专利名称：一种组合式沼气发酵池的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种沼气发酵的组合式沼气发酵池，具体说是一种可以利用多 种生物质作为原料产生沼气，具有自动升温装置的组合式沼气发酵池。
背景技术：
作为可替代能源的生物质沼气化技术已经具有了几十年的应用和不断改进 的各种沼气发酵池结构。正如公开文献《沼气实用技术》中所列举的各种沼气 反应器。这些沼气反应器在改善厌氧活性污泥的生存条件，提高沼气产气率都 具有一定的功效。同时，现有的中温发酵沼气池结构中提高沼气池温度采用的
方法就是有热源情况下的加温，专利《200510016826》提及到用太阳能热水器 来对沼气池进行加热。文献《沼气实用技术》中也提及到德国利用发电冷却水 的余热进行对沼气池的加热，这些加热技术都需要动力装置进行循环。缺陷就 是都没有采用一种装置来利用生物质自身在有氧发酵的过程中所产生的热量去 提高沼气池发酵的温度。
另外，在利用农作物或农产品加工丢弃物作为沼气原料时，不可避免的就 是原料入池发酵和排渣的矛盾。由于农作物或农产品加工丢弃物大多具有大量 的固体废渣，如果入池发酵将带来沼气池清渣的困难。现有的技术一般采用对 原料进行固液分离的预处理方式，这样又增加了投入的成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用生物质自身在有氧发酵的过程中所产生的 热量去提高沼气池发酵的温度的组合式沼气发酵池。 为达到上述目的，本发明采用的技术方案是
一种组合式沼气发酵池，其特殊之处在于所述的组合式沼气发酵池由内 部装有热交换器的堆沤池1和内循环式沼气反应器3构成；所述的堆沤池1内 设置吸热板2;所述的沼气反应器3内的回流管8上设置热交换器4;吸热板2 和热交换器4的管路构成密闭循环管路，循环管路内有循环液体。
上述的堆沤池1具有倾斜的底部结构，堆沤池的最底部设置能够自动将堆
沤池内的发酵后酸化液体流入沼气反应器的出料管6，出料管的进料口 7设置在 沼气反应器的回流管8上，其位置低于堆沤池l底部。
上述的能够自动将堆沤池内的发酵后酸化液体流入沼气反应器的出料管6
采用虹吸管。
上述的出料管6内设置防止大量沼液倒流到堆沤池中的逆流阀9。
上述的堆沤池底部出料管的出料口 11设置能够挡住固体原料进入沼气反应 器格栅5。
上述的在堆沤池的吸热板2由多个板的串联或并联组成，多板间设置的一 定距离。
上述的堆沤池的吸热板2内设置和外接管路相连的一个辅助管路IO，其管
路排列与循环管路并行，接口可与其他加热源连通。
上述的热交换板2和回流管上的热交换器4采用导热良好的金属材料。 本发明相对于现有技术，其优点如下
1、本发明通过采用一种利用生物质自身在有氧发酵的过程中所产生的热量 去提高沼气池发酵的温度的自动升温装置，因而整个结构和过程不需要任何外
界动力。
2、本发明设置了一个堆沤池，对沼气固体原料在堆沤的同时进行了预处理， 解决了固体原料的进料和出渣之间的矛盾，同时降低了成本。
3、本发明用辅助其他加热方式提供热量，保证了在没有堆沤原料的情况 下确保反应器的中温运行。
图1是本发明的组合沼气池结构示意图； 图2是本发明的热循环装置结构示意图。 附图标记-
l一堆沤池，2—吸热板，3—内循环(IC)沼气反应器，4一热交换器，5— 格栅，6—出料管，7—进料口， 8—回流管，9一逆流阀，IO—辅助管路；
具体实施例方式
参见图1、图1是本发明的组合沼气池结构示意图；本发明组合式沼气发酵 池结构是由一个堆沤池1和一个内循环(IC)沼气反应器3组成。堆沤池1对 沼气固体原料在堆沤的同时进行了预处理，解决了固体原料的进料和出渣之间 的矛盾。这些农作物或农产品加工丢弃物在堆沤池进行有氧发酵，发酵后的酸 液再作为沼气原料进入到沼气反应器产气，实现了对固体原料的固液分离和预 处理；同时，沼气反应器所排出的沼液流到堆沤池进行对固体原料的水分补充 和微生物提供，加速其进行分解。
本发明设置一种吸热和放热装置，分别安装在对农作物或农产品加工丢弃 物的堆沤池1内和内循环式沼气反应器3内，利用农作物或农产品加工丢弃物 的堆沤产热，吸热板2吸收这种热量，再通过安装在内循环式沼气反应器回流
管上的热交换器4放出热量到沼气反应器3中。吸热和放热装置是由在堆沤池 内的吸热板和在沼气反应器中的回流管上所安装的热交换器所组成的密闭循环 管路构成，可称为热循环装置。在管路内部添加一定的液体工作物质，这个装 置吸收在堆沤时原料产生的热量，并将热量带到沼气反应器中，由反应器中的 热交换器将热量通过回流管传递给沼液，实现自动循环。
本发明组合沼气池结构由堆沤池1，吸热板2，内循环IC沼气反应器3， 热交换器4，格栅5，出料管6，进料口7，回流管8，逆流阀9，辅助管路IO, 出料口 11组成。堆沤池1是一个可以堆放农作物或农产品加工丢弃物的一个在 四周利用材料保温的矩形或其他形状的池子，既可以是全部在地坪以下也可以 在地上。其池底必须是具有自然斜面并可以将池中的液体汇集到在最低处所开 的出料口 7。出料口 7必须保证可以将堆沤池内的发酵后酸液流到沼气反应器3。 所以，无论是堆沤池建立在地上还是地坪以下，堆沤池的底部必须略高于沼气 反应器的进料口。在建造堆沤池和沼气池时，就将吸热板2安装在堆沤池的中 部略接近于底部的位置。如附图1所示，堆沤池内的吸热板与地面垂直安装， 以保证最大限度的吸收堆沤所产生的热量。在堆沤池l内设置吸热板2;所述的 沼气反应器3内的回流管8上设置热交换器4;吸热板2和热交换器4的管路构 成密闭循环管路，循环管路内有循环液体，以利于交换热量。
在具有倾斜的底部结构堆沤池1的最底部设置能够自动将堆沤池内的发酵 后酸化液体流入沼气反应器的出料管6，出料管6采用虹吸管，出料管的进料口 7设置在沼气反应器的回流管8上，其位置低于堆沤池l底部。
在出料管6内设置防止大量沼液倒流到堆沤池中的逆流阀9和能够挡住固 体原料进入沼气反应器格栅5。
在堆沤池的吸热板2由多个板的串联或并联组成，多板间设置的一定距离。
参见图2、图2是本发明的热循环装置结构示意图；在没有农作物或农产品
丢弃物作为原料的情况下，在堆沤池的吸热板2内设置和外接管路相连的一个
辅助管路10，其管路排列与循环管路并行，接口可与其他加热源管道连通；如 可以把它与太阳能热水器或锅炉热水管路或发电机冷却水管路相连实现对沼气 反应器加热的同样功能。
工作时，先将切碎后的农作物或农产品加工丢弃物，(有些类型的比如加工 后的果渣则不用此道工序可直接进行填池)加上适量生石灰水混合均匀后填入
堆沤池，填压适度，但必须保证覆盖堆沤池内的吸热板上缘80cm以上。堆沤池 上加盖保温并插若干个通气管，保证通气。沼气反应器内用人畜粪便作为初始 沼液进行启动式发酵。冬季时可以考虑用热水来进行第一次的加热。以加快发 酵过程。堆沤池内原料经过几天后就可以把内部的温度提高到30度以上，热循
环装置就开始工作，这时，堆沤池内的吸热板内的液体受热向沼气反应器的内 的热交换器流动，并向反应器传热。实现对沼气反应器的加热。沼气产气过程 开始后， 一部分沼液依靠沼气的上升动力自动返流到堆沤池内，这样既可以加 速堆沤池内原料的堆沤发酵，使堆沤中心的温度可以达到50度左右，又可以把 经过堆沤发酵的一部分酸化液冲刷到沼气反应器作为新的沼液补充产气；整个 工作过程中，由于有格栅5的阻挡，大部分原料的固体部分都留在了堆沤池中， 这样同时也实现了对农作物或农产品加工丢弃物等固体原料的预处理和固液分 离。
本发明可依照不同的原料类型和场地环境可以选择不同的堆沤池形状和深 度。此过程可以视原料的多少来决定升温保温的时间长短。待原料堆沤发酵的
中心温度降低后，可以添加新的原料来维持其升温保温的时间。所有的固体废 渣可以待到夏天不用堆沤时一次清池处理。
为了确保沼气反应器内的沼液在设计的液面以上工作，使得一部分沼液能够 自动的排出沼气反应器并能够起到冲刷堆沤池内酸化液的作用。沼气反应器的 出水管位置要高于堆沤池的底部。为了达到此目的，需要实际调试沼气反应器 内的上升沼气其带动沼液的量和高程，同时，由于回流管的流动带动了堆沤池 内的酸化液向回流管的自动进料。
另外，本发明所指农作物或农产品丢弃物一般的典型物为秸秆、青草、加工 后的果渣、加工后的药材渣等具有固体形态或粘稠状高固体含量的物质。在设 计堆沤池时，可以结合干、青饲料的堆放和其他原料如粪便等统筹规划和设计， 做到既节省了词料存放空间，又兼顾了固体原料的消化。
权利要求
1、一种组合式沼气发酵池，其特征在于所述的组合式沼气发酵池由内部装有热交换器的堆沤池(1)和内循环式沼气反应器(3)构成；所述的堆沤池(1)内设置吸热板(2)；所述的沼气反应器(3)内的回流管(8)上设置热交换器(4)；吸热板(2)和热交换器(4)的管路构成密闭循环管路，循环管路内有循环液体。
2、 根据权利要求1所述的一种组合式沼气发酵池，其特征在于所述的堆 沤池(1)具有倾斜的底部结构，堆沤池的最底部设置能够自动将堆沤池内的发酵后酸化液体流入沼气反应器的出料管(6)，出料管的进料口 (7)设置在沼气 反应器的回流管(8)上，其位置低于堆沤池(1)底部。
3、 根据权利要求1或2所述的一种组合式沼气发酵池，其特征在于所述的能够自动将堆沤池内的发酵后酸化液体流入沼气反应器的出料管(6)采用虹吸管。
4、 根据权利要求3所述的一种组合式沼气发酵池，其特征在于所述的出料管(6)内设置防止大量沼液倒流到堆沤池中的逆流阀(9)。
5、 根据权利要求3所述的一种组合式沼气发酵池，其特征在于所述的堆 沤池底部出料管的出料口(11)设置能够挡住固体原料进入沼气反应器格栅(5)。
6、 根据权利要求3所述的一种组合式沼气发酵池，其特征在于所述的在堆沤池的吸热板(2)由多个板的串联或并联组成，多板间设置的一定距离。
7、 根据权利要求3所述的一种组合式沼气发酵池，其特征在于所述的堆沤池的吸热板(2)内设置和外接管路相连的一个辅助管路(10)，其管路排列 与循环管路并行，接口可与其他加热源连通。
8、 根据权利要求3所述的一种组合式沼气发酵池，其特征在于所述的热交换板(2)和回流管上的热交换器(4)采用导热良好的金属材料。
全文摘要
本发明涉及一种沼气发酵的组合式沼气发酵池。现有技术中沼气发酵池都需要外界动力装置，都没有利用生物质自身在有氧发酵的过程中所产生的热量去提高沼气池发酵的温度；而且一般采用对原料进行固液分离的预处理方式，这样又增加了投入的成本。本发明由内部装有热交换器的堆沤池和内循环式沼气反应器构成；所述的堆沤池内设置吸热板；沼气反应器内的回流管上设置热交换器；吸热板和热交换器的管路构成密闭循环管路，循环管路内有循环液体。因而整个结构和过程不需要任何外界动力，同时堆沤池对沼气固体原料在堆沤的同时进行了预处理，解决了固体原料的进料和出渣之间的矛盾，同时降低了成本，对低温地区的沼气应用条件具有很大改善。
文档编号C12M1/107GK101191116SQ20061010496
公开日2008年6月4日 申请日期2006年11月24日 优先权日2006年11月24日
发明者龙 栾 申请人:龙 栾