專(zhuān)利名稱(chēng)：一種組合式沼氣發(fā)酵池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種沼氣發(fā)酵的組合式沼氣發(fā)酵池，具體說(shuō)是一種可以利用多 種生物質(zhì)作為原料產(chǎn)生沼氣，具有自動(dòng)升溫裝置的組合式沼氣發(fā)酵池。
背景技術(shù)：
作為可替代能源的生物質(zhì)沼氣化技術(shù)已經(jīng)具有了幾十年的應(yīng)用和不斷改進(jìn) 的各種沼氣發(fā)酵池結(jié)構(gòu)。正如公開(kāi)文獻(xiàn)《沼氣實(shí)用技術(shù)》中所列舉的各種沼氣 反應(yīng)器。這些沼氣反應(yīng)器在改善厭氧活性污泥的生存條件，提高沼氣產(chǎn)氣率都 具有一定的功效。同時(shí)，現(xiàn)有的中溫發(fā)酵沼氣池結(jié)構(gòu)中提高沼氣池溫度采用的
方法就是有熱源情況下的加溫，專(zhuān)利《200510016826》提及到用太陽(yáng)能熱水器 來(lái)對(duì)沼氣池進(jìn)行加熱。文獻(xiàn)《沼氣實(shí)用技術(shù)》中也提及到德國(guó)利用發(fā)電冷卻水 的余熱進(jìn)行對(duì)沼氣池的加熱，這些加熱技術(shù)都需要?jiǎng)恿ρb置進(jìn)行循環(huán)。缺陷就 是都沒(méi)有采用一種裝置來(lái)利用生物質(zhì)自身在有氧發(fā)酵的過(guò)程中所產(chǎn)生的熱量去 提高沼氣池發(fā)酵的溫度。
另外，在利用農(nóng)作物或農(nóng)產(chǎn)品加工丟棄物作為沼氣原料時(shí)，不可避免的就 是原料入池發(fā)酵和排渣的矛盾。由于農(nóng)作物或農(nóng)產(chǎn)品加工丟棄物大多具有大量 的固體廢渣，如果入池發(fā)酵將帶來(lái)沼氣池清渣的困難。現(xiàn)有的技術(shù)一般采用對(duì) 原料進(jìn)行固液分離的預(yù)處理方式，這樣又增加了投入的成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用生物質(zhì)自身在有氧發(fā)酵的過(guò)程中所產(chǎn)生的 熱量去提高沼氣池發(fā)酵的溫度的組合式沼氣發(fā)酵池。 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
一種組合式沼氣發(fā)酵池，其特殊之處在于所述的組合式沼氣發(fā)酵池由內(nèi) 部裝有熱交換器的堆漚池1和內(nèi)循環(huán)式沼氣反應(yīng)器3構(gòu)成；所述的堆漚池1內(nèi) 設(shè)置吸熱板2;所述的沼氣反應(yīng)器3內(nèi)的回流管8上設(shè)置熱交換器4;吸熱板2 和熱交換器4的管路構(gòu)成密閉循環(huán)管路，循環(huán)管路內(nèi)有循環(huán)液體。
上述的堆漚池1具有傾斜的底部結(jié)構(gòu)，堆漚池的最底部設(shè)置能夠自動(dòng)將堆
漚池內(nèi)的發(fā)酵后酸化液體流入沼氣反應(yīng)器的出料管6，出料管的進(jìn)料口 7設(shè)置在 沼氣反應(yīng)器的回流管8上，其位置低于堆漚池l底部。
上述的能夠自動(dòng)將堆漚池內(nèi)的發(fā)酵后酸化液體流入沼氣反應(yīng)器的出料管6
采用虹吸管。
上述的出料管6內(nèi)設(shè)置防止大量沼液倒流到堆漚池中的逆流閥9。
上述的堆漚池底部出料管的出料口 11設(shè)置能夠擋住固體原料進(jìn)入沼氣反應(yīng) 器格柵5。
上述的在堆漚池的吸熱板2由多個(gè)板的串聯(lián)或并聯(lián)組成，多板間設(shè)置的一 定距離。
上述的堆漚池的吸熱板2內(nèi)設(shè)置和外接管路相連的一個(gè)輔助管路IO，其管
路排列與循環(huán)管路并行，接口可與其他加熱源連通。
上述的熱交換板2和回流管上的熱交換器4采用導(dǎo)熱良好的金屬材料。 本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)如下
1、本發(fā)明通過(guò)采用一種利用生物質(zhì)自身在有氧發(fā)酵的過(guò)程中所產(chǎn)生的熱量 去提高沼氣池發(fā)酵的溫度的自動(dòng)升溫裝置，因而整個(gè)結(jié)構(gòu)和過(guò)程不需要任何外
界動(dòng)力。
2、本發(fā)明設(shè)置了一個(gè)堆漚池，對(duì)沼氣固體原料在堆漚的同時(shí)進(jìn)行了預(yù)處理， 解決了固體原料的進(jìn)料和出渣之間的矛盾，同時(shí)降低了成本。
3、本發(fā)明用輔助其他加熱方式提供熱量，保證了在沒(méi)有堆漚原料的情況 下確保反應(yīng)器的中溫運(yùn)行。


圖1是本發(fā)明的組合沼氣池結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明的熱循環(huán)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。 附圖標(biāo)記-
l一堆漚池，2—吸熱板，3—內(nèi)循環(huán)(IC)沼氣反應(yīng)器，4一熱交換器，5— 格柵，6—出料管，7—進(jìn)料口， 8—回流管，9一逆流閥，IO—輔助管路；
具體實(shí)施例方式
參見(jiàn)圖1、圖1是本發(fā)明的組合沼氣池結(jié)構(gòu)示意圖；本發(fā)明組合式沼氣發(fā)酵 池結(jié)構(gòu)是由一個(gè)堆漚池1和一個(gè)內(nèi)循環(huán)(IC)沼氣反應(yīng)器3組成。堆漚池1對(duì) 沼氣固體原料在堆漚的同時(shí)進(jìn)行了預(yù)處理，解決了固體原料的進(jìn)料和出渣之間 的矛盾。這些農(nóng)作物或農(nóng)產(chǎn)品加工丟棄物在堆漚池進(jìn)行有氧發(fā)酵，發(fā)酵后的酸 液再作為沼氣原料進(jìn)入到沼氣反應(yīng)器產(chǎn)氣，實(shí)現(xiàn)了對(duì)固體原料的固液分離和預(yù) 處理；同時(shí)，沼氣反應(yīng)器所排出的沼液流到堆漚池進(jìn)行對(duì)固體原料的水分補(bǔ)充 和微生物提供，加速其進(jìn)行分解。
本發(fā)明設(shè)置一種吸熱和放熱裝置，分別安裝在對(duì)農(nóng)作物或農(nóng)產(chǎn)品加工丟棄 物的堆漚池1內(nèi)和內(nèi)循環(huán)式沼氣反應(yīng)器3內(nèi)，利用農(nóng)作物或農(nóng)產(chǎn)品加工丟棄物 的堆漚產(chǎn)熱，吸熱板2吸收這種熱量，再通過(guò)安裝在內(nèi)循環(huán)式沼氣反應(yīng)器回流
管上的熱交換器4放出熱量到沼氣反應(yīng)器3中。吸熱和放熱裝置是由在堆漚池 內(nèi)的吸熱板和在沼氣反應(yīng)器中的回流管上所安裝的熱交換器所組成的密閉循環(huán) 管路構(gòu)成，可稱(chēng)為熱循環(huán)裝置。在管路內(nèi)部添加一定的液體工作物質(zhì)，這個(gè)裝 置吸收在堆漚時(shí)原料產(chǎn)生的熱量，并將熱量帶到沼氣反應(yīng)器中，由反應(yīng)器中的 熱交換器將熱量通過(guò)回流管傳遞給沼液，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán)。
本發(fā)明組合沼氣池結(jié)構(gòu)由堆漚池1，吸熱板2，內(nèi)循環(huán)IC沼氣反應(yīng)器3， 熱交換器4，格柵5，出料管6，進(jìn)料口7，回流管8，逆流閥9，輔助管路IO, 出料口 11組成。堆漚池1是一個(gè)可以堆放農(nóng)作物或農(nóng)產(chǎn)品加工丟棄物的一個(gè)在 四周利用材料保溫的矩形或其他形狀的池子，既可以是全部在地坪以下也可以 在地上。其池底必須是具有自然斜面并可以將池中的液體匯集到在最低處所開(kāi) 的出料口 7。出料口 7必須保證可以將堆漚池內(nèi)的發(fā)酵后酸液流到沼氣反應(yīng)器3。 所以，無(wú)論是堆漚池建立在地上還是地坪以下，堆漚池的底部必須略高于沼氣 反應(yīng)器的進(jìn)料口。在建造堆漚池和沼氣池時(shí)，就將吸熱板2安裝在堆漚池的中 部略接近于底部的位置。如附圖1所示，堆漚池內(nèi)的吸熱板與地面垂直安裝， 以保證最大限度的吸收堆漚所產(chǎn)生的熱量。在堆漚池l內(nèi)設(shè)置吸熱板2;所述的 沼氣反應(yīng)器3內(nèi)的回流管8上設(shè)置熱交換器4;吸熱板2和熱交換器4的管路構(gòu) 成密閉循環(huán)管路，循環(huán)管路內(nèi)有循環(huán)液體，以利于交換熱量。
在具有傾斜的底部結(jié)構(gòu)堆漚池1的最底部設(shè)置能夠自動(dòng)將堆漚池內(nèi)的發(fā)酵 后酸化液體流入沼氣反應(yīng)器的出料管6，出料管6采用虹吸管，出料管的進(jìn)料口 7設(shè)置在沼氣反應(yīng)器的回流管8上，其位置低于堆漚池l底部。
在出料管6內(nèi)設(shè)置防止大量沼液倒流到堆漚池中的逆流閥9和能夠擋住固 體原料進(jìn)入沼氣反應(yīng)器格柵5。
在堆漚池的吸熱板2由多個(gè)板的串聯(lián)或并聯(lián)組成，多板間設(shè)置的一定距離。
參見(jiàn)圖2、圖2是本發(fā)明的熱循環(huán)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；在沒(méi)有農(nóng)作物或農(nóng)產(chǎn)品
丟棄物作為原料的情況下，在堆漚池的吸熱板2內(nèi)設(shè)置和外接管路相連的一個(gè)
輔助管路10，其管路排列與循環(huán)管路并行，接口可與其他加熱源管道連通；如 可以把它與太陽(yáng)能熱水器或鍋爐熱水管路或發(fā)電機(jī)冷卻水管路相連實(shí)現(xiàn)對(duì)沼氣 反應(yīng)器加熱的同樣功能。
工作時(shí)，先將切碎后的農(nóng)作物或農(nóng)產(chǎn)品加工丟棄物，(有些類(lèi)型的比如加工 后的果渣則不用此道工序可直接進(jìn)行填池)加上適量生石灰水混合均勻后填入
堆漚池，填壓適度，但必須保證覆蓋堆漚池內(nèi)的吸熱板上緣80cm以上。堆漚池 上加蓋保溫并插若干個(gè)通氣管，保證通氣。沼氣反應(yīng)器內(nèi)用人畜糞便作為初始 沼液進(jìn)行啟動(dòng)式發(fā)酵。冬季時(shí)可以考慮用熱水來(lái)進(jìn)行第一次的加熱。以加快發(fā) 酵過(guò)程。堆漚池內(nèi)原料經(jīng)過(guò)幾天后就可以把內(nèi)部的溫度提高到30度以上，熱循
環(huán)裝置就開(kāi)始工作，這時(shí)，堆漚池內(nèi)的吸熱板內(nèi)的液體受熱向沼氣反應(yīng)器的內(nèi) 的熱交換器流動(dòng)，并向反應(yīng)器傳熱。實(shí)現(xiàn)對(duì)沼氣反應(yīng)器的加熱。沼氣產(chǎn)氣過(guò)程 開(kāi)始后， 一部分沼液依靠沼氣的上升動(dòng)力自動(dòng)返流到堆漚池內(nèi)，這樣既可以加 速堆漚池內(nèi)原料的堆漚發(fā)酵，使堆漚中心的溫度可以達(dá)到50度左右，又可以把 經(jīng)過(guò)堆漚發(fā)酵的一部分酸化液沖刷到沼氣反應(yīng)器作為新的沼液補(bǔ)充產(chǎn)氣；整個(gè) 工作過(guò)程中，由于有格柵5的阻擋，大部分原料的固體部分都留在了堆漚池中， 這樣同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了對(duì)農(nóng)作物或農(nóng)產(chǎn)品加工丟棄物等固體原料的預(yù)處理和固液分 離。
本發(fā)明可依照不同的原料類(lèi)型和場(chǎng)地環(huán)境可以選擇不同的堆漚池形狀和深 度。此過(guò)程可以視原料的多少來(lái)決定升溫保溫的時(shí)間長(zhǎng)短。待原料堆漚發(fā)酵的
中心溫度降低后，可以添加新的原料來(lái)維持其升溫保溫的時(shí)間。所有的固體廢 渣可以待到夏天不用堆漚時(shí)一次清池處理。
為了確保沼氣反應(yīng)器內(nèi)的沼液在設(shè)計(jì)的液面以上工作，使得一部分沼液能夠 自動(dòng)的排出沼氣反應(yīng)器并能夠起到?jīng)_刷堆漚池內(nèi)酸化液的作用。沼氣反應(yīng)器的 出水管位置要高于堆漚池的底部。為了達(dá)到此目的，需要實(shí)際調(diào)試沼氣反應(yīng)器 內(nèi)的上升沼氣其帶動(dòng)沼液的量和高程，同時(shí)，由于回流管的流動(dòng)帶動(dòng)了堆漚池 內(nèi)的酸化液向回流管的自動(dòng)進(jìn)料。
另外，本發(fā)明所指農(nóng)作物或農(nóng)產(chǎn)品丟棄物一般的典型物為秸稈、青草、加工 后的果渣、加工后的藥材渣等具有固體形態(tài)或粘稠狀高固體含量的物質(zhì)。在設(shè) 計(jì)堆漚池時(shí)，可以結(jié)合干、青飼料的堆放和其他原料如糞便等統(tǒng)籌規(guī)劃和設(shè)計(jì)， 做到既節(jié)省了詞料存放空間，又兼顧了固體原料的消化。
權(quán)利要求
1、一種組合式沼氣發(fā)酵池，其特征在于所述的組合式沼氣發(fā)酵池由內(nèi)部裝有熱交換器的堆漚池(1)和內(nèi)循環(huán)式沼氣反應(yīng)器(3)構(gòu)成；所述的堆漚池(1)內(nèi)設(shè)置吸熱板(2)；所述的沼氣反應(yīng)器(3)內(nèi)的回流管(8)上設(shè)置熱交換器(4)；吸熱板(2)和熱交換器(4)的管路構(gòu)成密閉循環(huán)管路，循環(huán)管路內(nèi)有循環(huán)液體。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合式沼氣發(fā)酵池，其特征在于所述的堆 漚池(1)具有傾斜的底部結(jié)構(gòu)，堆漚池的最底部設(shè)置能夠自動(dòng)將堆漚池內(nèi)的發(fā)酵后酸化液體流入沼氣反應(yīng)器的出料管(6)，出料管的進(jìn)料口 (7)設(shè)置在沼氣 反應(yīng)器的回流管(8)上，其位置低于堆漚池(1)底部。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種組合式沼氣發(fā)酵池，其特征在于所述的能夠自動(dòng)將堆漚池內(nèi)的發(fā)酵后酸化液體流入沼氣反應(yīng)器的出料管(6)采用虹吸管。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種組合式沼氣發(fā)酵池，其特征在于所述的出料管(6)內(nèi)設(shè)置防止大量沼液倒流到堆漚池中的逆流閥(9)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種組合式沼氣發(fā)酵池，其特征在于所述的堆 漚池底部出料管的出料口(11)設(shè)置能夠擋住固體原料進(jìn)入沼氣反應(yīng)器格柵(5)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種組合式沼氣發(fā)酵池，其特征在于所述的在堆漚池的吸熱板(2)由多個(gè)板的串聯(lián)或并聯(lián)組成，多板間設(shè)置的一定距離。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種組合式沼氣發(fā)酵池，其特征在于所述的堆漚池的吸熱板(2)內(nèi)設(shè)置和外接管路相連的一個(gè)輔助管路(10)，其管路排列 與循環(huán)管路并行，接口可與其他加熱源連通。
8、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種組合式沼氣發(fā)酵池，其特征在于所述的熱交換板(2)和回流管上的熱交換器(4)采用導(dǎo)熱良好的金屬材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種沼氣發(fā)酵的組合式沼氣發(fā)酵池?，F(xiàn)有技術(shù)中沼氣發(fā)酵池都需要外界動(dòng)力裝置，都沒(méi)有利用生物質(zhì)自身在有氧發(fā)酵的過(guò)程中所產(chǎn)生的熱量去提高沼氣池發(fā)酵的溫度；而且一般采用對(duì)原料進(jìn)行固液分離的預(yù)處理方式，這樣又增加了投入的成本。本發(fā)明由內(nèi)部裝有熱交換器的堆漚池和內(nèi)循環(huán)式沼氣反應(yīng)器構(gòu)成；所述的堆漚池內(nèi)設(shè)置吸熱板；沼氣反應(yīng)器內(nèi)的回流管上設(shè)置熱交換器；吸熱板和熱交換器的管路構(gòu)成密閉循環(huán)管路，循環(huán)管路內(nèi)有循環(huán)液體。因而整個(gè)結(jié)構(gòu)和過(guò)程不需要任何外界動(dòng)力，同時(shí)堆漚池對(duì)沼氣固體原料在堆漚的同時(shí)進(jìn)行了預(yù)處理，解決了固體原料的進(jìn)料和出渣之間的矛盾，同時(shí)降低了成本，對(duì)低溫地區(qū)的沼氣應(yīng)用條件具有很大改善。
文檔編號(hào)C12M1/107GK101191116SQ20061010496
公開(kāi)日2008年6月4日 申請(qǐng)日期2006年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月24日
發(fā)明者龍 欒 申請(qǐng)人:龍 欒