，其由進(jìn)料管10、出料管20、環(huán)形發(fā)酵管道30以及水壓間40構(gòu)成發(fā)酵系統(tǒng)主體，環(huán)形發(fā)酵管道30水平放置，水壓間40放置于環(huán)形發(fā)酵管道30頂部，環(huán)形發(fā)酵管道30上設(shè)置有開口，并且該開口的中心位置處設(shè)置有延伸至環(huán)形發(fā)酵管道30底部的隔板，該隔板將環(huán)形發(fā)酵管道30分隔，進(jìn)料管10和出料管20分別豎直的插入隔板的兩側(cè)，并且進(jìn)料管10和出料管20的側(cè)壁延伸至環(huán)形發(fā)酵管道30的沼液液面以下位置，進(jìn)料管10的側(cè)壁和出料管20的側(cè)壁分別代替現(xiàn)有的進(jìn)料管擋氣板和出料管擋氣板，進(jìn)料管10和出料管20與環(huán)形發(fā)酵管道30采用可拆卸的連接方式，方便運(yùn)輸以及方便安裝，并且取代了現(xiàn)有的進(jìn)料管擋氣板和出料管擋氣板，減少了加工的難度。
[0029]如圖1、2所示，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 ;本發(fā)酵裝置采用的發(fā)酵原料可以為動(dòng)物糞便、秸桿等，將發(fā)酵原料倒入發(fā)酵系統(tǒng)內(nèi)，環(huán)形發(fā)酵管道30內(nèi)發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，沼氣占據(jù)發(fā)酵管道30內(nèi)空間，并將環(huán)形發(fā)酵管道30內(nèi)的沼液通過進(jìn)料管排水管44和出料管排水管42擠壓至水壓間40中；環(huán)形發(fā)酵管道30內(nèi)的沼氣氣壓減小時(shí)，水壓間40中存儲(chǔ)的沼液并通過進(jìn)料管排水管44和出料管排水管42回流至環(huán)形發(fā)酵管道內(nèi)，完成沼液的循環(huán)流動(dòng)。
[0030]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。
[0031]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)