工程化沼气发酵装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种工程化沼气发酵装置及其方法，发酵装置包括液态发酵物料进料机构和固态发酵物料进料机构；液态发酵物料进料机构包括匀浆池，匀浆池通过进液管连接发酵装置的进料口；固态发酵物料进料机构包括进料漏斗和传送装置，传送装置包括电机和由电机带动的传送带，进料漏斗设置在传送带上，固态发酵物料进入进料漏斗后通过传送装置按需向发酵装置进料；液态发酵物料进料机构和固态发酵物料进料机构配合在发酵装置底部形成两个方向进料的混合区

【技术实现步骤摘要】
工程化沼气发酵装置及方法


[0001]本专利技术涉及一种提升甲烷收集效率的规模工程化沼气发酵装置及方法，属于能源
、
农业与环境工程

。

技术介绍

[0002]规模化沼气工程可用于综合处理畜禽养殖粪污
、
农村废弃生物质
、
城乡生活垃圾等
。
作为高效处理和开发清洁能源的重要减排增效技术，可帮助实现光合作用的生态集约化和农业生态系统的再碳化，是支持农业生态转型的最有力工具，被认为是最具潜力的碳开发项目之一
。
一方面，沼气发酵是控制农业废弃物温室气体排放的最有效手段；另一方面，沼气替代化石能源供电和供暖
、
沼渣沼液还田替代化肥滋养农田，可大大降低农业农村碳排放
。
[0003]沼气工程由于发酵原料收集范围广，在收集
、
储存与进料之前，如停留时间过长，将会在发酵装置外形成厌氧区，造成大量有机物被转化为甲烷，形成大量无组织排放的甲烷
。
甲烷的温室效应是二氧化碳的
25
倍；此外，由于大量的有机物质在沼气发酵装置外降解转化为沼气，也会对规模化沼气工程运行的能源生产效率产生折损
。
[0004]发酵原料在进入发酵罐之前，大多数原料都需要进行预处理，以保障厌氧发酵系统稳定运行
。
由于沼气工程中各种原料的收集渠道和理化性状不一，各种消化工艺对原料的处理要求和输送方式不一，使得原料预处理环节不仅复杂而且及时进料的难度大
。
目前，以畜禽粪便等易腐有机物为主要原料的规模化沼气工程，基本都是先将粪便送入匀浆池中搅拌匀浆，再送入发酵罐，但由于来料量的波动性，常常匀浆池内囤积部分发酵原料，形成厌氧区，造成发酵原料在匀浆池内进行厌氧消化，生产沼气（甲烷含量为
55
‑
65%
）直排空气
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种工程化沼气发酵装置及方法
。
本专利技术能够减少发酵物料在站内储存环节的甲烷排放和发酵物料无效降解造成的能效损失；为沼气工程提供高质量的发酵原料的同时，实现有效的保质减排
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种工程化沼气发酵装置，其特征在于：包括液态发酵物料进料机构和固态发酵物料进料机构；液态发酵物料进料机构包括匀浆池，匀浆池中部设置有搅拌器，匀浆池通过进液管连接发酵装置的进料口，匀浆池内的液面达到设定高度时，匀浆池内的液态发酵物料通过进液管自动向发酵装置输送；固态发酵物料进料机构包括进料漏斗和传送装置，传送装置包括电机和由电机带动的传送带，进料漏斗设置在传送带上，传送带包括位于发酵装置外的外部传送带和位于发酵装置内的内部传送带，内部传送带的最高点高于发酵液面，最低点位于进料口上方，进料漏斗输送的固态发酵物料在内部传送带的最低点出料，固态发酵物料进入进料漏斗后通过传送装置按需向发酵装置进料；液态发酵物料进料机构和固态发酵物料进料机构配合在发酵装置底部形成两个方向进料的混合区，发酵装置顶部设
有甲烷气体收集管
。
[0007]所述匀浆池前端还设置有用于对液态发酵物料进行过滤的格栅渠，格栅渠与匀浆池进料口连通
。
[0008]所述传送装置的传送带通过发酵装置顶部的密封箱体向发酵装置内和外延伸，向外延伸形成往上传送的外部传送带，向内延伸形成往下传送的内部传送带
。
[0009]所述传送带上设置有计量装置，当到达设定进料时间时，根据进料计划启停传送带按计划进料
。
[0010]所述匀浆池内部设置有液面限高位置，匀浆池出口位于液面限高位置处，当内部液面达到限高位置时，进液管启动进料，往发酵装置输送液态发酵物料，直至把匀浆池清空
。
[0011]所述进液管上设置有人工阀门和计量装置
。
[0012]一种工程化沼气发酵装置的发酵方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、
液态发酵物料输送：匀浆池通过进液管往发酵装置输入液态发酵物料，当有液态发酵物料进入匀浆池时搅拌器自动搅拌，在液面达到设定高度时自动通过进液管向发酵装置输送，直至把匀浆池清空，并通过进液管的计量装置计量液态发酵物料的进料量；
b、
固态发酵物料输送：当需要输送固态发酵物料时，传送带自动启动，将进料漏斗中的固态发酵物料输送至发酵装置中；
c、
通过液态发酵物料进料把进入发酵装置的固态发酵物料搅拌均匀，并通过携带作用，传送到发酵罐内各个部位，实现均匀布料的目的后，在发酵装置中进行发酵处理
。
[0013]所述发酵装置内产生的沼气通过发酵装置顶部甲烷气体收集管输出，进入沼气管网进行利用
。
[0014]所述步骤
a
中，运料车运送的液态发酵物料先送入格栅渠过滤掉杂质，再从匀浆池进料口进入匀浆池内，过滤后的液态发酵物料从进液管送至发酵装置中
。
[0015]所述步骤
b
中，根据步骤
a
计量的液态发酵物料的进料量，计算固态发酵物料的进料，并按需进料
。
[0016]采用本专利技术的优点在于：
1、
本专利技术中发酵物料的进料方式开始由统一进料到匀浆池进行统一搅拌混合及输送，更改为液态发酵物料通过发酵装置进料口进料，固态发酵物料则通过发酵装置外侧面与内部连接安装自动传送装置传送到底部，与底部的发酵装置进料口相对，使得液态发酵物料与固态发酵物料分开进料，有效避免在发酵装置外停留大量液态发酵物料，形成厌氧区，产气大量沼气排空；减少液体发酵物料的量和在发酵装置外的停留时间，减少过程中散发的甲烷
。
[0017]2、
本专利技术中匀浆池内设置搅拌器进行搅拌混合，避免在匀浆池底部的形成沉积物，由于匀浆池底部的沉积物越多，形成的厌氧区也就越多，通过搅拌器将其混合搅拌形成的厌氧区就会消除，再尽快及时输送至发酵装置；同时，固态发酵物料单独进料，大大降低匀浆池的有机物浓度，在通过搅拌充分清除发酵装备内的物料，使得甲烷的排放会有显著的减少
。
[0018]3、
本专利技术中发酵装置属于密闭空间，当匀浆池内液态发酵物料往发酵装置输送时，发酵装置底部若有固态发酵物料则都会沉积在底部跟进液管输送的液态发酵物料进行
混合，以保证充分混合发酵
。
[0019]4、
本专利技术中传送装置为全自动化传送装置，根据进液管计量的进料量，计算固态发酵物料的进料，并按需进料；在匀浆池内部液态发酵物料达到了设定高度值后会自动输送至发酵装置
。
附图说明
[0020]图1为沼气工程装置基本结构示意图；图2为改进后沼气工程装置结构示意图；图3为本专利技术最终改进沼气工程装置结构示意图；图中标记为：
1、
运料车；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种工程化沼气发酵装置，其特征在于：包括液态发酵物料进料机构和固态发酵物料进料机构；液态发酵物料进料机构包括匀浆池（3），匀浆池（3）中部设置有搅拌器（5），匀浆池（3）通过进液管（4）连接发酵装置（7）的进料口（6），匀浆池（3）内的液面达到设定高度时，匀浆池（3）内的液态发酵物料通过进液管（4）自动向发酵装置（7）输送；固态发酵物料进料机构包括进料漏斗（
11
）和传送装置（
10
），传送装置（
10
）包括电机和由电机带动的传送带，进料漏斗（
11
）设置在传送带上，传送带包括位于发酵装置（7）外的外部传送带和位于发酵装置（7）内的内部传送带，内部传送带的最高点高于发酵液面（9），最低点位于进料口（6）上方，进料漏斗（
11
）输送的固态发酵物料在内部传送带的最低点出料，固态发酵物料进入进料漏斗（
11
）后通过传送装置（
10
）按需向发酵装置（7）进料；液态发酵物料进料机构和固态发酵物料进料机构配合在发酵装置（7）底部形成两个方向进料的混合区，发酵装置（7）顶部设有甲烷气体收集管（8）
。2.
根据权利要求1所述的工程化沼气发酵装置，其特征在于：所述匀浆池（3）前端还设置有用于对液态发酵物料进行过滤的格栅渠（2），格栅渠（2）与匀浆池进料口连通
。3.
根据权利要求2所述的工程化沼气发酵装置，其特征在于：所述传送装置（
10
）的传送带通过发酵装置（7）顶部的密封箱体向发酵装置（7）内和外延伸，向外延伸形成往上传送的外部传送带，向内延伸形成往下传送的内部传送带
。4.
根据权利要求3所述的工程化沼气发酵装置，其特征在于：所述传送带上设置有计量装置，当到达设定进料时间时，根据进料计划启停传送带按计划进料
。5.
根据权利要求4所述的工程化沼气发酵装置，其特征在于：所述匀浆池（3）内部设置有液面限...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗涛，刘宇新，熊江花，朱能敏，黄振侠，叶杨洁，辛宜聪，徐树明，舒伍星，冯玉寒，
申请(专利权)人：农业农村部成都沼气科学研究所，
类型：发明
国别省市：