CN201006869Y - 利用生态废料产生燃气的斜坡管式装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是一种利用生态废料产生燃气的斜坡管式装置，利用斜坡管式发酵反应池，及其底部附着的厌氧甲烷菌，配合太阳能和沼气辅助加热、进行调温控制，加热发酵料液并使其循环回流、产生厌氧发酵反应，催化生物分解，负压净化回收可燃气，并用污泥泵将分解后的废液、废渣通过出料调节阀送至农田或温棚。可以将农作物秸秆、杂草、人畜粪便、生活垃圾、各种加工生产过程的废渣、污水、下脚废料等强化催化生物分解，使之按工业化条件转化为可燃气体(甲烷、沼气)。并将发酵废液、废渣用来种植经济作物、速生植物或牧草。这种能源不受资源环境条件的制约，具有原料易得、成本低廉、污染度小、生产安全、市场需求大等优势。
Description
技术领域
本实用新型是一种利用生态废料产生燃气的装置，属于生态废料的分解、回收领域，采用斜坡管式反应池及厌氧发酵来分解废料、回收可燃气体。
背景技术
目前，天然气、煤、石油、水、核能等能源在国民经济中占有极为重要的地位。但随着大量开采，部分资源枯萎较为严重，包括：某些煤矿已挖空，油田产率下降；而天然气的长途输送、核能的开发等，还需要巨额投资并研发更先进的技术手段。
另外还有些作业采用沼气作为能源，但传统沼气是在常温常压自然环境条件下产生，由于受温度、压力、物料配比等条件限制，与工业产气要求相差甚远。
沼气发酵分为高、中、常三个温度阶段，发酵趋势是：随温度的变化而变化，在适宜发酵的范围内温度越高，微生物越活跃，产气越多，反之则少。目前农村常建的沼气池，仅够自家做饭、点灯，冬季寒冷时产气量少甚至不产气。而用于发酵产生沼气的废液、废渣，也受季节和农作物需肥时期制约。沼气利用还处于小型化阶段，另外国内还有利用酒糟工业生产沼气的技术，但原料较为单一，不能解决生态废料的处理问题。
国外还有利用牛粪便和食品工业的垃圾生产沼气并发电供热的技术。在丹麦阿伯格的小型热电联产工厂，所产沼气除站内安装的小型发电装置发电和余热供沼气池保温外，余下的沼气通过管道送到小型热电联产装置，为小镇供热。但其投资巨大，这种模式难以在我国广大农村实施。
国内正在推广的还有利用秸杆物料燃烧的气化炉，即控氧燃烧产生可燃气一氧化碳(CO)。但控氧气化要点火燃烧，使秸杆中的营养元素和有机物在燃烧中破坏，特别是硫化物要变成二氧化硫成为污染性气体。控氧燃烧气化还存在甲醇、醛类、有机酸的析出污染问题。
实用新型内容
为解决上述问题，提供适于我国农村应用的、污染量小的、分解高效的生态废料回收装置，本实用新型提出一种利用生态废料产生燃气的斜坡管式装置。
本实用新型利用生态废料产生燃气的斜坡管式装置，包括有自动抽入式进料口的发酵反应池，加热装置，出料装置及出气装置，所述发酵反应池具有与自动抽入式进料口相连的斜坡管；与所述加热装置连通的加热管连至发酵反应池内；发酵反应池内还设有阻挡壁，两阻挡壁之间形成料液加热槽，阻挡壁上开有联通管，其上装有料液止回阀。
其中，斜坡管与水平面所成角度优选为20°～40°；发酵反应池采用厌氧发酵，在斜坡管和反应池底部附着有厌氧甲烷菌。
所述出料装置包括出料缓冲间，通过管道与污泥泵和出料调节阀连通；加热装置采用沼气热水器或太阳能热水器为加热管供应热水。
所述出气装置具有集气缸，并通过气管连接水槽，及其上方的气柜，由气柜所带的总气阀控制出气。
所述出气装置还连有负压装置，包括在集气缸与水槽之间接有水抽气器及水泵，水泵与水槽相连，水槽中有净化药水，气体通过水抽气器进入水槽上方的气柜。
另外，出气装置还可设有分气阀，连在集气缸上方，可设三个出口；其一出口连通上方出气装置；另一出口连加热装置；第三出口连接安全阀。
该生态废料回收装置可采用砖、砂、石灰、水泥、钢筋混凝土、塑料、玻璃钢、钢铁中其一或多种材料组合建造。
本实用新型利用斜坡管式结构的发酵反应池，及其底部附着的厌氧甲烷菌，配合太阳能或沼气辅助加热、进行调温控制，加热发酵料液并使其循环回流、产生厌氧发酵反应，催化生物分解，负压净化回收可燃气，并用污泥泵将分解后的废液、废渣通过出料调节阀送至农田或温棚。具体有益效果如下：
1、分解完全、高效
在传统的沼气生产过程中，有的与塑料大棚养殖、种植相结合，虽提高了温度，但无法实现废料发酵的最佳环境调控。本实用新型利用斜坡管式厌氧发酵反应池，由斜坡管和反应池底部附着的厌氧甲烷菌在较合适的条件下起强化分解原料的作用；配上太阳能或沼气加热发酵料液，自动形成上、下循环对流，促进附着厌氧甲烷菌的物料颗粒流动分散，加热后的发酵料液循环回流入进料间，加速了生料的分解并达到对发酵料液的循环搅拌效果，保持沼气发酵的最优化条件。
2、负压净化回收甲烷气体
传统的沼气是常压回收，实际上由于沼气的聚集，使发酵液上部贮气空间产生一定的压力，影响产气。又因为低温发酵不彻底，大量生料上浮结壳，不利于甲烷的进一步产生。本装置采用循环水射流负压回收甲烷气体，可防止结壳、提高产气率。在循环水中加净化剂，能去除发酵气体中的有害杂质，得到洁净的可燃气体。
3、运行安全、稳定
该回收装置采用分气阀，除连通出气装置的出口外，还有一出口连接沼气和太阳能热水器，可优先保证反应池内温度稳定；另一出口连接安全阀，一旦负压装置故障，反应池压力超标，可自动放空，杜绝安全隐患。
4、废液、废渣用来种植物或牧草，沼气加热控温强化生长
本装置用污泥泵将分解后的废液、废渣通过出料调节阀送至农田或温棚。种植区的土层下面安装沼气辅助加热的保温系统，上边加塑料或玻璃大棚，保证种植的经济作物或牧草能在最佳条件下一年四季快速生长，并大量耗用沼气废液、废渣。这种废液、废渣作为营养丰富的绿色有机肥，既提高了农产品的质量和品质，又彻底解决了沼气发酵废液、废渣的有效利用和增值。
采用本实用新型装置可改变目前农村仅以生产粮食为主的单一模式，利用农业生产的废料用作生态可燃气的原料；同时，城市生活垃圾、有机污染废水和生活污水等，也可用作本实用新型的原料，真正实现资源的循环再生利用。产生的能源可以在许多领域取代煤、石油、天然气，并且不受资源环境条件的制约，可就地取材，具有原料易得、成本低廉、污染小、生产安全、市场需求大等优势。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图中附图标记分别为：1.自动抽入式进料口，2.发酵反应池，3.出料缓冲间，4.污泥泵，5.出料调节阀，6.料液止回阀，7.加热管，8.联通管，9.集气缸，10.分气阀，11.水抽气器，12.水泵，13.净化水管，14.水槽，15.净化药水，16.气柜，17.总气阀，18.沼气热水器或太阳能热水器，19.阻挡壁，20.料液加热槽。
具体实施方式
根据本实用新型的废料回收装置可采用如下实施例。
如图1所示，料液(人畜粪便、粉碎的植物茎叶细屑、生活污水等)由自动抽入式进料口1进入斜坡管式厌氧发酵反应池2，通过斜坡管及斜坡管、反应池底部附着的厌氧甲烷菌来促进发酵。其中斜坡管与水平面所成角度优选为20°～40°。
另外，发酵反应池2中有阻挡壁19，其上开有联通管8，出料间的部分料液经止回阀6进入料液加热槽20，，由加热管7加热后，通过联通管8回流入厌氧发酵反应池进料间，用以增加生料中活性厌氧微生物及甲烷菌的含量和保证厌氧发酵温度，并起到发酵料液循环流动，加速生料分解并达到对发酵料液的循环搅拌效果，提高和稳定产气量。
经发酵产生以甲烷为主的可燃气体(沼气)，废料液、废渣经由出料缓冲间3，用污泥泵4，通过出料调节阀5，将废液废渣送至农田用作有机肥，或加工成有机复合肥料。
厌氧发酵反应池产生的可燃气体(沼气)，通过集气缸9、分气阀10，用水抽气器11实行负压回收。水抽气器用水泵12带动，气体与水流一起经净化水管13打入水槽14，水槽中是净化药水15，水中加有净化药剂，使气体(沼气)中有害杂质去除，进入气柜16，成为洁净的生态可燃气，由总气阀17供应用户使用。
料液加热管间接加热用的热水，由沼气热水器或太阳能热水器18供应。
分气阀10的其他出口还可采用如下连接方式，其中之一可连接沼气热水器或太阳能热水器18，优先保证反应池内温度的稳定(图中未示出)；其中之一可连接安全阀，一旦负压装置故障，反应池内压力超标，可自动放空，以杜绝安全隐患。
Claims (10)
1.利用生态废料产生燃气的斜坡管式装置，包括有自动抽入式进料口(1)的发酵反应池(2)，加热装置，出料装置及出气装置，其特征在于：所述发酵反应池(2)具有与自动抽入式进料口(1)相连的斜坡管；与所述加热装置连通的加热管(7)连至发酵反应池(2)内。
2.根据权利要求1所述的斜坡管式装置，其特征在于：所述发酵反应池(2)内还设有阻挡壁(19)，两阻挡壁之间形成料液加热槽(20)，阻挡壁上开有联通管(8)，其上装有料液止回阀(6)。
3.根据权利要求1或2所述的斜坡管式装置，其特征在于：所述斜坡管与水平面所成角度优选为20°～40°。
4.根据权利要求1或2所述的斜坡管式装置，其特征在于：所述发酵反应池(2)采用厌氧发酵，在斜坡管和反应池底部附着有厌氧甲烷菌。
5.根据权利要求1或2所述的斜坡管式装置，其特征在于：所述出料装置包括出料缓冲间(3)，通过管道与污泥泵(4)和出料调节阀(5)连通。
6.根据权利要求1或2所述的斜坡管式装置，其特征在于：所述加热装置采用沼气热水器或太阳能热水器(18)为加热管(7)供应热水。
7.根据权利要求1或2所述的斜坡管式装置，其特征在于：所述出气装置具有集气缸(9)，并通过气管连接水槽(14)，及其上方的气柜(16)，由气柜(16)所带的总气阀(17)控制出气。
8.根据权利要求7所述的斜坡管式装置，其特征在于：所述出气装置还连有负压装置，包括在集气缸(9)与水槽(14)之间接有水抽气器(11)及水泵(12)，水泵(12)与水槽(14)相连，水槽(14)中是净化药水(15)，气体通过水抽气器(11)进入水槽(14)上方的气柜(16)。
9.根据权利要求7所述的斜坡管式装置，其特征在于：出气装置还可设有分气阀(10)，连在集气缸(9)上方，可设三个出口；其一出口连通上方出气装置；另一出口连通加热装置；第三出口连接安全阀。
10.根据权利要求1或2所述的斜坡管式装置，其特征在于：该回收装置可采用砖、砂、石灰、水泥、钢筋混凝土、塑料、玻璃钢、钢铁中其一或多种材料组合建造。
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| CN110129190A (zh) * | 2019-06-20 | 2019-08-16 | 农业部沼气科学研究所 | 温控套管导气负压式干发酵系统 |
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2007
- 2007-02-16 CN CNU2007200057537U patent/CN201006869Y/zh not_active Expired - Fee Related
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