本发明专利技术为减少能源消耗的昼夜两用厌氧发酵装置，包括沼气池、太阳能加热沼液装置、收集余热加热沼液装置、搅拌装置和沼气收集装置；池体内近顶部设有分隔板，分隔板下方为厌氧发酵区域；太阳能加热沼液装置包括风能动力装置、储液箱、升液管、太阳能沼液加热器、回流管、过滤装置和出液管；过滤装置固定于沼气池内壁上，通过回流管连通储液箱，风能动力装置将沼液经升液管输送至太阳能沼液加热器，并经回流管回流至厌氧发酵区域；收集余热加热沼液装置包括余热收集斗、抽气装置、相变反应装置和散热装置；搅拌装置包括气体分散装置、储能装置、传动装置和搅拌器；沼气收集装置包括沼气收集管和控制装置。本发明专利技术实现了风能、太阳能和厨余热量的利用。余热量的利用。余热量的利用。
【技术实现步骤摘要】
一种减少能源消耗的昼夜两用厌氧发酵装置
[0001]本专利技术属于沼气制备
，具体地涉及一种减少能源消耗的昼夜两用厌氧发酵装置。
技术介绍
[0002]厌氧发酵可以将秸秆等有机物转化为沼气和沼渣，沼气是一种清洁能源，可以替代煤炭等化石能源进行发电，可以有效减少化石能源燃烧带来的环境污染，而沼渣则可以作为有机肥，减少化肥等对土壤的污染。目前，沼气制备主要分为常温和高温两种形式，并且往往需要对沼液不断搅拌；常温制备沼气时，沼气产出速率与产量较低，高温制备沼气时，沼气产出速率与产量较高，但在沼气产生过程中需要对沼液不断加热和搅拌。目前常用的加热和搅拌方式需要消耗外部大量的化石能源，在一定程度上降低了沼气的净产出比重。
[0003]现有技术中存在一些关于不依赖化石能源进行加热和搅拌的厌氧发酵装置，如申请号为201810631767.2的专利公开了一种沼气池增温调节装置，包括沼气发生池、太阳能光伏组、太阳能集热器、温差发电器和蓄电池等。该方案中使用太阳能光伏组和温差发电器进行发电，并将电存储在蓄电池中，使用蓄电池进行加热沼液；但是，该方案在使用过程中，对沼液加热不均匀，存在秸秆等有机物的利用效率不高的问题。同样的，又如申请号为202110511581.5的专利公开了一种秸秆、粪便混合厌氧发酵反应器及其发酵沼气工艺，包括罐体、导气管、分散管、喷出管和叶轮等。该方案中使用沼气收集过程中的动力带动叶轮旋转，实现沼液循环。但是，该方案在使用过程中只能确保局部沼液的循环搅拌，容易产生物料部分堆积的情况。
专利技术内容
[0004]本专利技术针对上述技术问题，提出一种可实现沼液的均匀加热并防止物料堆积，同时可有效解决沼液加热和搅拌过程中外部化石能源的消耗的减少能源消耗的昼夜两用厌氧发酵装置。
[0005]本专利技术的上述目的通过如下技术方案来实现：
[0006]一种减少能源消耗的昼夜两用厌氧发酵装置，其特征在于：包括沼气池、太阳能加热沼液装置、收集余热加热沼液装置、搅拌装置和沼气收集装置；
[0007]所述沼气池包括池体和设置于池体外的保温外层；在池体内靠近顶部位置设置有分隔板，将池体内分隔为上下两个区域，分隔板下方区域为为厌氧发酵区域；在沼气池上部一侧和底部一侧分别设置有贯穿池体和保温外层的进料口和出料口，在进料口和出料口的外端均安装有阀门；
[0008]所述阳能加热沼液装置包括风能动力装置、储液箱、升液管、太阳能沼液加热器、回流管、过滤装置和出液管；所述风能动力装置和储液箱设置于沼气池的外部一侧，所述太阳能沼液加热器安装于沼气池的顶部，所述过滤装置固定安装在池体靠近底部的内壁上；
所述出液管贯穿安装于沼气池靠近底部的位置，其内端延伸至过滤装置对应位置，其外端与储液箱的内腔连通；所述风能动力装置包括外壳、风叶、二级增速锥齿轮传动机构和离心装置，风叶、二级增速齿轮传动机构和离心装置依次驱动连接，所述离心装置伸入到储液箱内腔中，离心装置的外壳的下部设置有进液孔、上部设置有出液孔；所述升液管的一端与离心装置的出液孔连接，另一端与太阳能沼液加热器的顶部入液口；太阳能沼液加热器的底部出液口与回流管的上端连接，所述回流管贯穿沼气池的顶部及分隔板，其下端延伸至厌氧发酵区域的上方；
[0009]所述收集余热加热沼液装置包括余热收集斗、抽气装置、相变反应装置和散热装置；余热收集斗固定安装在住户厨房内；抽气装置包括抽气泵、导气管Ⅰ和导气管Ⅱ，导气管Ⅰ和导气管Ⅱ均为保温管，导气管Ⅰ顶部固定连接余热收集斗，导气管Ⅰ底部固定连接抽气泵一侧底部，导气管Ⅱ一端固定连接抽气泵另一侧顶部，导气管Ⅱ另一端伸入沼气池内部并与相变反应装置内部连通，相变反应装置内部设置相变材料，相变反应装置固定安装在沼气池内侧靠近底部位置，相变反应装置顶部与散热装置的进气口连通，散热装置为螺旋加热管，散热装置固定安装在池体外侧、保温外层内侧，散热装置出气口设置在保温层外侧。
[0010]所述搅拌装置包括气体分散装置、储能装置、传动装置、搅拌器；所述气体分散装置安装在分隔板上端，并与厌氧发酵区域连通，气体分散装置具有通过压力控制阀进行开启和关闭的气体通孔，用于给储能装置提供气驱动力；所述储能装置安装在沼气池顶部，并与气体分散装置对正；所述储能装置为由叶轮组旋转进行储能的装置，所述传动装置连接储能装置的释能端及搅拌器的动力输入端，所述搅拌器沿上下方向伸入到沼气池的厌氧发酵区域；
[0011]所述沼气收集装置包括沼气收集管和控制装置；所述沼气收集管一端固定安装在沼气池内部，并位于叶轮组上方位置，沼气收集管另一端位于沼气池的外部，在沼气收集管内设置有控制开关；所述控制装置安装于沼气池的上侧部位置，用于根据沼气池内的沼气压力大小控制沼气收集管的控制开关的开启和关闭。
[0012]进一步的：所述二级增速锥齿轮传动机构包括转轴、第一齿轮组、第一传动轴、安装座、第二齿轮组、第二传动轴；转轴转动安装在外壳顶部一侧，转轴外端固定安装有所述风叶；第一齿轮组包括第一锥齿轮和第二锥齿轮，转轴内端固定安装有第一锥齿轮，第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合，第一传动轴顶部固定安装有第二锥齿轮，安装座固定安装在外壳内部，安装座转动安装有第一传动轴；第二齿轮组包括第三锥齿轮和第四锥齿轮，第一传动轴底部固定安装有第三锥齿轮，第三锥齿轮与第四锥齿轮啮合，第二传动轴一端固定安装有第四锥齿轮，且第二传动轴中部转动安装在外壳底部一侧，第二传动轴另一端与离心装置驱动连接。
[0013]进一步的：所述离心装置包括离心外壳、离心叶片和多个支腿，支腿固定安装在储液箱内底部。
[0014]进一步的：所述气体分散装置包括分散管和喷气嘴；分散管顶部固定安装有喷气嘴，且两者相互连通；喷气嘴设置有多个，且多个喷气嘴绕分散管中心线均匀分布，每个喷气嘴内部均设置有压力控制阀。
[0015]进一步的：所述储能装置包括叶轮组、转轴Ⅰ、安装座、储能器、联轴器、转轴Ⅱ和壳体，储能器采用扭簧，转轴Ⅱ的上端构成所述释能端；叶轮组由两个错列30
°
放置的叶轮组
成；叶轮组固定安装在转轴底部，安装座转动安装有转轴Ⅰ，转轴Ⅰ顶部与联轴器下部通过下抱紧机构连接，联轴器的外部与扭簧内端连接，扭簧外端安装于壳体内壁，联轴器上部通过上抱紧机构与转轴Ⅱ底部连接。
[0016]进一步的：所述搅拌器包括搅拌轴、搅拌叶和辅助电机，搅拌轴的上端构成所述动力输入端；搅拌轴固定安装有搅拌叶，搅拌叶截面为锥型，且搅拌叶上均匀开设储菌孔；搅拌轴底部连接位于沼气池底部的辅助电机。
[0017]进一步的：所述传动装置采用传动带，传动带的一端与转轴Ⅱ的上端驱动连接，传动带的另一端与搅拌轴的上端驱动连接。
[0018]进一步的：控制装置包括U型管、浮力球和触发连杆；U型管的左端经水平管延伸至池体内分隔板的上方区域，U型管的右端向上延伸并与收集管的外端连通，在U型管内灌注有液态，所述浮力球浮置于U型管的右端液面上；触发连杆的下端与浮力球的下端固定；当U型管内的右端液面上升至高液位液面，所述触本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种减少能源消耗的昼夜两用厌氧发酵装置，其特征在于：包括沼气池、太阳能加热沼液装置、收集余热加热沼液装置、搅拌装置和沼气收集装置；所述沼气池包括池体和设置于池体外的保温外层；在池体内靠近顶部位置设置有分隔板，将池体内分隔为上下两个区域，分隔板下方区域为为厌氧发酵区域；在沼气池上部一侧和底部一侧分别设置有贯穿池体和保温外层的进料口和出料口，在进料口和出料口的外端均安装有阀门；所述阳能加热沼液装置包括风能动力装置、储液箱、升液管、太阳能沼液加热器、回流管、过滤装置和出液管；所述风能动力装置和储液箱设置于沼气池的外部一侧，所述太阳能沼液加热器安装于沼气池的顶部，所述过滤装置固定安装在池体靠近底部的内壁上；所述出液管贯穿安装于沼气池靠近底部的位置，其内端延伸至过滤装置对应位置，其外端与储液箱的内腔连通；所述风能动力装置包括外壳、风叶、二级增速锥齿轮传动机构和离心装置，风叶、二级增速齿轮传动机构和离心装置依次驱动连接，所述离心装置伸入到储液箱内腔中，离心装置的外壳的下部设置有进液孔、上部设置有出液孔；所述升液管的一端与离心装置的出液孔连接，另一端与太阳能沼液加热器的顶部入液口；太阳能沼液加热器的底部出液口与回流管的上端连接，所述回流管贯穿沼气池的顶部及分隔板，其下端延伸至厌氧发酵区域的上方；所述收集余热加热沼液装置包括余热收集斗、抽气装置、相变反应装置和散热装置；余热收集斗固定安装在住户厨房内；抽气装置包括抽气泵、导气管Ⅰ和导气管Ⅱ，导气管Ⅰ和导气管Ⅱ均为保温管，导气管Ⅰ顶部固定连接余热收集斗，导气管Ⅰ底部固定连接抽气泵一侧底部，导气管Ⅱ一端固定连接抽气泵另一侧顶部，导气管Ⅱ另一端伸入沼气池内部并与相变反应装置内部连通，相变反应装置内部设置相变材料，相变反应装置固定安装在沼气池内侧靠近底部位置，相变反应装置顶部与散热装置的进气口连通，散热装置为螺旋加热管，散热装置固定安装在池体外侧、保温外层内侧，散热装置出气口设置在保温层外侧；所述搅拌装置包括气体分散装置、储能装置、传动装置、搅拌器；所述气体分散装置安装在分隔板上端，并与厌氧发酵区域连通，气体分散装置具有通过压力控制阀进行开启和关闭的气体通孔，用于给储能装置提供气驱动力；所述储能装置安装在沼气池顶部，并与气体分散装置对正；所述储能装置为由叶轮组旋转进行储能的装置，所述传动装置连接储能装置的释能端及搅拌器的动力输入端，所述搅拌器沿上下方向伸入到沼气池的厌氧发酵区域；所述沼气收集装置包括沼气收集管和控制装置；所述沼气收集管一端固定安装在沼气池内部，并位于叶轮组上方位置，沼气收集管另一端位于沼气池的外部，在沼气收集管内设置有控制开关；所述控制装置安装于沼气池的上侧部位置，用于根据沼气池内的沼气压力大小控制沼气收集管的控制开关的开启和关闭。2.根据权利要求1所述的减少能源消耗的昼夜两用厌氧发酵装置，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹国忠，谷建杰，孙寅迪，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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