專利名稱：全機械化運轉(zhuǎn)的大型沼氣池(組)、沼氣池組群的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種適用于工廠化生產(chǎn)沼氣的沼氣池、沼氣池組及沼氣池組群的機械化 沼氣池裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在所使用的沼氣池基本都是戶用小型和微型，其不足是(一)、沒有機械化進料 和機械化出渣設(shè)備，完全依靠人力手工操作，其進料大量漂浮于沼液表層，極易在液面表層 產(chǎn)生硬殼層，嚴重影響產(chǎn)氣量；(二)、清除廢沼渣困難，無法有效地將新料與廢沼渣完全分 離，不能在不影響正常產(chǎn)氣的情況下，將廢沼渣完全清除干凈，不能保證沼氣池保持穩(wěn)定的 高產(chǎn)氣效果。(能否有效清除廢沼渣是制約沼氣池向大型化發(fā)展的瓶頸，因此至今沒有利用 城市生活垃圾生產(chǎn)沼氣的大型沼氣池問世。)(三)沒有調(diào)溫、保溫設(shè)備，不能保證在低溫季 節(jié)正常高效產(chǎn)氣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明完全采用機械化進料和出渣工藝，能夠把沼氣池的新沼料與廢沼渣完全分 離，進料與清除廢沼渣是流水線生產(chǎn)沼氣的必須程序，操作簡單、省時省力；每進料一次，就 能讓所有的沼料與沼液整體運動一次，能夠把進入沼氣池里的沼料完全置于液面以下，沼 料不會漂浮于水面，因而不能在液面表層產(chǎn)生硬殼層，機械化二次清除沼渣的工藝，保證了 在不影響正常產(chǎn)氣的情況下，將沼渣清除干凈，使沼氣池一經(jīng)投產(chǎn)就永久不停產(chǎn)；擁有控、 保溫設(shè)備，能夠在低溫季節(jié)使沼氣池內(nèi)的液溫保持在最佳產(chǎn)氣溫度，保證沼氣池的高產(chǎn)氣 效果；機械化與大型化的沼氣池(組)、沼氣池組群能夠利用城市生活垃圾、人畜糞便、農(nóng)作 物秸稈等所有能夠產(chǎn)生沼氣的原料生產(chǎn)出沼氣，為社會提供大量而清潔的低碳能源。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的在圓形或環(huán)形沼氣池(組)內(nèi)安裝有環(huán)形料倉組，在環(huán)形料 倉組的內(nèi)圓，靠近圓形沼氣池的圓心支柱或環(huán)形沼氣池(組)的同心內(nèi)圓池壁的料倉內(nèi)弧 (弦)邊框上、下端，各水平順序安裝兩圈可以靈活轉(zhuǎn)動的內(nèi)軸軌道輪，環(huán)抱住圓形沼氣池 的圓心支柱或環(huán)形沼氣池(組)的同心內(nèi)圓池壁，并在環(huán)形料倉組的每個料倉底盤的下面， 靠近內(nèi)、外弧邊，安裝有順向圓周并可以靈活轉(zhuǎn)動的內(nèi)、外圓軌道輪，這樣環(huán)形料倉組就可 以，以圓形沼氣池的圓心支柱或環(huán)形沼氣池(組)的同心內(nèi)圓池壁為內(nèi)軸而靈活的轉(zhuǎn)動，在 環(huán)形料倉組外圓的每個料倉外弧邊框上，水平安裝一圈一定規(guī)格的鏈(齒)驅(qū)動帶，在圓形 沼氣池或環(huán)形沼氣池(組)進出料間的進出料口外弧邊與外弧墻壁之間，靠近進出料口一 角的外弧蓋頂上安裝有底盤驅(qū)動機，底盤驅(qū)動機傳動軸下端的傳動齒輪與環(huán)形料倉組上的 鏈(齒)驅(qū)動帶咬合；起動底盤驅(qū)動機，環(huán)形料倉組立刻被底盤驅(qū)動機上的傳動齒輪帶動運 轉(zhuǎn)起來；將裝好沼料的料箱，蓋好箱蓋后，經(jīng)進出料間的進出料口，放入進出料間的料倉內(nèi)， 起動底盤驅(qū)動機即可轉(zhuǎn)動環(huán)形料倉組，將料箱送入沼氣池的產(chǎn)氣儲氣間；經(jīng)不斷的循環(huán)運 轉(zhuǎn)，最后又將料箱送回進出料間，再將回到進出料間的裝有廢沼渣的料箱從進出料口吊起， 浙凈沼液后清除箱內(nèi)的廢沼渣，再裝入新的沼料，經(jīng)進出料間重新送入產(chǎn)氣儲氣間，如此循環(huán)往復(fù)，吐故納新，連續(xù)有序地將城市生活垃圾、以及可用于生產(chǎn)沼氣的工廠垃圾、人畜糞 便、農(nóng)作物秸稈等送入沼氣池，就能生產(chǎn)出大量而清潔的低碳能源；另外，在每個料倉底盤 的下面，內(nèi)、外圓軌道輪的前面，都弧形安裝一個垂直于池底的沼渣刮板，其作用是將沉淀 于池底的沼渣，隨料倉底盤的運轉(zhuǎn)刮帶出產(chǎn)氣儲氣間；在進出料間底部有深1米以上，底部 為漏斗形的沼渣沉淀堆積池，用于沉淀和堆積從產(chǎn)氣儲氣間被沼渣刮板帶出的廢沼渣；沼 渣沉淀堆積池底的漏斗口有排污管連接，并通上地面與泥漿泵的進水口對接，泥漿泵的出 水管通向渣液分離池，當(dāng)沼渣沉淀堆積池里沉淀的沼渣足夠多時，起動泥漿泵，將沼渣連同 沼液一起抽入渣液分離池即完成沼渣的清理工作，因而清除沼渣的工作簡單省力；圓形沼 氣池的內(nèi)池壁或環(huán)形沼氣池(組)內(nèi)的內(nèi)、外圓池壁的底部安裝有調(diào)溫管，可以調(diào)節(jié)沼氣池 內(nèi)沼液的溫度，使其達到最佳產(chǎn)氣溫度，使沼氣池持久達到最佳產(chǎn)氣效果；在沼氣池的整個 池體外，附貼有保溫層，可以保持沼氣池內(nèi)的溫度，降低沼氣池的調(diào)溫費用。在圓形沼氣池體的外部、環(huán)形沼氣池(組)的環(huán)內(nèi)或環(huán)外，建有與沼氣池產(chǎn)氣儲氣 間容量配套的水壓調(diào)液池，其底部與沼氣池進出料間隔離墻的底部水平或稍高，透過進出 料間外弧墻(或內(nèi)弧墻)的池壁，進出料間與水壓調(diào)液池的底部聯(lián)通，水壓調(diào)液池內(nèi)有足夠 量的水，能保證當(dāng)沼氣池產(chǎn)氣儲氣間大量向外輸出沼氣后，有足夠量的水進入產(chǎn)氣儲氣間， 使進出料間的液面始終保持在隔離墻底部以 上的位置，從而保證空氣不能從隔離墻的底部 進入產(chǎn)氣儲氣間；在靠近沼氣池進出料間的水壓調(diào)液池上(或產(chǎn)氣儲氣間的蓋頂)，建有渣 液分離池，把沼渣沉淀堆積池的沼渣和沼液一起經(jīng)泥漿泵抽入渣液分離池，沼渣濾出，沼液 直接流回水壓調(diào)液池，這樣既保護環(huán)境又節(jié)約用水。


圖1是圓形沼氣池的結(jié)構(gòu)示意Ia是圓形沼氣池俯視Ib是圓形沼氣池俯視剖面Ic是圓形沼氣池主視剖面Id是底盤驅(qū)動機結(jié)構(gòu)示意2是環(huán)形料倉組及料箱的結(jié)構(gòu)示意2a是環(huán)形料倉組俯視2b是環(huán)形料倉組主視2c是環(huán)形料倉組主視剖面2d是單個料倉結(jié)構(gòu)示意2e是料箱結(jié)構(gòu)示意3是沼氣池組的結(jié)構(gòu)示意3a是沼氣池組俯視3b是沼氣池組主視剖面圖3c是沼氣池組的環(huán)弧橫剖面3d是沼氣池組的渣液分離池示意4是沼氣池組群示意圖
具體實施例方式本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)是由鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的圓形沼氣池或(同環(huán)的N個環(huán)弧形沼 氣池組合而成的)環(huán)形沼氣池組、環(huán)形料倉組、料箱、底盤驅(qū)動機、泥漿泵、水壓調(diào)液池和渣 液分離池組成。
一、圓形沼氣池如圖la、圖lb、圖Ic所示，本發(fā)明的圓形沼氣池由進出料間1、產(chǎn)氣儲氣間2、沼渣 沉淀堆積池3、圓心支柱4、隔離墻5、出氣管6、進出料間料倉底盤內(nèi)圓軌道7、進出料間料倉 底盤外圓軌道8、保溫層9、圓弧蓋頂10、以及給沼氣池配套的底盤驅(qū)動機11、泥漿泵12、排 污管13、調(diào)溫管14、水壓調(diào)液池15、渣液分離池16、水壓調(diào)液池與進出料間的聯(lián)通口 17、進 出料間外弧墻的半圓形傳動軸與傳動齒輪凹槽18組成。進出料間與產(chǎn)氣儲氣間組成圓形沼氣池，圓心支柱與兩面隔離墻將圓形沼氣池分 為進出料間和產(chǎn)氣儲氣間兩部分，圓弧蓋頂把產(chǎn)氣儲氣間完全密閉。隔離墻、圓心支柱、沼 氣池外墻和圓弧蓋頂都必須是模具一次成型的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，以絕對保證產(chǎn)氣儲氣間與 進出料間的密閉與堅固要求；隔離墻的高度決定產(chǎn)氣儲氣間最大沼氣存儲量的大小，所以， 在設(shè)計沼氣池時，應(yīng)該考慮是否配備沼氣存儲罐等設(shè)施和沼氣自動存儲設(shè)備等情況，如果 配備有足夠的沼氣存儲設(shè)備與設(shè)施，則隔離墻的高度應(yīng)盡可能小些，反之則應(yīng)大些；隔離墻 的底部與沼氣池底的距離是由料倉底盤和料箱的設(shè)計高度決定的，即隔離墻的底部與沼氣 池底的距離，是根據(jù)計劃每天向沼氣池加入新沼料量的多少而確定的，若每天加料量大，隔 離墻的底部與沼氣池底的距離就大些，反之就小些；圓形沼氣池的兩面隔離墻的底部必須 是同一個水平的。進出料間是本發(fā)明沼氣池的重要組成部分，不僅是沼氣池加入新沼料的入口，也 是清除廢沼渣的出口。如圖la、圖Ib和圖Ic所示，進出料間是圓心支柱和沼氣池邊墻之間， 與兩面隔離墻組成的沼氣池內(nèi)空間，進出料間的兩面隔離墻與同心同角的內(nèi)、外弧墻，要水 平高出沼氣池圓弧蓋頂?shù)淖罡唿c以上而成進出料間的進出料口，為了在生產(chǎn)操作中能把料 箱順暢的放入料倉，要求進出料口的規(guī)格與環(huán)形料倉組的單個料倉的規(guī)格同樣、等大并垂 齊，所以，進出料口的內(nèi)弧邊，要背對圓心支柱，向外按進出料間的料倉內(nèi)弧邊與圓心支柱 的距離用鋼筋混凝土封蓋，使進出料口內(nèi)弧邊與進出料間的料倉內(nèi)弧邊垂齊；進出料口的 外弧邊，要面對圓心支柱，向內(nèi)按進出料間的料倉外弧邊與進出料間外弧墻的距離用鋼筋 混泥土封蓋，使進出料口的外弧邊與進出料間的料倉外弧邊垂齊；在進出料口外弧邊與沼 氣池邊墻之間的進出料口外弧蓋頂一角，預(yù)留有直徑IOcm左右的圓孔，用于安裝底盤驅(qū)動 機時，將驅(qū)動機的傳動軸穿過蓋頂，底盤驅(qū)動機就安裝于此；底盤驅(qū)動機如圖Id所示，由電 機1、減速機2、傳動軸3和傳動齒輪4組成；底盤驅(qū)動機的傳動齒輪與料倉組的鏈(齒)驅(qū) 動帶咬合；在正對底盤驅(qū)動機傳動軸與傳動齒輪的進出料間外弧邊墻內(nèi)壁，要預(yù)留有直徑 15cm以上的半圓形槽溝(即向墻內(nèi)凹陷7. 5cm以上深的半圓形槽溝)，以控制料倉外弧邊 與沼氣池墻壁的間隙在IOcm以內(nèi)。如圖lb、圖Ic所示，在進出料間的底部，建有距圓心支柱30-40cm，并與產(chǎn)氣儲氣 間池底水平的弧形料倉底盤內(nèi)圓軌道，建有距圓形沼氣池內(nèi)墻壁20-40cm，并與產(chǎn)氣儲氣間 池底水平的弧形料倉底盤外圓軌道，用于環(huán)形料倉組的料倉底盤內(nèi)圓軌道輪和外圓軌道輪 在進出料間的行走。
沼渣沉淀堆積池如圖Ic所示，是進出料間內(nèi)、外圓軌道之間的進出料間地面，整 體向下加深I(lǐng)m以上后池底聚縮成漏斗形的池子，用于沉淀、堆積從產(chǎn)氣儲氣間被料倉底盤 上安裝的沼渣刮板帶出的廢沼渣；沼渣沉淀堆積池底部的漏斗口有PVC(或其他耐腐蝕材 料)排污管連接并通上地面與泥漿泵的進水口對接，泥漿泵的出水管口安裝在渣液分離池 內(nèi)。圓心支柱如圖lb、圖Ic所示，不僅是與圓形沼氣池同圓心的支撐沼氣池圓弧蓋頂 的柱子，更是平衡和穩(wěn)定環(huán)形料倉組在沼氣池內(nèi)正常運轉(zhuǎn)的固定內(nèi)軸，所以，圓心支柱的直 徑原則上越大越好，直徑一般不要小于40cm，如果沼氣池的底面積較小，不需要直徑較大的 圓心支柱時，可以在圓心支柱的下半部，高出環(huán)形料倉組的頂部，把圓心支柱的直徑放大； 如果圓心支柱的直徑太小了，既影響料倉內(nèi)軸軌道輪的大小，也增加安裝的難度。產(chǎn)氣儲氣間是沼氣池的主要組成部分，沼料在這里發(fā)酵分解生產(chǎn)沼氣，如圖la、圖 Ic所示，在產(chǎn)氣儲氣間的圓弧蓋頂靠近圓心支柱的蓋頂最高點，預(yù)埋有直徑IOcm以上的不 銹鋼出氣管，用于沼氣池向外輸出沼氣。
調(diào)溫管如圖Ic所示，是在圓形沼氣池的底部并貼圓形池內(nèi)墻壁安裝一圈直徑 IOcm以上的不銹鋼管，調(diào)溫管與沼氣池外鍋爐或熱電廠的供熱管道連接，當(dāng)沼氣池內(nèi)的液 溫下降時，可以用鍋爐或熱電廠的熱水在調(diào)溫管內(nèi)循環(huán)，使沼氣池內(nèi)的液溫達到最佳產(chǎn)氣溫度。在沼氣池的整個外墻壁及圓弧蓋頂上，附貼包被有IOcm以上厚度的泡沫保溫層， 可以保持沼氣池內(nèi)的溫度，降低調(diào)溫的費用。水壓調(diào)液池如圖la、圖Ib和圖Ic所示，位于圓形沼氣池外部，環(huán)圓形沼氣池，池 頂與進出料間的進出料口水平，池底與進出料間隔離墻的底部水平或稍高，在進出料間的 外弧墻壁上預(yù)留有直徑30cm以上并與水壓調(diào)液池底水平的聯(lián)通口，使水壓調(diào)液池的水能 順暢自由地出、入進出料間；水壓調(diào)液池與進出料間的聯(lián)通口在隔離墻底部以上，可以讓沼 氣池內(nèi)的沼液流動，主要在中上層進行，盡量避免了沉淀于池底的沼渣，隨沼液流動而進入 水壓調(diào)液池；水壓調(diào)液池里的容水量，要不少于隔離墻底部水平線以上的產(chǎn)氣儲氣間容量； 為安全考慮，水壓調(diào)液池的上口最好整體加蓋鋼筋混凝土蓋板密封。渣液分離池如圖Ia所示，位于靠近進出料間的水壓調(diào)液池的上面，橫跨水壓調(diào)液 池的內(nèi)、外圓墻壁；渣液分離池的池底布滿直徑2cm、間距IOcm左右的圓孔，在渣液分離池 的池底鋪一層粒徑3cm以上、厚度IOcm以上的石子層，石子層的上面鋪一層或幾層60目的 聚乙烯密網(wǎng)即可達到過濾目的；渣液分離池的深度(含石子層)應(yīng)在60cm左右，容量要小 于沼渣沉淀堆積池的容量；當(dāng)沼渣沉淀堆積池的沼渣和沼液一起被泥漿泵送入渣液分離池 后，沼液透過密網(wǎng)和石子層，經(jīng)布滿圓孔的池底流入水壓調(diào)液池，而沼渣則被密網(wǎng)留在渣液 分離池，待浙干沼液后清除。二、環(huán)形料倉組環(huán)形料倉組安裝在圓形沼氣池或環(huán)形沼氣池(組)的池底，環(huán)抱住圓形沼氣池的 圓心支柱或環(huán)形沼氣池(組)的內(nèi)圓墻壁。如圖2a所示，環(huán)形料倉組是由N個同圓心、等角和等弧邊的環(huán)弧形料倉并聯(lián)組合 而成的，所以，組成環(huán)形料倉組的所有料倉都是等大的。料倉組如圖2a、圖2b、圖2c和圖2d所示，由料倉1、料倉內(nèi)軸軌道輪2、料倉底盤內(nèi)圓軌道輪3、料倉底盤外圓軌道輪4、沼渣刮板5和鏈(齒)驅(qū)動帶6組成。料倉如圖2d (A是料倉俯視圖、C和D是料倉主視圖、E是料倉側(cè)視圖)所示，由料 倉底盤和料倉邊框組成，料倉底盤由底盤框架和沼渣刮板組成，料倉邊框由內(nèi)弧邊框、外弧 邊框和側(cè)邊框組成。底盤框架是擺放料箱的底盤，由底盤邊框和η個橫撐加固而成，底盤邊框與橫撐 是用直徑50cm以上的不銹鋼管制成，普通鋼管制成后整體密包三層以上的玻璃鋼也可。料倉邊框是防止料箱在料倉底盤運轉(zhuǎn)時移動或傾倒而設(shè)置的四面柵欄裝置，同 樣，料倉邊框上也有η個豎撐；料倉邊框的高度等于或稍低于料箱的高度，料倉邊框與豎撐 也是由直徑50cm以上的不銹鋼管制成，也可以是普通鋼管制成后整體密包三層以上的玻 璃鋼，料倉邊框的高度是由隔離墻的底部與沼氣池底的距離決定的。組成料倉組的料倉數(shù)量決定料倉內(nèi)、外弧長的大小；圓形沼氣池直徑和環(huán)形沼氣 池(組)內(nèi)圓墻與外圓墻之間距的大小決定料倉內(nèi)、外弧之間的距離；圓形沼氣池直徑和環(huán) 形沼氣池組內(nèi)圓墻、外圓墻之間距，一般為3-8m較適宜，超過IOm就很難操作，這時一個料 倉就不能只擺放一個料箱，而是按照料倉的規(guī)格分成多個料箱擺放，這樣就需要在進出料 口，按料箱的擺放位置做出標(biāo)記，使多個料箱比較容易的放進料倉內(nèi)；而組成料倉組的料倉 數(shù)量，是由沼料產(chǎn)氣周期和計劃每天向沼氣池加入新沼料的次數(shù)決定的，設(shè)定沼料產(chǎn)氣周 期是單個料箱的沼料在沼氣池內(nèi)完全發(fā)酵分解并排靜沼氣所需的時間(天)；若沼料產(chǎn)氣 周期為η天，計劃每天向沼氣池加入新沼料的次數(shù)為y，則組成沼氣池料倉組的料倉數(shù)量是 yn+Ι個。由于料倉的規(guī)格決定進出料間的規(guī)格，所以，在建造沼氣池前，必須根據(jù)選用沼料 的產(chǎn)氣周期先確定料倉的規(guī)格，以確定好進出料間的規(guī)格。料倉內(nèi)軸軌道輪如圖2a、圖2c、圖2d所示，安裝在每個料倉內(nèi)弧邊框的上、下端， 分別組合環(huán)抱住圓形沼氣池的圓心支柱或環(huán)形沼氣池組的內(nèi)圓墻壁，起穩(wěn)定料倉平衡與靈 活轉(zhuǎn)動的作用，軌道輪是用不銹鋼或其他耐腐蝕又具有一定強度的材料制成的，其大小以 直徑IOcm上下、厚5-10cm為宜。底盤內(nèi)圓軌道輪如圖2a、圖2c、圖2d所示，安裝在每個料倉底盤內(nèi)弧邊的下面，起 支撐料倉底盤并靈活轉(zhuǎn)動的作用。底盤外圓軌道輪如圖2a、圖2b、圖2c、圖2d所示，安裝在每個料倉底盤外弧邊的下 面，起支撐料倉底盤并靈活轉(zhuǎn)動的作用。所有的料倉底盤內(nèi)、外圓軌道輪都必須是一樣大的，這樣才能保證料倉在沼氣池 內(nèi)的水平平衡，具體規(guī)格以直徑15-20cm、厚度10-15cm為宜，也是不銹鋼或其他耐腐蝕又 具有一定強度的材料制成的。沼渣刮板如圖2c、圖2d所示，位于料倉底盤的下面，突出料倉底盤內(nèi)、外弧而靠近圓心支柱(或內(nèi)圓墻壁)和沼氣池內(nèi)墻壁(或外圓墻壁)，并順向料倉底盤的旋轉(zhuǎn)方向，弧 形安裝在內(nèi)、外圓軌道輪的前面(弧形安裝能夠?qū)⒖拷鼒A形沼氣池的圓心支柱或環(huán)形沼氣 池組的內(nèi)圓墻壁處的沼渣，與圓形沼氣池內(nèi)墻壁或環(huán)形沼氣池組的外圓墻壁處的沼渣，徹 底的刮除并帶到沼渣沉淀堆積池)；沼渣刮板的制造材料可以是不銹鋼板也可以是塑料板 和玻璃鋼板等。鏈(齒)驅(qū)動帶如圖2b、圖2d所示，是水平安裝在料倉外弧邊框上端的不銹鋼鏈 條或齒帶，鏈(齒)驅(qū)動帶與底盤驅(qū)動機的傳動齒輪咬合。
料箱如圖2e(I是料箱俯視圖、H和F是料箱主視圖、G是料箱側(cè)視圖)所示，由料箱 外弧邊框、側(cè)邊框、內(nèi)弧邊框和料箱底和蓋組成，料箱與料倉為相似形略小，以使料箱能夠 放入料倉，料箱蓋的大小等于料箱底的規(guī)格，料箱的高度是當(dāng)料箱加蓋后放在料倉內(nèi)低于 隔離墻的底部5-10厘米；料箱與料倉一樣，箱底和箱蓋有橫撐加固，料箱邊框有豎撐加固， 都是用直徑50cm的不銹鋼管制成或普通鋼管制成后密包3層以上的玻璃鋼，且料箱內(nèi)5面 和料箱蓋都包有一定規(guī)格孔徑的不銹鋼網(wǎng)或普通金屬網(wǎng)外涂防銹漆，以防止料箱在運轉(zhuǎn)過 程中，沼料大量散出料箱；在生產(chǎn)中料箱內(nèi)沼料的裝載量，應(yīng)控制在料箱容量的60% -80% 左右，以防止沼料吸水后膨脹擠滿料箱而影響沼料的發(fā)酵分解和釋放沼氣。三、沼氣池組 沼氣池組如圖3a所示，是由同環(huán)的N個環(huán)弧形沼氣池，組合而成的環(huán)形沼氣池組。沼氣池組的具體結(jié)構(gòu)如圖3a、圖3b、圖3c所示，是由鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)圓墻A、 外圓墻B和弧形蓋頂C組成的N個產(chǎn)氣儲氣間1、進出料間2、沼渣沉淀堆積池3、產(chǎn)氣儲氣 間的出氣與聯(lián)通管4、(2N)個隔離墻5、進出料間料倉底盤內(nèi)圓軌道6、進出料間料倉底盤外 圓軌道7、保溫層8、底盤驅(qū)動機9、泥漿泵10、排污管11、(兩圈)調(diào)溫管12、( 一個)水壓 調(diào)液池13、渣液分離池14、水壓調(diào)液池和進出料間的聯(lián)通口 15及料倉16、內(nèi)軸軌道輪17、 內(nèi)圓軌道輪18、外圓軌道輪19、沼渣刮板20、鏈齒驅(qū)動帶21、和泥漿泵上的傳動軸22、傳動 齒輪23組成的。如圖3a、圖3b所示，隔離墻使環(huán)弧形沼氣池分為進出料間和產(chǎn)氣儲氣間，隔離墻 與內(nèi)弧墻、外弧墻以及連接密封內(nèi)、外弧墻的弧形蓋頂，必須是模具一次成型的鋼筋混凝土 整體結(jié)構(gòu)，以絕對保證進出料間與產(chǎn)氣儲氣間的密封和堅固要求，隔離墻的高度決定了產(chǎn) 氣儲氣間的最大沼氣存儲量的大小，所以在設(shè)計沼氣池時，應(yīng)考慮盡可能的配備沼氣自動 存儲設(shè)備、設(shè)施，以最大限度的降低隔離墻的高度，加大隔離墻的底部與沼氣池底的距離， 以提高沼氣池的產(chǎn)氣能力，盡可能的淡化沼氣池的儲氣功能，強化沼氣池的產(chǎn)氣功能；如果 設(shè)計建造沼氣池時不配備儲存沼氣的設(shè)備、設(shè)施，而以沼氣池的產(chǎn)氣儲氣間作為儲存沼氣 的主要設(shè)施，則隔離墻要根據(jù)沼氣池的產(chǎn)氣能力及沼氣的正常輸出情況，適當(dāng)?shù)募哟蟾綦x 墻的高度。不論隔離墻的高度多大，環(huán)形沼氣池組內(nèi)的所有隔離墻的底部都必須是同一個 水平的。進出料間如圖3a所示，環(huán)形沼氣池組的所有進出料間與進出料口都是等大的，內(nèi) 部所有結(jié)構(gòu)也是完全一樣的，所有的進出料口都是同一個水平的；只需在一個進出料間的 進出料口上安裝一臺底盤驅(qū)動機即可(當(dāng)然多安幾臺備用也可以)滿足所有進出料間的 進、出料工作。環(huán)形沼氣池組的每個進出料間的具體結(jié)構(gòu)，如圖3b、圖3c所示，每個進出料間的 兩面隔離墻與同圓心同角的內(nèi)、外弧墻，水平高出沼氣池弧形蓋頂最高點以上而成進出料 口，為了在生產(chǎn)上讓料箱順利的放入料倉，要求所有進出料口的規(guī)格與每個料倉的規(guī)格都 等大并垂齊，所以，每個進出料口的內(nèi)弧邊，都要背對圓心，向外按進出料間的料倉內(nèi)弧邊 與內(nèi)弧墻壁之間距，鋼筋混凝土封蓋，使進出料口的內(nèi)弧邊與進出料間內(nèi)的料倉內(nèi)弧邊垂 齊；進出料口的外弧邊，要面對圓心向內(nèi)，按料倉外弧邊與外弧墻之間距，鋼筋混凝土封蓋， 使進出料口的外弧邊與進出料間的料倉外弧邊垂齊。如圖3a所示，在環(huán)形沼氣池組內(nèi)，任意一個進出料口外弧邊與外弧邊墻之間的進出料口外弧蓋頂一角，預(yù)留有直徑10-15cm的圓孔，用于安裝底盤驅(qū)動機時，將底盤驅(qū)動機 的傳動軸穿過蓋頂，底盤驅(qū)動機即安裝于此；底盤驅(qū)動機如圖Id所示，由電機、減速機、傳 動軸、和傳動齒輪組成，傳動齒輪與進出料間料倉上的鏈(齒)驅(qū)動帶咬合。如圖3c所示，在環(huán)形沼氣池組每個進出料間的底部，建有距進出料間內(nèi)弧 墻30-40cm，與產(chǎn)氣儲氣間池底水平的弧形料倉底盤內(nèi)圓軌道；建有距進出料間外弧墻 20-40cm，與產(chǎn)氣儲氣間池底水平的弧形料倉底盤外圓軌道；用于料倉底盤的內(nèi)、外圓軌道 輪在進出料間的行走。如圖3b、圖3c所示，進出料間弧形料倉底盤內(nèi)、外圓軌道之間的地面，整體向下加 深I(lǐng)m以上后聚縮為漏斗形而成沼渣沉淀堆積池，用于沉淀堆積從產(chǎn)氣儲氣間被料倉底盤 上安裝的沼渣刮板帶出的廢沼渣；池底的漏斗口有PVC(或其他耐腐蝕材料制成的)排污管 連接，排污管通上地面與泥漿泵的進水口對接，泥漿泵的出水管通入渣液分離池。 產(chǎn)氣儲氣間是環(huán)形沼氣池組最主要的組成部分，沼料在這里發(fā)酵分解生產(chǎn)沼氣并 儲存，環(huán)形沼氣池組內(nèi)產(chǎn)氣儲氣間的容量(容納料倉的數(shù)量)是可以不等大的，因為，大型 的環(huán)形沼氣池組內(nèi)，不同的環(huán)弧形沼氣池，可以選擇加入不同類別的沼料，而沼料不同則產(chǎn) 氣周期也不同，產(chǎn)氣周期又是決定產(chǎn)氣儲氣間容納料倉數(shù)量的決定條件，所以，環(huán)形沼氣池 組內(nèi)不同的環(huán)弧形沼氣池，可以通過調(diào)節(jié)產(chǎn)氣儲氣間容有料倉的數(shù)量，而選擇投入不同類 別的沼料。如圖3a所示，在環(huán)形沼氣池組的每個產(chǎn)氣儲氣間，靠近進出料間隔離墻的鋼筋混 凝土弧形蓋頂最高點，預(yù)埋有直徑15cm以上的不銹鋼出氣管，并把相鄰產(chǎn)氣儲氣間的出氣 管，沿進出料間的內(nèi)弧墻或外弧墻相聯(lián)通，即環(huán)形沼氣池組的每個產(chǎn)氣儲氣間，不僅下面的 沼液是聯(lián)通的，而且上部的沼氣也是聯(lián)通的，這樣，就使環(huán)形沼氣池組內(nèi)所有的產(chǎn)氣儲氣間 的氣壓是相同的，下面沼液的液面也是同一個水平的；既可以統(tǒng)一調(diào)度沼氣的輸出管理，也 可以統(tǒng)一環(huán)形沼氣池組的生產(chǎn)管理。如圖3c所示，在整個環(huán)形沼氣池組的所有產(chǎn)氣儲氣間和進出料間底部，貼內(nèi)圓墻 壁和外圓墻壁，各安裝有直徑15cm以上的不銹鋼調(diào)溫管，也可以只在內(nèi)圓墻壁安裝調(diào)溫 管，因為，料倉底盤距內(nèi)圓墻壁的間隙比外圓墻壁更大，更具有安裝空間，在外圓墻壁上安 裝必須把料倉底盤下的外圓軌道輪適當(dāng)內(nèi)移，以讓出安裝調(diào)溫管的空間；調(diào)溫管與沼氣池 外的鍋爐或熱電廠的供熱管道連接，當(dāng)產(chǎn)氣儲氣間內(nèi)的液溫下降時，可用鍋爐或熱電廣的 熱水在調(diào)溫管內(nèi)循環(huán)，使產(chǎn)氣儲氣間內(nèi)的液溫達到最佳產(chǎn)氣的溫度。在環(huán)形沼氣池組的整個內(nèi)、外圓墻壁外及弧形蓋頂上，附貼包被厚度IOcm以上的 泡沫保溫層，可以保持環(huán)形沼氣池組內(nèi)的溫度，降低調(diào)溫費用。環(huán)形沼氣池組的水壓調(diào)液池，既可以如圖3a所示，位于環(huán)形沼氣池組環(huán)內(nèi)部的內(nèi) 圓式，也可以是位于環(huán)形沼氣池組環(huán)外部的外環(huán)式；環(huán)形沼氣池組的水壓調(diào)液池選擇內(nèi)圓 式還是外環(huán)式，取決于環(huán)形沼氣池組總面積的大小，當(dāng)環(huán)形沼氣池組的總面積小于或等于 環(huán)內(nèi)圓的面積時可以選擇內(nèi)圓式水壓調(diào)液池，當(dāng)環(huán)形沼氣池組的面積大于環(huán)內(nèi)圓的面積 時，只能選擇外環(huán)式水壓調(diào)液池；不論內(nèi)圓式還是外環(huán)式，水壓調(diào)液池的池頂與每個進出料 間的進出料口都水平，池底與每個進出料間隔離墻的底部水平；每個進出料間的外弧墻上， 都預(yù)留有直徑40cm以上并與水壓調(diào)液池底部水平的聯(lián)通口，使水壓調(diào)液池的水能夠自由 順暢地出、入進出料間；水壓調(diào)液池的容水量，要不少于環(huán)形沼氣池組所有產(chǎn)氣儲氣間隔離墻底部水平線以上的容量總和。環(huán)形沼氣池組的渣液分離池，如圖3a所示，分布在每個靠近進出料間內(nèi)圓墻一側(cè) 的環(huán)弧形產(chǎn)氣儲氣間的蓋頂上(也可以分布在外環(huán)式水壓調(diào)液池的池頂)。渣液分離池如 圖3d所示，為方形或長方形(A是渣液分離池的俯視圖、B是渣液分離池的主視圖、C是渣液 分離池的側(cè)視剖面圖)，池底傾斜向水壓調(diào)液池并留有出水口 1，在池底支起一層與池底坡 頂水平并布滿間距10cm、直徑2cm圓孔的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)篩板2，篩板上鋪一層粒徑3cm以 上、厚IOcm以上的石子層3，石子層的上面鋪一層或幾層60目的聚乙烯密網(wǎng)4，即可達到過 濾目的；渣液分離池的深度(含石子層)應(yīng)在60cm左右，容量要小于沼渣沉淀堆積池的容 量；當(dāng)沼渣沉淀堆積池的沼渣和沼液，一起被泥漿泵送入渣液分離池后，沼液透過密網(wǎng)和石 子層，經(jīng)渣液分離池的池底流入水壓調(diào)液池，沼渣則留在渣液分離池，浙凈沼液后清除。 環(huán)形沼氣池組的環(huán)形料倉組和料箱與圓形沼氣池的環(huán)形料倉組和料箱的構(gòu)造與 配置完全一樣。只是，由N個料倉組成的環(huán)形沼氣池組的料倉組中，代表料倉數(shù)量N的數(shù)字 變得大了 ；由于環(huán)形沼氣池組的半徑比圓形沼氣池的半徑大很多，所以環(huán)形沼氣池組內(nèi)料 倉與料箱的內(nèi)、外弧邊的長度接近了 ；環(huán)形沼氣池組內(nèi)，料倉組的內(nèi)軸軌道輪是抱住環(huán)形沼 氣池組的內(nèi)圓墻壁作為內(nèi)軸運轉(zhuǎn)的；環(huán)形料倉組如圖3b、圖3c所示，安裝在環(huán)形沼氣池組 的每個產(chǎn)氣儲氣間和進出料間的底部。四、沼氣池組群沼氣池組群是同心的圓形沼氣池與N個環(huán)形沼氣池組多元組合而成的沼氣池組 群，或由同心的N個環(huán)形沼氣池組多元組而成的沼氣池組群。沼氣池組群中的圓形沼氣池和每個環(huán)形沼氣池組的內(nèi)部構(gòu)造及配置和外部配置， 都與本說明書“一”、“二”、“三”中所描述的完全相同，只是同圓心相鄰的圓形沼氣池與環(huán)形 沼氣池組之間，以及同圓心相鄰的環(huán)形沼氣池組之間，可以共用一個水壓調(diào)液池的水，這樣 可以大量降低建筑成本，如圖4所示的沼氣池組群，由圓形沼氣池1、環(huán)形沼氣池組2、環(huán)形 沼氣池組3、水壓調(diào)液池4和水壓調(diào)液池5組合而成。
權(quán)利要求
一種適用于工廠化生產(chǎn)沼氣的沼氣池(組)及沼氣池組群，其特征是沼氣池組是由同環(huán)的N個環(huán)弧形沼氣池組合而成；每個沼氣池(組)都配備有水壓調(diào)液池和相應(yīng)的渣液分離池；沼氣池(組)內(nèi)安裝有，由N個等大的環(huán)弧形料倉組合而成的料倉組；料倉的內(nèi)弧(弦)邊框上、下端各安裝有(以圓形沼氣池的圓心支柱或環(huán)形沼氣池組的內(nèi)圓墻壁為內(nèi)軸的)料倉內(nèi)軸軌道輪；料倉的外弧邊框上安裝有鏈(齒)驅(qū)動帶；料倉底盤的下面安裝有沼渣刮板和內(nèi)、外圓軌道輪；進出料間建有料倉底盤內(nèi)圓軌道和料倉底盤外圓軌道；進出料間的底部建有漏斗形的沼渣沉淀堆積池；沼渣沉淀堆積池的漏斗口與排污管和泥漿泵的進水口連接；泥漿泵的出水口安裝在渣液分離池上；在進出料間的外弧蓋頂上，安裝有底盤驅(qū)動機；底盤驅(qū)動機的傳動齒輪與料倉組的鏈(齒)驅(qū)動帶咬合；沼氣池(組)的所有隔離墻的底部都是同一個水平；水壓調(diào)液池與進出料間的聯(lián)通口，等于(高于)隔離墻底部；環(huán)形沼氣池組所有產(chǎn)氣儲氣間的出氣管都是聯(lián)通的；圓形沼氣池內(nèi)墻壁和環(huán)形沼氣池組內(nèi)的內(nèi)、外圓墻壁上安裝有調(diào)溫管；整個沼氣池(組)的外墻和蓋頂外都附貼包被有保溫層。
全文摘要
全機械化的大型沼氣池(組)、沼氣池組群，是一種適用于工廠化生產(chǎn)沼氣的沼氣池(組)和沼氣池組群裝置。本發(fā)明解決了限制沼氣池向大型化發(fā)展的瓶頸問題“不能有效清除廢沼渣”，采用機械化進料和二次清除廢沼渣的生產(chǎn)工藝，能把新沼料和廢沼渣完全隔開，所有的廢沼渣都能按流程及時清除干凈，生產(chǎn)操作簡單省力，而且裝備有控、保溫設(shè)備、設(shè)施；使流水線式、工廠化高效沼氣池組及組群，一經(jīng)投產(chǎn)就永久運轉(zhuǎn)成為現(xiàn)實。本發(fā)明的機械化沼氣池設(shè)備包括料倉組、料箱、底盤驅(qū)動機和泥漿泵等，配套的設(shè)施有水壓調(diào)液池和渣液分離池等，可以建成容量幾十方到幾百方的微、小型沼氣池，容量幾千方到幾萬方的中型沼氣池組或組群，以及容量十萬方以上的大型沼氣池組群；大容量的沼氣池組及組群，能夠以包括城市生活垃圾在內(nèi)的，所有能產(chǎn)生沼氣的物質(zhì)作為原料，實現(xiàn)工廠化生產(chǎn)沼氣的目的。
文檔編號C12M1/107GK101838607SQ20101012576
公開日2010年9月22日 申請日期2010年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月15日
發(fā)明者張昊慧 申請人:張昊慧