《一种干式生物质沼气反应装置.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种干式生物质沼气反应装置.pdf（7页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)授权公告号 CN 202808789 U (45)授权公告日 2013.03.20 CN 202808789 U *CN202808789U* (21)申请号 201220483003.1 (22)申请日 2012.09.20 C12M 1/107(2006.01) C02F 11/04(2006.01) (73)专利权人 西安建筑科技大学 地址 710055 陕西省西安市雁塔路中段 13 号 (72)发明人 梁亚红 张华 牟冠霖 (74)专利代理机构 西安通大专利代理有限责任 公司 61200 代理人 陆万寿 (54) 实用新型名称 一种干式生物质沼气反应装置 (57) 摘要 本实用。
2、新型提出一种干式生物质沼气反应装 置， 包括干式厌氧发酵罐以及与干式厌氧发酵罐 相连接的进料箱和出料口 ； 干式厌氧发酵罐的外 壁设置有增保温装置， 罐内设置有螺旋搅拌器， 螺 旋搅拌器固定在轴向穿过罐体的搅拌器转轴， 搅 拌器转轴的两端均设置有转动手柄 ； 进料箱依次 经进料开关、 外接有第一电动机的进料螺旋传动 器以及进料口与干式厌氧发酵罐的入口相连通 ； 干式厌氧发酵罐的出口依次经出料开关和外接有 第二电动机的出料螺旋传动器与出料口相连接 ； 干式厌氧发酵罐的输气口与贮气箱相连接， 然后 通过贮气箱的沼气出口、 输气管道与安装有阀门 的灶具相连通。本实用新型能够提高反应装置利 用效率， 。
3、同时解决农村地区生物质能浪费的现象。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 1/1 页 2 1. 一种干式生物质沼气反应装置， 其特征在于 ： 包括干式厌氧发酵罐 （23） 以及分别与 干式厌氧发酵罐 （23） 相连接的进料箱 （8） 和出料口 （20） ； 所述的干式厌氧发酵罐 （23） 的两 端均设置有转动手柄 （3） 及与转动手柄 （3） 相连且穿过干式厌氧发酵罐 （23） 的搅拌器转轴 （4） ， 在干式厌氧发酵罐 （23） 内设置有固定在搅。
4、拌器转轴上的螺旋搅拌器 （19） ； 所述的干式 厌氧发酵罐 （23） 的输气口与贮气箱 （12） 相连接， 然后通过贮气箱 （12） 的沼气出口 （16） 、 输 气管道 （17） 与安装有阀门的灶具 （18） 相连通。 2. 根据权利要求 1 所述的干式生物质沼气反应装置， 其特征在于 ： 所述的干式厌氧发 酵罐 （23） 的外壁上设置有保温层 （21） ， 且在保温层 （21） 外表面涂镀有太阳能吸热材料层。 3.根据权利要求1所述的干式生物质沼气反应装置， 其特征在于 ： 所述的进料箱 （8） 依 次经进料开关 （7） 、 外接有第一电动机 （5） 的进料螺旋传动器 （9） 以及进料口。
5、 （10） 与干式厌 氧发酵罐 （23） 的入口相连通 ； 所述的干式厌氧发酵罐 （23） 的出口依次经出料开关 （2） 和外 接有第二电动机 （24） 的出料螺旋传动器 （6） 与出料口 （20） 相连接。 4. 根据权利要求 1 所述的干式生物质沼气反应装置， 其特征在于 ： 所述的干式厌氧发 酵罐 （23） 呈圆柱体结构。 5. 根据权利要求 1 所述的干式生物质沼气反应装置， 其特征在于 ： 所述的搅拌器转轴 （4） 的两端均设有固定干式厌氧发酵罐 （23） 的支架 （1） ， 干式厌氧发酵罐 （23） 罐体的倾斜 角为 7。 6. 根据权利要求 1 所述的干式生物质沼气反应装置， 其。
6、特征在于 ： 所述的干式厌氧发 酵罐 （23） 的入口位于干式厌氧发酵罐 （23） 顶部， 干式厌氧发酵罐 （23） 的出口位置位于干 式厌氧发酵罐 （23） 的底部。 7. 根据权利要求 1 所述的干式生物质沼气反应装置， 其特征在于 ： 所述的搅拌器转轴 （4） 、 设置在搅拌器转轴 （4） 两端的转动手柄 （3） 以及螺旋搅拌器 （19） 均为相互连通的中 空结构， 且搅拌器转轴 （4） 一端的转动手柄 （3） 通过设有热水阀门的热水软管 （22） 与设置 有加水斗 （14） 的热水水箱 （15） 相连接， 搅拌器转轴 （4） 另一端的转动手柄 （3） 兼作热水出 口。 8. 根据权利要。
7、求 1 所述的干式生物质沼气反应装置， 其特征在于 ： 所述的贮气箱 （12） 体积为干式厌氧发酵罐 （23） 体积的 1/2。 9. 根据权利要求 1 所述的干式生物质沼气反应装置， 其特征在于 ： 所述的贮气箱 （12） 与干式厌氧发酵罐 （23） 的输气口相连接的管道上安装有防止沼气发生倒流的逆止阀 （13） 。 10. 根据权利要求 1、 8 或 9 所述的干式生物质沼气反应装置， 其特征在于 ： 所述的贮气 箱 （12） 上安装沼气安全释放口 （11） 。 权 利 要 求 书 CN 202808789 U 2 1/4 页 3 一种干式生物质沼气反应装置 技术领域 0001 本实用新型。
8、属于生物质能源利用领域， 涉及一种生物质的沼气反应装置， 尤其涉 及一种干式生物质沼气反应装置。 背景技术 0002 当前， 生物质能源的利用占到世界总能耗的 14， 约相当于 1257 亿吨石油。发 展中国家的生物质能占到总能耗的 35， 约相当于 1188 亿吨石油。目前全世界仍然有 25 亿人用生物质能做饭、 取暖和照明。然而， 生物质能的利用总量还不到其生产总量的 1%， 由此可知， 生物质能的开发和利用前景十分广阔。 0003 我国是一个人口大国， 根据2010年11月1日零时的第六次人口普查结果可知 ： 全 国人口总量达到 1339724852 人， 其中乡村人口占到 5032， 。
9、城镇人口占 4968， 平均 每个家庭户的人口数为 ： 310 人。从普查结果可知 ： 我国农村人口为 ： 674149545 人， 仍占 人口总数的一半以上。 在农村地区， 80的家用能源都来自生物质， 如 ： 农作物秸秆和薪柴， 有些地方， 生物质能是当地居民唯一可以获得的能源。 并且， 由于养殖的规模化、 集中化， 使 得传统的以人畜粪便为原料的湿式沼气池在当前的使用过程中存在缺乏原料的问题。 为了 有计划的改善传统沼气池的使用模式， 提出户用干式生物质沼气反应装置的推广使用， 解 决湿式沼气池占地面积大、 原料短缺、 产气效率低、 冬季不产气的问题。 0004 当前的厌氧干发酵装置在使。
10、用的过程中都存在一些问题 ： 有的设计没有搅拌装 置， 造成了反应装置中物料传质过程缓慢， 最终导致干发酵产气效率低。 有的设计没有考虑 连续进排料， 导致干发酵反应进行时， 排料与进料过程造成反应不能连续进行， 产气不连续 的现象发生。 发明内容 0005 本实用新型提出一种提高反应装置利用效率， 同时解决农村地区生物质能浪费的 现象的干式生物质沼气反应装置。 0006 为了实现上述目的， 本实用新型采用的技术方案是 ： 包括干式厌氧发酵罐以及分 别与干式厌氧发酵罐相连接的进料箱和出料口 ； 所述的干式厌氧发酵罐的两端均设置有转 动手柄及与转动手柄相连且穿过干式厌氧发酵罐的搅拌器转轴， 在干。
11、式厌氧发酵罐内设置 有固定在搅拌器转轴上的螺旋搅拌器 ； 所述的干式厌氧发酵罐的输气口与贮气箱相连接， 然后通过贮气箱的沼气出口、 输气管道与安装有阀门的灶具相连通。 0007 所述的干式厌氧发酵罐的外壁上设置有保温层， 且在保温层外表面涂镀有太阳能 吸热材料层。 0008 所述的进料箱依次经进料开关、 外接有第一电动机的进料螺旋传动器以及进料口 与干式厌氧发酵罐的入口相连通 ； 所述的干式厌氧发酵罐的出口依次经出料开关和外接有 第二电动机的出料螺旋传动器与出料口相连接 ； 0009 所述的干式厌氧发酵罐呈圆柱体结构。 说 明 书 CN 202808789 U 3 2/4 页 4 0010 所。
12、述的搅拌器转轴的两端均设有固定干式厌氧发酵罐的支架， 干式厌氧发酵罐罐 体的倾斜角为 7。 0011 所述的干式厌氧发酵罐的入口位于干式厌氧发酵罐顶部， 干式厌氧发酵罐的出口 位置位于干式厌氧发酵罐的底部。 0012 所述的搅拌器转轴、 设置在搅拌器转轴两端的转动手柄以及螺旋搅拌器均为相互 连通的中空结构， 且搅拌器转轴一端的转动手柄通过设有热水阀门的热水软管与设置有加 水斗的热水水箱相连接， 搅拌器转轴另一端的转动手柄兼作热水出口。 0013 所述的贮气箱体积为干式厌氧发酵罐体积的 1/2。 0014 所述的贮气箱与干式厌氧发酵罐的输气口相连接的管道上安装有防止沼气发生 倒流的逆止阀。 00。
13、15 所述的贮气箱上安装沼气安全释放口。 0016 本实用新型以生物质能以及猪粪作为发酵原料， 有效的减小了厌氧反应装置的体 积， 并且合理的解决了农村地区沼气原料缺乏的现象， 充分的利用了农村地区的生物质以 及改善了农民的生活环境 ； 而且， 由于发酵原料中干物质含量高， 反应后物料无需脱水， 可 以直接作为肥料使用， 这样就解决了农村地区生物质能浪费的现象。且在干式厌氧发酵罐 内设置有螺旋搅拌器， 从而提高反应装置利用效率。 附图说明 0017 图 1 为本实用新型的结构示意图。 0018 其中， 1- 支架 ； 2- 出料开关 ； 3- 转动手柄 ； 4- 搅拌器转轴 ； 5- 第一电动。
14、机 ； 6- 出 料螺旋传动器 ； 7- 进料开关 ； 8- 进料箱 ； 9- 进料螺旋传动器 ； 10- 进料口 ； 11- 沼气安全释 放口 ； 12- 贮气箱 ； 13- 逆止阀 ； 14- 加水斗 ； 15- 热水水箱 ； 16- 沼气出口 ； 17- 输气管道 ； 18- 灶具 ； 19- 螺旋搅拌器 ； 20- 出料口 ； 21- 保温层 ； 22- 热水软管 ； 23- 干式厌氧发酵罐， 24- 第二电动机。 具体实施方式 0019 下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。 0020 参见图1， 本实用新型包括干式厌氧发酵罐23以及分别与干式厌氧发酵罐23相连 接的进料箱8和。
15、出料口20 ； 所述的干式厌氧发酵罐23内设置有螺旋搅拌器19， 螺旋搅拌器 19 固定在轴向穿过罐体的搅拌器转轴 4， 搅拌器转轴 4 的两端均设有固定干式厌氧发酵罐 23 的支架 1 和转动手柄 3， 转动手柄 3、 搅拌器转轴 4 以及螺旋搅拌器 19 都为中空结构， 且 相互连通 ； 搅拌器转轴4一端的转动手柄3通过设有热水阀门的热水软管22与设置有加水 斗 14 的热水水箱 15 相连接， 搅拌器转轴 4 另一端的转动手柄兼作热水出口。 0021 其中， 所述的干式厌氧发酵罐 23 的呈圆柱体， 外形呈圆柱形， 发酵罐体的直径为 800mm， 长度为 2000mm， 贮气箱体积为厌氧。
16、发酵罐体积的 1/2。所述的干式厌氧发酵罐 23 的 外壁上设置有保温层 21， 有在保温层 21 的外表面上涂镀太阳能吸热材料层， 罐体的倾斜角 为7， 其中干式厌氧发酵罐23的入口位于干式厌氧发酵罐23顶部， 干式厌氧发酵罐23的 出口位置位于干式厌氧发酵罐 23 的底部。 0022 所述的进料箱8依次经进料开关7、 外接有第一电动机5的进料螺旋传动器9以及 说 明 书 CN 202808789 U 4 3/4 页 5 进料口10与干式厌氧发酵罐23的入口相连通 ； 所述的干式厌氧发酵罐23的出口依次经出 料开关 2 和外接有第二电动机 24 的出料螺旋传动器 6 与出料口 20 相连接 。
17、； 所述的干式厌 氧发酵罐 23 的输气口通过防止发生倒流的逆止阀 13 与安装有沼气安全释放口 11 的贮气 箱 12 相连接， 然后通过贮气箱 12 的沼气出口 16、 气管道 17 与安装有阀门的灶具 18 相连 通。 0023 本实用新型利用厌氧发酵罐体积小的优势， 对干式厌氧发酵罐进行有效的增保 温， 在干式厌氧发酵罐的外壁上设置有添加保温材料和涂镀太阳能吸热镀层， 合理的利用 太阳能， 对干式厌氧发酵罐进行增保温处理， 确保了厌氧干发酵在冬季时仍能正常使用。 0024 本实用新型的干式厌氧发酵罐可以在地面上放置， 安装和使用方便。 而且， 在进出 料的过程中采用外接有电动机的螺旋传。
18、动器进行物料传送， 保证厌氧发酵罐连续进出料， 确保反应过程可以持续进行， 沼气池产气稳定。采用转动手柄以及螺旋搅拌器对反应物料 进行搅拌， 搅拌器转轴两端上的转动手柄以顺时针 180、 逆时针 180的角度反复进行转 动， 使得螺旋搅拌器在干式厌氧发酵罐内发生转动， 进而达到搅拌的目的， 确保厌氧干发酵 原料的传热传质均匀， 提高沼气的产量以及反应过程的持续性。 0025 本实用新型原料预处理方法如下 ： 0026 根据曲静霞在 农业废弃物干法厌氧发酵技术的研究 一文中提出， 采用 60L 的发 酵罐， 发酵温度保持在中温 （351）， 原料滞留期为 60d， 玉米秸秆与猪粪的总固体含量 （。
19、TS） 比例为 1 ： 1 进行发酵时， 容积产气率可以达到 15L/（Ld） ， TS 产气率为 250L/kg， 甲烷含量达到 66似上。采用此种原料混合的方式 （即 ： TS猪粪： TS秸秆=1 ： 1） 作为厌氧发酵 原料， 可保证仅采用 1m3的沼气池每次装入混合原料的 TS 含量为 360kg 物料就可以满足 1 个 4 口之家至少 60d 的用气量， 每天的用气量为 ： 1216m3。 0027 本实用新型将秸秆粉碎至粒径为 45cm 后， 与猪粪按照 TS 比例为 1 ： 1 进行混合 ； 混合后， 在混合物料中添加 40的温水进行混合物料的润湿处理 ； 润湿 24 小时后， 。
20、在原料 中添加 40的温水， 调节反应原料的含水量为 70左右。然后加入尿素或者碳酸氢铵调节 混合原料的 C/N 比为 2530 ： 1 ； 最后加入发酵菌剂， 对原料进行好氧预处理。待堆料中温度 升高至 45左右时， 将预处理后的原料加入干式厌氧发酵罐中进行厌氧发酵产沼气。 0028 本实用新型的具体实施过程如下 ： 0029 将干式厌氧发酵罐 23 以 7的倾斜角放置在地面的支架 1 之上， 其中干式厌氧发 酵罐 23 的入口位于干式厌氧发酵罐 23 顶部， 干式厌氧发酵罐 23 的出口位置位于干式厌氧 发酵罐23的底部， 这样便于出料 ； 将预处理后的物料放入进料箱8内， 打开进料箱上的。
21、进料 开关7， 利用第一电动机5将反应物料通过进料螺旋传动器9传送至进料口10内， 最后装入 干式厌氧发酵罐 23 内， 关闭进料箱上的进料开关 7 ； 通过转动搅拌器转轴两端上的转动手 柄 3 使得螺旋搅拌器在干式厌氧发酵罐内发生转动， 进而达到搅拌的， 使厌氧发酵罐内的 原料混合充分。而且， 由于热水软管 22 的质地柔软， 所以， 当转动手柄 3 进行转动的时候是 以顺时针 180、 逆时针 180的角度反复进行转动。 0030 待反应进行时， 打开贮气箱 12 上的逆止阀 13， 将反应前三天的气体通过沼气安全 释放口 11 释放出去。反应持续进行时， 关闭沼气安全释放口 11， 打开。
22、灶具 18 上的阀门， 沼 气经贮气箱 12 上的沼气出口 16 以及输气管道 17 通入灶具 18 中。 0031 冬季时， 利用干式厌氧发酵罐23外侧的保温层21对反应装置进行增保温， 当保温 说 明 书 CN 202808789 U 5 4/4 页 6 措施不能达到时， 利用沼气灶具18烧取70的热水， 然后将热水加入热水水箱15上的加水 斗 14 中， 并打开热水软管 22 上的阀门， 热水顺次通过搅拌器转轴 4 和螺旋搅拌器 19 的中 空部分， 从转动手柄 3 出去。这样就达到了对反应物料进行增保温的目的。 0032 待反应生成的沼气产量降低时， 打开干式厌氧发酵罐 23 的出料开。
23、关 2， 通过第二 电动机 24 带动出料螺旋传动器 6 将干式厌氧发酵罐 23 内 1/3 的物料输送至出料口 20。用 户将排出的部分物料迅速与新预处理后的原料进行混合， 采用同样的进料方式进行重复进 排料。剩余的反应物料经过堆置后， 无需脱水， 直接作为肥料使用。 0033 与已有的技术方案相比， 本实用新型的有效效果表现在 ： 0034 1） 采用秸秆以及猪粪作为发酵原料， 有效的减小了厌氧反应装置的体积， 并且合 理的解决了农村地区沼气原料缺乏的现象， 充分的利用了农村地区的生物质以及改善了农 民的生活环境。 0035 2） 利用厌氧发酵罐体积小的优势， 对干式厌氧发酵罐进行有效的增。
24、保温， 在干式 厌氧发酵罐的外壁上设置有添加保温材料和涂镀太阳能吸热镀层， 合理的利用太阳能， 对 干式厌氧发酵罐进行增保温处理， 确保了厌氧干发酵在冬季时仍能正常使用。当遇阴雨天 气时， 采用在搅拌器转轴和螺旋搅拌器内充入热水对干发酵原料进行增温处理， 即以搅拌 器转轴和螺旋搅拌器作为热水容器， 对反应物料进行有效的增温， 使得厌氧干发酵过程可 以正常的进行。 0036 3） 在干式厌氧发酵罐内加入螺旋搅拌器， 在螺旋搅拌器的两端安装转动手柄， 通 过转动手柄的转动， 对发酵物料进行充分的搅拌， 实现反应物料的传热传质均匀， 提高沼气 的产量以及反应过程的持续性。在转动手柄进行转动的过程中， 需要以顺时针 180， 然后 逆时针 180的进行反复进行转动， 以防止热水软管发生缠绕。 0037 4） 为了保证连续进排料， 本实用新型在干式厌氧发酵罐的进出料口分别设置有电 动机带动的螺旋传动器， 以使干式厌氧发酵罐能够连续进出料， 确保反应过程可以持续进 行， 沼气池产气稳定。 0038 5） 干物质含量高， 反应后物料无需脱水， 可以直接作为肥料使用。体积小， 占地面 积小 ； 干发酵罐在地面上放置， 安装和使用方便。 说 明 书 CN 202808789 U 6 1/1 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 202808789 U 7 。