水壓雙管通道型沼氣發(fā)生裝置產(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]中國沼氣起源于20世紀(jì)70年代，已有近40年的發(fā)展史，經(jīng)歷了三起三落階段，1971年至1981年為高速發(fā)展與回落階段；1981年至1991為調(diào)整與重視科技階段；1991年至2000年為回升與效益凸顯階段；2001年至2009年為全面提升與快速發(fā)展階段；2009年后又趨于回落。
[0003]回顧中國沼氣走過起起伏伏的發(fā)展歷程，我們充分分析了中國沼氣(戶用)現(xiàn)有存在的問題:1、沼氣發(fā)酵部分結(jié)構(gòu)不合理，現(xiàn)推廣的還是上世紀(jì)80年代的池型發(fā)酵系統(tǒng)，其進(jìn)料難、出料難、產(chǎn)氣慢；2、農(nóng)戶養(yǎng)殖的逐漸減少，現(xiàn)推廣的戶用沼氣池是針對牲畜糞便設(shè)計的，缺少沼氣發(fā)酵原料后不使用，空池多；3、建池工藝落后，建池難，建池慢，沒有發(fā)揮產(chǎn)業(yè)化效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是沼氣發(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勾影響產(chǎn)氣率。
[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]水壓雙管通道型沼氣發(fā)生裝置，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；U型發(fā)酵管道上設(shè)置有集氣管，出料管排水孔位置設(shè)置有控制發(fā)酵管道內(nèi)的沼液單向流入水壓間的單向閥，進(jìn)料管排水孔上設(shè)置有控制水壓間中沼液單向流入進(jìn)料管的單向閥。
[0007]上述技術(shù)方案相對于現(xiàn)有技術(shù)取得的進(jìn)步和優(yōu)點(diǎn)在于:不需要手動的攪動沼液，既可以實現(xiàn)沼液的循環(huán)流動，并且可以將出料管中富含菌種的沼液流入進(jìn)料管中，提高系統(tǒng)中的發(fā)酵效率，提高產(chǎn)氣率。
[0008]進(jìn)一步改進(jìn)的方案。
[0009]水壓間頂部采用密封結(jié)構(gòu)，并且水壓間頂部連接一排氣孔。
[0010]進(jìn)一步改進(jìn)的方案。
[0011]發(fā)酵管道上連接有多個集氣管，各個集氣管之間相互連通；防止其中一個集氣管堵塞時，還可以繼續(xù)向外部輸出沼氣。
[0012]水壓雙管通道型沼氣發(fā)生裝置產(chǎn)生沼氣的方法，其步驟包括:
A、通過進(jìn)料管將發(fā)酵原料倒入U型發(fā)酵管道內(nèi)并發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，沼氣集聚于U型發(fā)酵管道內(nèi)的進(jìn)料管擋氣板和出料管擋氣板之間的空間內(nèi)，沼氣占據(jù)發(fā)酵管道內(nèi)的空間并擠壓發(fā)酵管道內(nèi)的沼液流向進(jìn)料管和出料管中，通過出料管排水孔單向流入水壓間內(nèi)；
B、通過集氣管向外部輸出發(fā)酵管道內(nèi)存儲的沼氣時，發(fā)酵管道內(nèi)的沼氣氣壓下降，水壓間內(nèi)存儲的沼液通過進(jìn)料管排水孔單向回流至發(fā)酵管道內(nèi)，完成沼液的循環(huán)流動；
C、按照上述A、B的方法使用反復(fù)的產(chǎn)生沼氣以及使用沼氣。
[0013]本發(fā)明的相對于現(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，利用水壓差和單向閥的控制，實現(xiàn)沼液在系統(tǒng)內(nèi)充分流動，并帶動菌種的均勻分布，有效防止結(jié)殼現(xiàn)象，產(chǎn)氣率高，適合規(guī)?；a(chǎn)。
[0014]說明書附圖
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。
[0015]圖1為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明的U型發(fā)酵池剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]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。
[0018]圖4為本發(fā)明的布菌管結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中標(biāo)示為:11、進(jìn)料管；12、出料管；20、U型發(fā)酵管道；22、進(jìn)料管擋氣板；26、出料管擋氣板；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。
【具體實施方式】
[0020]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(jìn)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。基于本發(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(hù)范圍。
[0021]如圖1-3所示，水壓雙管通道型沼氣發(fā)生裝置，其包括U型發(fā)酵管道20、進(jìn)料管11、出料管12，進(jìn)料管11和出料管12設(shè)置于U型發(fā)酵管道20的兩端并且相鄰放置，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都是敞口設(shè)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)生沼氣時，由于進(jìn)料管擋氣板22和出料管擋氣板26的限制作用，沼氣不斷在進(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，隨著沼氣氣壓不斷增大并大于室外氣壓時，沼液會從進(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。
[0022]水壓間30的頂部密封并且連接有排氣孔32，保持水壓間30內(nèi)氣壓與外部氣壓一致，U型發(fā)酵管道20兩側(cè)直線管道上部分別設(shè)置有集氣管40，集氣管40上設(shè)置有閥體，在不使用沼氣時關(guān)閉閥體；在使用沼氣時，打開閥體，U型發(fā)酵管道20內(nèi)的氣壓降低，水壓間30中的沼液回落至U型發(fā)酵管道20中。
[0023]進(jìn)料管、出料管、發(fā)酵管道以及水壓機(jī)均可以采用混泥土澆筑或者采用PVC管道連接制成或者采用玻璃鋼材料制成。
[0024]本發(fā)明采用的是U型發(fā)酵系統(tǒng)，其發(fā)酵路線長，產(chǎn)氣效率高，但是上述的基本方案存在一定的弊端，由于發(fā)酵路線長，導(dǎo)致U型發(fā)酵系統(tǒng)中的菌種分布不均勻，影響產(chǎn)氣效率，并且U型管道中沼液流動性差，容易在沼液上層結(jié)殼；現(xiàn)有技術(shù)中采用增加沼液流動的技術(shù)方案是采用手動的方式解決，使得用戶使用沼氣不方便。
[0025]為解決上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，提供一種不需要人工操作既可以實現(xiàn)U型發(fā)酵系統(tǒng)的沼液充分流動的技術(shù)方案，并且提高U型發(fā)酵管道內(nèi)的布菌效果，具體改進(jìn)的方案如下。
[0026]第一種提高沼液流動并促進(jìn)菌種均勻分布的方案。
[0027]出料管排水孔28位置設(shè)置有控制發(fā)酵管道20內(nèi)的沼液單向流入水壓間30的單向閥，當(dāng)沼氣大量聚集時，進(jìn)料管11和出料管12中的沼液液面上升，沼液從進(jìn)料管排水孔24和出料管排水孔28流入水壓間30中，出料管12附近含有較多的菌種的沼液流入水壓間30中并與從進(jìn)料管排水孔24流入的只有較少菌種的沼液混合；當(dāng)沼氣從集氣管40中排出，使得U型發(fā)酵管道20中氣壓下降時，水壓間30中的沼液回流至U型發(fā)酵管道20中，由于單向閥的限制，使得水壓間30中沼液只能流入進(jìn)料管11中，完成沼液的循環(huán)流動，在此過程中，將含菌量較多的沼液流入了進(jìn)料管11中，促進(jìn)菌種的分布均勻，并利用沼液的流動促進(jìn)發(fā)酵原料流入發(fā)酵系統(tǒng)內(nèi)。
[0028]上述的促進(jìn)沼液流動，帶動菌種分布均勻的方案，局限于將出料管附近含量較多的菌種流入進(jìn)料管附近，并且進(jìn)料管中的發(fā)酵原料容易流入水壓間內(nèi)造成堵塞，由于本發(fā)明采用的是U型發(fā)酵系統(tǒng)，整體沼液流動攪拌效果不明顯。
[0029]第二種提高沼液流動并促進(jìn)菌種均勻分布的方案。
[0030]在第一種提高沼液流動并促進(jìn)菌種均勻分布的方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，進(jìn)料管排水孔24上設(shè)置有控制水壓間中沼液單向流入進(jìn)料管的單向閥；通過在進(jìn)料管排水管上增加單向閥，放置發(fā)酵原料等雜物流入水壓間內(nèi)，并且發(fā)酵管道內(nèi)的沼液只能通過出料管排水孔單向流入水壓間內(nèi)，可以將更多的富含菌種的沼液帶入水壓間內(nèi)，促進(jìn)菌種均勻分布的效果更加明顯。
[0031]第三種提高沼液流動并促進(jìn)菌種均勻分布的方案。
[0032]進(jìn)料管排水孔上設(shè)置有控制水壓間中沼液單向流入進(jìn)料管的單向閥，進(jìn)料管排水孔與水壓間的連接位置低于出料管排水孔與水壓間的連接位置。
[0033]發(fā)酵管道內(nèi)發(fā)酵產(chǎn)生沼氣并且氣壓逐步增大，推動發(fā)酵管道內(nèi)的沼液流向進(jìn)料管和出料管，進(jìn)料管和出料管中的沼液液面先達(dá)到進(jìn)料管排水孔的最低位置，由于單向閥的控制，使得進(jìn)料管中的沼液不能流入水壓間內(nèi)，使得進(jìn)料管和出料管中的沼液液面繼續(xù)上升并達(dá)到出料孔排水孔的最低位置時，并通過出料管排水孔流入水壓間內(nèi)；使用發(fā)酵管道內(nèi)的沼氣時，發(fā)酵管道內(nèi)的沼氣氣壓下降，水壓間內(nèi)存儲的沼液通過進(jìn)料管排水孔單向流入進(jìn)料管以及通過出料管排水孔回流至出料管內(nèi)，由于