一种秸秆厌氧发酵系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种秸秆厌氧发酵系统包括混料机构、进料机构、发酵罐、循环机构、储气膜和回流机构，同时还公开了一种秸秆厌氧发酵工艺，可以提高原料处理量，实现发酵罐内物料循环，解决秸秆进料难，出料难问题。且对全部沼液进行回收利用，可使秸秆充分发酵并连续稳定生产沼气，适用于大型规模化秸秆发酵产沼气工程。

A straw anaerobic fermentation system

【技术实现步骤摘要】
一种秸秆厌氧发酵系统
本技术涉及农作物厌氧发酵

，更具体的说是涉及一种秸秆厌氧发酵系统及方法。
技术介绍
目前，我国农作物秸秆产生量巨大，大量秸秆的露天焚烧导致严重的大气污染和火灾，并影响航空、高速公路等的安全运行，是全国各地都面临的一大环境问题，秸秆的开发利用已成为我国急需解决的主要环境问题之一。秸秆除用于肥料、饲料、基料以及造纸等工业原料外，约有一半以上农作物秸秆也可作为能源使用。通过厌氧消化技术可以把畜禽粪便和秸秆等农业废弃物转化成可再生清洁能源—沼气。但是，现有的申请号为201510680539.0的专利公开了一种秸秆发酵工艺，该系统将贮存跟水解合并到一起，但秸秆长时间存在水解池中容易导致酸化等问题，且对于大型沼气工程不太实际。因此，提供一种新型厌氧发酵系统及方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供了一种秸秆厌氧发酵系统及方法，可以提高原料处理量，实现发酵罐内物料循环，且对全部沼液进行回收利用，可使秸秆充分发酵并连续稳定生产沼气，适用于大型规模化秸秆发酵产沼气工程。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种秸秆厌氧发酵系统，其特征在于，包括秸秆进料机构、混合进料机构、发酵罐、循环机构、储气膜和回流机构；所述秸秆进料机构用于将粉碎秸秆传输至所述混合进料机构，所述秸秆进料机构下游连通所述混合进料机构；所述混合进料机构包括混匀池和提升泵，所述混匀池用于将秸秆和回流的沼液混合；所述混匀池下游通过所述提升泵与所述发酵罐连通；所述发酵罐上连接循环机构使所述发酵罐的底部物料循环从所述发酵罐的顶部进入发酵罐内，所述发酵罐与所述储气膜连通，所述发酵罐与所述回流机构连通，所述回流机构与所述混合进料机构连通，从而可以将发酵后的沼液输送至混合进料机构进行重复利用。上述优选技术方案的有益效果是：本技术公开的一种秸秆厌氧发酵系统通过秸秆进料机构、混合进料机构、发酵罐、循环机构、储气膜和回流机构相互配合可以实现连续式发酵，秸秆进料机构进料机构能够稳定并定量地向发酵罐输送物料，提高原料处理量；提升泵用于将秸秆和沼液的混合物泵送到厌氧罐中；发酵罐中均匀分布的进料口，可以达到均匀布料的目的，通过回流机构将发酵产生的沼液输送至混合进料机构，可以实现原料的循环利用；通过循环机构，在秸秆不进料情况下，利用沼液循环达到沼液内接种物与秸秆接触及对上浮秸秆下推的作用，可增加秸秆与生物菌的接触，并对物料产生下压作用。优选的，所述秸秆进料机构包括进料箱、传送皮带和皮带秤，所述进料箱外部设置有物料斗，所述进料箱内部设置变频调速刮板；所述传送皮带用于向所述混匀池定量输送粉碎秸秆，传送皮带下游连通所述混匀池；所述的皮带秤用于计量秸秆的进料量，所述皮带秤设置于所述传送皮带上。优选的，所述混匀池内设置搅拌器，所述搅拌器的桨叶为长臂结构，所述搅拌器的桨叶上垂直设置方板。上述优选技术方案的有益效果是：通过桨叶上垂直设置的方板可有效将上浮秸秆压到液面以下，增加秸秆与生物菌的接触。优选的，所述发酵罐顶部设置进料口和出气口，所述进料口呈多点分布式分布，所述进料口上游连通所述提升泵，所述出气口与所述储气膜连通；所述发酵罐底部设置出料口，所述出料口通过所述循环机构与所述进料口连通，且所述出料口与所述回流机构连通。优选的，所述循环机构包括出料泵、循环管路和阀门，所述出料口通过所述出料泵、循环管路和阀门与所述进料口连通。优选的所述回流机构包括固液分离机、回流泵、第一管路、第二管路和阀门；所述固液分离机上游连通所述出料泵，所述固液分离机设置沼液出口和沼渣出口，所述沼液出口通过所述回流泵和第一管路与所述沼混匀池连通，所述沼渣出口用于收集沼渣；所述第二管路和阀门连通所述出料泵和所述混匀池。上述优选技术方案的有益效果是：通过阀门控制使出料泵输出的发酵后物料直接通过第二管路和阀门进入混匀池，进行回收利用；或者通过阀门控制使出料泵输出的发酵后物料仅如固液分离机分离得到沼液和沼渣，沼液通过第一管路和阀门进入混匀池进行回收利用，利用沼渣可以调节混匀池得到的混合物料中干物质含量，沼渣进行进一步的回收利用。回流机构包括两条管路可满足生产不同时期对于回流进入混匀池的物料的要求。优选的，所述固液分离机为螺旋挤压式固液分离机。优选的，秸秆进料机构上游设置粉碎机。本技术还提供了一种秸秆厌氧发酵工艺，采用如上所述的一种秸秆厌氧发酵系统，具体包括如下步骤：(1)预处理：秸秆先在粉碎机进行粉碎和干燥处理，然后通过秸秆进料机构匀速运送至混匀池，与发酵后产生的沼液进行混合配料，控制进料箱的进料速度及出料速率使得到的混合物料中干物质质量含量为8-10％；(2)进料：混匀池的混合物料经过提升泵送料至发酵罐顶部的进料口，并根据进料情况切换进料口，达到均匀布料的目的；(3)厌氧发酵：对进入发酵罐的物料进行厌氧发酵，采用中温发酵方式，设置厌氧罐内物料温度为38-42℃，在发酵初期通过出料泵将发酵罐内底部的物料从进料口进入发酵罐；(4)排料：发酵后的物料通过出料泵和第一管路进入固液分离机进行固液分离，分离得到的沼液通过回流泵和第一管路输送至混匀池进行混合配料，沼渣收集可用于制作有机肥，产生的沼气从沼气出口储存入储气膜内；或者发酵后的物料通过出料泵、第二管路和阀门直接输送至混匀池。上述优选技术方案的有益效果是：本技术公开的一种秸秆厌氧发酵工艺中将粉碎和干燥后的秸秆与沼液混合，实现沼液的重复利用；将混合后的料液匀速送料至发酵罐顶，可以实现系统稳定、连续运行，提高原料处理量；在发酵初期可通过出料泵、将罐内底部物料循环送入发酵罐内，提高发酵效率，也可对进料管进行反冲洗；利用固液分离机可以将发酵后的物料进行固液分离，沼液利用回流泵输送至混料间进行混合配料提高产气率。优选的，所述步骤(1)中将秸秆粉碎至长度为2cm～10cm，粉碎后放置在通风干燥处备用。上述优选技术方案的有益效果是：本技术将秸秆粉碎至长度为2cm～10cm大大降低了粉碎机能耗，提高了粉碎处理能力，有效节约运行成本。经由上述技术方案可知，与现有技术相比，本技术公开提供了一种秸秆厌氧发酵系统及方法，具有如下有益效果：1)本技术中秸秆厌氧发酵工艺，采用连续式发酵方式，利用秸秆进料机构和混合进料机构均匀定量稳定输送物料可以提高原料处理量。2)发酵罐底通过出料泵和循环管路可将罐内物料循环，实现充分发酵，也起到对进料管反冲洗的作用。4)发酵罐内不设搅拌机，发酵罐顶部设置多个进料口，并轮流分布进料，通过新进入物料的向下推动，迫使秸秆下沉，使秸秆与沼液充分接触。3)本技术利用出料泵辅助出料，从而替代了重力自然出料的方式，解决了出料困难的问题，同时提高了出料效率；并将排出的物料进行固液分离，液体部分可作为接种物回流至混料间进行混料，固体部分则可用于制作有机肥。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种秸秆厌氧发酵系统，其特征在于，包括秸秆进料机构(1)、混合进料机构、发酵罐(3)、循环机构、储气膜(304)和回流机构；/n所述秸秆进料机构用于将粉碎秸秆传输至所述混合进料机构，所述秸秆进料机构下游连通所述混合进料机构；/n所述混合进料机构包括混匀池(2)和提升泵(201)，所述混匀池(2)用于将秸秆和回流的沼液混合；所述混匀池(2)下游通过所述提升泵(201)与所述发酵罐(3)连通；/n所述发酵罐(3)上连接循环机构使所述发酵罐(3)的底部物料循环从所述发酵罐(3)的顶部进入所述发酵罐(3)内，所述发酵罐(3)与所述储气膜(304)连通，所述发酵罐(3)与所述回流机构连通，所述回流机构与所述混合进料机构连通，从而可以将发酵后的沼液输送至混合进料机构进行重复利用。/n

【技术特征摘要】
1.一种秸秆厌氧发酵系统，其特征在于，包括秸秆进料机构(1)、混合进料机构、发酵罐(3)、循环机构、储气膜(304)和回流机构；
所述秸秆进料机构用于将粉碎秸秆传输至所述混合进料机构，所述秸秆进料机构下游连通所述混合进料机构；
所述混合进料机构包括混匀池(2)和提升泵(201)，所述混匀池(2)用于将秸秆和回流的沼液混合；所述混匀池(2)下游通过所述提升泵(201)与所述发酵罐(3)连通；
所述发酵罐(3)上连接循环机构使所述发酵罐(3)的底部物料循环从所述发酵罐(3)的顶部进入所述发酵罐(3)内，所述发酵罐(3)与所述储气膜(304)连通，所述发酵罐(3)与所述回流机构连通，所述回流机构与所述混合进料机构连通，从而可以将发酵后的沼液输送至混合进料机构进行重复利用。


2.根据权利要求1所述的一种秸秆厌氧发酵系统，其特征在于，所述秸秆进料机构包括进料箱(102)、传送皮带(103)和皮带秤(104)，所述进料箱(102)外部设置有物料斗，所述进料箱(102)内部设置变频调速刮板；
所述传送皮带(103)用于向所述混匀池(2)定量输送粉碎秸秆，传送皮带(103)下游连通所述混匀池(2)；
所述的皮带秤(104)用于计量秸秆的进料量，所述皮带秤(104)设置于所述传送皮带(103)上。


3.根据权利要求1所述的一种秸秆厌氧发酵系统，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：从明耀，浦鹏，李洪燕，
申请(专利权)人：北京长信绿源节能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11