适用于干法连续发酵的大型/超大型沼气池的制作方法

文档序号:26590046发布日期:2021-09-10 20:36阅读:251来源:国知局
适用于干法连续发酵的大型/超大型沼气池的制作方法

1.本发明涉及一种沼气池,具体涉及一种适用于干法连续发酵的大型/超大型沼气池,属于环境保护技术领域。


背景技术:

2.目前,国内外环境污染严重,并且能源紧缺,开发新能源与可再生新能源是当前亟待解决的问题。我国在这方面是非常重视的,很早就已经开始大力开发可再生新能源——沼气了。
3.在我国,对于沼气的发酵工艺,从发酵浓度这个角度出发,可以分为湿法发酵工艺和干法发酵工艺,其中:
4.(1)湿法发酵工艺:发酵料液的干物质浓度控制在10%以下,在发酵启动时,加入大量的水。湿法发酵产气量非常少,发酵液如用作肥料,则存在运输、贮存或施用不方便的问题。
5.(2)干法发酵工艺:干法发酵又称固体发酵,发酵原料的总固体浓度控制在30%左右,该方法与我国农村沤制堆肥的浓度基本相同,并且还具有一举两得的效果:既沤了肥,又产生了新能源——沼气,产生的沼气既可以发电并网,还可以提纯天然气用于汽车加气。干法发酵运行能耗低,用水量少,没有废水污染,与湿法发酵工艺相比具有非常大的优势。但是干法发酵由于固体浓度太高,所以难以采用连续投料或半投料的投料方式,绝大多数都是采用批量投料(间歇式发酵),工作效率较低,此外,干法发酵还存在出料难的问题,这严重限制了其应用。


技术实现要素:

6.为解决现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种适用于干法连续发酵的大型/超大型沼气池。
7.为了实现上述目标,本发明采用如下的技术方案:
8.一种适用于干法连续发酵的大型/超大型沼气池,其特征在于,所述沼气池包括进料池、发酵池、阳光房、集热高温水箱和自动控温系统,其中:
9.所述发酵池呈长方体形,包括:基础底座、池壁、支撑钢管、循环盘管和带叶片双滚筒送料器,其中,池壁由池壁夹套水箱及位于其外侧起到吸热或/和保温作用的附加结构组成,池壁夹套水箱位于发酵池的四周,四周的池壁夹套水箱依次相通并且下端直接与基础底座密封焊接;支撑钢管由横向支撑钢管和竖向支撑钢管组成,竖向支撑钢管与横向支撑钢管焊接并且相通,横向支撑钢管与池壁夹套水箱焊接并且相通,支撑钢管整体均匀的设置在发酵池的内部;循环盘管设置在发酵池的底部;带叶片双滚筒送料器由两个送料电机、两个滚筒轴、两个滚筒、两个滚筒护板和多个叶片组成,叶片呈长方形、滚筒护板呈圆弧形且二者均与滚筒等长,叶片分别沿轴线方向焊接在两个滚筒的外壁上,两个滚筒分别安装在两个滚筒轴上,两个送料电机分别与两个滚筒轴键合,施工时,将两个滚筒轴分别通过一
上一下两个轴承水平的安装在发酵池的南侧和北侧池壁之间,两个滚筒上的叶片配合能够咬合夹住发酵物料,两个滚筒护板分别设置在上下两个滚筒的正上方和正下方;
10.所述进料池建在发酵池的东面,二者连体建造,进料池内设置有加热水管;
11.所述阳光房建在进料池的正上方;
12.所述集热高温水箱建在发酵池的正上方;
13.所述自动控温系统由温度传感器、循环泵、截门和水温控制柜组成,其中,循环泵包括:发酵池高温水循环泵、进料池高温水循环泵、发酵池低温水循环泵和进料池低温水循环泵,集热高温水箱中的高温水通过水管、发酵池高温水循环泵和进料池高温水循环泵分别送入到发酵池的池壁夹套水箱、循环盘管和进料池的加热水管中,池壁夹套水箱、循环盘管和加热水管中的低温水分别通过另外的水管、发酵池低温水循环泵和进料池低温水循环泵送回到集热高温水箱中;温度传感器分别安装在集热高温水箱中、池壁夹套水箱中以及加热水管中;温度传感器和循环泵都与水温控制柜信号连接,温度传感器向水温控制柜发送水的温度信息,水温控制柜根据接收到的水温信息,自动控制循环泵的启闭,让集热高温水箱中的热水分别在发酵池中和进料池中循环起来。
14.前述的适用于干法连续发酵的大型/超大型沼气池,其特征在于,所述发酵池还包括:池内夹套水箱,所述池内夹套水箱由两侧喷涂重防腐涂料的碳钢板焊接而成,设置在发酵池的内部,与发酵池的南侧和北侧池壁平行,东西两端分别与发酵池的东侧和西侧池壁焊接并且相通,下端通过多个立柱与发酵池的基础底座焊接,池内夹套水箱将发酵池的内部分割成两个空间,形成二连体发酵池。
15.前述的适用于干法连续发酵的大型/超大型沼气池,其特征在于,所述发酵池还包括:顶板和带钢丝塑料软管,其中,顶板由表面涂刷有重防腐涂料的多孔洞碳钢板制成,位于发酵池的上部,与发酵池的池壁夹套水箱水平焊接;带钢丝塑料软管铺设在顶板的上面,其上钻有喷淋孔。
16.前述的适用于干法连续发酵的大型/超大型沼气池,其特征在于,对于半地下式和地下式沼气池,所述发酵池的池壁的地面以下部位的外侧还砌有护墙,护墙在送料电机处砌成半圆形形成管道井,除管道井处外护墙与池壁之间填充有炉渣并且顶部设有封闭防水层,管道井上面安装有井盖。
17.前述的适用于干法连续发酵的大型/超大型沼气池,其特征在于,所述基础底座为多层结构,从下至上依次为:沙石垫层、钢筋混凝土底座主体层、隔热防水涂料层、防辐射铝箔层a、岩棉板保温层、砂浆层和钢板层,其中,所述岩棉板保温层由岩棉板和肋筋组成,肋筋由钢筋混凝土浇筑而成并在防辐射铝箔层a上形成多个方格,岩棉板铺设在方格中;所述钢板层的上表面涂刷有重防腐涂料。
18.前述的适用于干法连续发酵的大型/超大型沼气池,其特征在于,对于不同形式的沼气池,所述附加结构略有不同,具体的:
19.对于全地上式沼气池,所述附加结构包括太阳能涂料层和三中空pc阳光板c,其中,太阳能涂料层涂刷在池壁夹套水箱的外侧碳钢板的外壁上,三中空pc阳光板c设置在太阳能涂料层的外侧;
20.对于地下式沼气池,所述附加结构包括防辐射铝箔层b、高密度xps挤缩泡沫苯板、岩棉板、塑料板和保护钢板,其中,防辐射铝箔层b粘贴在四周的池壁夹套水箱的外侧碳钢
板的外壁上,高密度xps挤缩泡沫苯板设置在南侧、北侧和西侧的池壁夹套水箱的外侧,塑料板设置在高密度xps挤缩泡沫苯板的外侧并与对应的池壁夹套水箱的外侧碳钢板固定安装,岩棉板设置在东侧的池壁夹套水箱的外侧,保护钢板焊接在岩棉板的外侧;
21.对于半地上式沼气池,所述附加结构包括太阳能涂料层、防辐射铝箔层b、高密度xps挤缩泡沫苯板、三中空pc阳光板c、塑料板、岩棉板和保护钢板,其中,对于池壁的地上部分,附加结构的设置和安装与全地上式沼气池相同,对于池壁的地下部分,附加结构的设置和安装与地下式沼气池相同。
22.前述的适用于干法连续发酵的大型/超大型沼气池,其特征在于,所述池壁夹套水箱上安装有若干个用于防止池壁夹套水箱因水的压力变形的螺栓,所述螺栓与池壁夹套水箱密封焊接。
23.前述的适用于干法连续发酵的大型/超大型沼气池,其特征在于,所述集热高温水箱由水箱本体、工字钢、热镀锌小方钢、钢化玻璃和三中空pc阳光板b组成,其中,水箱本体由热镀锌钢板焊接而成,呈扁的长方体形,顶面钢板喷涂太阳能涂料并且还分段打有多个长条孔;工字钢设置在水箱本体的内部,顶面设置在顶面钢板的长条孔中,四周与长条孔满焊,底面与底面钢板段焊,立面开有多个道孔;热镀锌小方钢上下共有两层,上层单排横向交叉排布,下层双排横交叉排布,上下两层焊接在一起形成台阶结构,整体焊接在顶面钢板上;钢化玻璃铺设在下层热镀锌小方钢的上面,三中空pc阳光板b铺设在上层热镀锌小方钢的上面;
24.所述集热高温水箱北高南低,四周与发酵池的池壁夹套水箱密封焊接,北端开有天窗。
25.前述的适用于干法连续发酵的大型/超大型沼气池,其特征在于,所述进料池的底座由发酵池的基础底座向东延伸形成,南侧、北侧和东侧的池壁由钢筋混凝土结构或预制楼板制成,南侧和北侧的池壁竖直设置,东侧的池壁向东倾斜设置,西侧以发酵池的东侧的池壁作为自己的池壁,进料池内设置有搅拌机;优选的,所述搅拌机由电机、搅拌机轴、轴外套筒和搅拌板组成,搅拌机轴与电机键合,轴外套筒安装在搅拌机轴上,搅拌板前后左右错开焊接在轴外套筒上。
26.前述的适用于干法连续发酵的大型/超大型沼气池,其特征在于,所述阳光房采用钢结构,由钢支撑柱焊接形成框架,框架的四周和顶部安装三中空pc阳光板a作为墙壁和顶棚,顶棚上开有排气孔,阳光房在南北方向上横跨进料池,底部的钢支撑柱与进料池的南侧和北侧池壁固定;优选的,所述阳光房的南面墙壁低,北面墙壁高,并且北面墙壁上粘贴有不锈钢镜面板。
27.本发明的有益之处在于:
28.(1)通过在发酵池的进料端设置带叶片双滚筒送料器,实现了干法发酵连续投料,通过在发酵池的出料端设置带叶片双滚筒送料器,实现了干法发酵连续出料,所以本发明公开的沼气池适用于干法连续发酵;
29.(2)通过在发酵池的进料端与出料端之间平行的设置多个带叶片双滚筒送料器,不仅实现了缓慢搅拌发酵池内的物料,还实现了长距离送料,所以本发明公开的沼气池可以做成大型/超大型沼气池;
30.(3)本发明公开的沼气池通过多种增温形式对发酵原料进行全方位立体增温,保
证了发酵原料受热均匀,另外,本发明公开的沼气池通过采用多种保温措施对发酵原料进行保温,保温措施到位,有效减少了发酵原料的热量损失,保证了发酵温度的恒定,由于发酵原料受热均匀、发酵温度恒定,所以本发明公开的沼气池其容积产气率显著提高(5倍以上);
31.(4)本发明公开的沼气池利用阳光集热,以太阳能作为沼气池的主要热量供给,既节能,又环保。
附图说明
32.图1是沼气池的纵向截面图;
33.图2是发酵池和集热高温水箱的纵向截面图;
34.图3是发酵池的横向截面图;
35.图4是发酵池和进料池的基础底座的结构示意图;
36.图5是带叶片双滚筒的结构示意图;
37.图6是轴外套筒和搅拌板的结构示意图。
38.附图标记的含义:
39.10

进料池;
40.101

搅拌机、102

加热水管;
41.1011

搅拌机轴、1012

轴外套筒、1013

搅拌板;
42.20

发酵池;
43.201

基础底座、202

池壁、203

池内夹套水箱、204

顶板、205

带钢丝塑料软管、206

支撑钢管、207

循环盘管、208

带叶片双滚筒送料器、209

护墙;
44.2011

沙石垫层、2012

钢筋混凝土底座主体层、2013

隔热防水涂料层、2014

防辐射铝箔层a、2015

岩棉板保温层、2016

砂浆层、2017

钢板层;
45.2021

池壁夹套水箱、2022

三中空pc阳光板c、2023

高密度xps挤缩泡沫苯板、2024

岩棉板、2025

塑料板、2026

保护钢板、2027

检修孔;
46.2061

横向支撑钢管、2062

竖向支撑钢管;
47.2081

送料电机a、2082

送料电机b、2083

滚筒轴a、2084

滚筒轴b、2085

滚筒a、2086

滚筒b、2087

滚筒护板a、2088

滚筒护板b、2089

叶片、2090

固定板;
48.30

阳光房;
49.301

钢支撑柱、302

三中空pc阳光板a;
50.40

集热高温水箱;
51.401

水箱本体、402

工字钢、403

热镀锌小方钢、404

钢化玻璃、405

三中空pc阳光板b、406

天窗;
52.501

发酵池高温水循环泵、502

进料池高温水循环泵、503

发酵池低温水循环泵、504

进料池低温水循环泵、505

截门a、506

截门b、507

截门c、508

截门d。
具体实施方式
53.本发明公开的沼气池呈长方形,南北方向为宽、东西方向为长,根据用气需求量大小可以建成不同长度的沼气池,根据建造地点的气候情况可以建成地下式、半地上式或全
地上式沼气池。
54.以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
55.参照图1、图2和图3,本发明公开的沼气池包括:进料池10、发酵池20、阳光房30、集热高温水箱40和自动控温系统,其中,进料池10建在东面,发酵池20建在西面,二者连体建造;阳光房30建在进料池10的正上方,集热高温水箱40建在发酵池20的正上方。
56.下面我们将对沼气池的这五部分结构做详细的介绍。
57.一、发酵池
58.参照图1、图2和图3,发酵池20由基础底座201、池壁202、池内夹套水箱203、顶板204、带钢丝塑料软管205、支撑钢管206、循环盘管207、带叶片双滚筒送料器208和护墙209等组成。
59.1、基础底座
60.参照图4,发酵池20的基础底座201为多层结构,从下至上依次为:沙石垫层2011、钢筋混凝土底座主体层2012、隔热防水涂料层2013、防辐射铝箔层a2014、岩棉板保温层2015、砂浆层2016和钢板层2017。其中:
61.(1)沙石垫层2011:由沙子、毛石和水泥混合浇筑而成;
62.(2)钢筋混凝土底座主体层2012:由钢筋混凝土浇筑而成,钢筋混凝土浇筑在沙石垫层2011上,如果拟建造的沼气池高度不高,则将螺纹钢筋双层十字交叉绑扎,然后再浇筑混凝土;如果拟建造的沼气池高度较高,则将螺纹钢筋三层十字交叉绑扎,然后再浇筑混凝土;
63.(3)隔热防水涂料层2013:由隔热防水涂料涂刷而成,隔热防水涂料涂刷在钢筋混凝土底座主体层2012上,隔热防水涂料层2013一方面用来防止池内的热量向地下扩散,另一方面用来防止地下水向上渗透(为上层的保温材料——岩棉板提供干燥的环境,进而保证保温材料的保温效果);
64.(4)防辐射铝箔层a 2014:由防辐射铝箔铺设而成,防辐射铝箔铺设在隔热防水涂料层2013上,防辐射铝箔层a 2014用来防止池内物料通过辐射向地下散失温度,起到防止辐射散热的效果;
65.(5)岩棉板保温层2015:由岩棉板(保温材料)和肋筋组成,其中,肋筋由钢筋混凝土浇筑而成(也可以提前预制肋筋),肋筋在防辐射铝箔层a2014上形成多个方格,岩棉板铺设在方格中,肋筋起到骨架支撑的作用,用来防止池内的物料压瘪岩棉板,保证岩棉板的保温效果;
66.(6)砂浆层2016:由砂浆抹光找平形成,砂浆抹在岩棉板保温层2015上,砂浆层2016用来防止焊接钢板时烧毁岩棉板保温层2015中的岩棉板;
67.(7)钢板层2017:钢板铺设在砂浆层2016上,钢板的上表面涂刷重防腐涂料,重防腐涂料用来防止池中的物料腐蚀钢板。
68.对于沼气池的保温,传统的方法是在池壁使用泡沫苯板,但是低密度泡沫苯板只能减少对流和传导散热,而且如果没有密封,那么即使是高密度泡沫苯板,其保温效果也并不理想。我们都知道,大部分热量(大约50%)都是通过辐射散发的,本发明通过在基础底座201中增设防辐射铝箔层a 2014,可以大幅减少辐射散热,从而显著提高沼气池的保温效果,进而确保沼气池内温度恒定。
69.由于我们在基础底座201中还增设了隔热防水涂料层2013,所以整个基础底座201具有很好的隔热、防水效果。
70.发酵池20的基础底座201上开有液体回流孔(未示出),液体回流孔处安装有液体回流管,液体回流管的另一端与进料池10(或专用回流池)相通,发酵池20中多余的液体通过液体回流管回流到进料池10(或专用回流池)中,用于喷淋进料池10(或发酵池20)中的物料——秸秆与粪便,从而保证发酵原料的湿度。
71.2、池壁
72.参照图1、图2和图3,发酵池20的池壁202由池壁夹套水箱2021及其附加结构组成。其中:
73.(1)池壁夹套水箱2021:位于发酵池20的四周,由碳钢板焊接而成,碳钢板的两侧喷涂重防腐涂料,四周的池壁夹套水箱2021依次相通,并且下端直接与基础底座201的钢板层(即发酵池20的底板)密封焊接,池壁夹套水箱2021中的热水来自于位于发酵池20上方的集热高温水箱40;
74.(2)附加结构:附加在池壁夹套水箱2021的外侧,对于不同形式的沼气池,附加结构略有不同,具体的:
75.(i)对于全地上式沼气池,参照图1地上部分,池壁夹套水箱2021外侧的附加结构包括:太阳能涂料层(未示出)和三中空pc阳光板c 2022,其中,太阳能涂料层涂刷在池壁夹套水箱2021的外侧碳钢板的外壁上,太阳能涂料可以吸收阳光中的红外线加热碳钢板,碳钢板将热量传递给池壁夹套水箱2021中的水,最终池壁夹套水箱2021把热量传递给发酵池20中的物料,从而实现对发酵池20内的物料加温;三中空pc阳光板c 2022设置在太阳能涂料层的外侧,三中空pc阳光板c 2022由于是三层中空的,所以既有透光增温的效果,又有密闭保温的效果。
76.(ii)对于地下式沼气池,参照图1地下部分,池壁夹套水箱2021外侧的附加结构包括:防辐射铝箔层b(未示出)、高密度xps挤缩泡沫苯板2023、岩棉板2024、塑料板2025和保护钢板2026,其中,防辐射铝箔层b粘贴在四周的池壁夹套水箱2021的外侧碳钢板的外壁上,防辐射铝箔可以减少池内的热量辐射散失;高密度xps挤缩泡沫苯板2023设置在南侧、北侧和西侧的池壁夹套水箱的外侧,塑料板2025设置在高密度xps挤缩泡沫苯板2023的外侧并与对应的池壁夹套水箱的外侧碳钢板固定安装,塑料板起到防腐蚀作用,塑料板安装完毕后,周围任何连接塑料板的部位都用密封胶密封(做好防水保护);岩棉板2024设置在东侧的池壁夹套水箱的外侧,岩棉板2024可以保证池内的热量很少向外传导,保护钢板2026焊接在岩棉板2024的外侧保护钢板2026起到保护岩棉板2024的作用。
77.(iii)对于半地上式沼气池,参照图1,池壁夹套水箱2021外侧的附加结构包括:太阳能涂料层(未示出)、防辐射铝箔层b(未示出)、高密度xps挤缩泡沫苯板2023、三中空pc阳光板c 2022、塑料板2025、岩棉板2024和保护钢板2026,其中,对于池壁的地上部分,池壁夹套水箱2021外侧的附加结构的设置和安装与全地上式沼气池相同;对于池壁的地下部分,池壁夹套水箱2021外侧的附加结构的设置和安装与地下式沼气池相同。
78.为了方便对发酵池20内部的结构进行维修、维护,发酵池20的南侧池壁的下部和北侧池壁的下部都开有检修孔2027。
79.作为一种优选的方案,在池壁夹套水箱2021上开若干螺栓孔,在螺栓孔处安装螺
栓,螺杆穿过螺栓孔后,拧紧螺帽,然后将螺杆和螺帽与池壁夹套水箱2021密封焊接,保证焊接处不漏水。此处设置的螺栓可以保证池壁夹套水箱2021装满水后不内陷、不涨起,即可以防止池壁夹套水箱2021因水的压力变形,从而使池壁夹套水箱2021保持原形不变运行。
80.3、池内夹套水箱
81.参照图2和图3,池内夹套水箱203是二连体发酵池的中间层。池内夹套水箱203由碳钢板焊接而成,碳钢板的两侧喷涂重防腐涂料。池内夹套水箱203设置在发酵池20的内部,与发酵池20的南侧和北侧池壁平行,沿东西方向延伸,东西两端分别与发酵池20的东侧和西侧池壁焊接并且相通,池内夹套水箱203中的热水来自于池壁夹套水箱2021(池壁夹套水箱2021中的热水来自于位于发酵池20上方的集热高温水箱40),池内夹套水箱203的下端通过多个立柱与发酵池20的基础底座201焊接,池内夹套水箱203的高度根据发酵池20拟装物料的多少而定,如果发酵池20拟装物料较多,池内夹套水箱203就可以做的高一些,如果发酵池20拟装物料较少,池内夹套水箱203就可以做的矮一些。
82.池内夹套水箱203将发酵池20的内部分割成了两个空间,形成了二连体发酵池,与单体发酵池(无池内夹套水箱203)相比,二连体发酵池南北方向的宽度更宽,物料容量更大。
83.4、顶板
84.参照图1和图2,发酵池20的顶板204位于发酵池20的上部,水平设置,四周与发酵池20的池壁夹套水箱2021焊接。
85.发酵池20的顶板204由表面涂刷有重防腐涂料的碳钢板制成,碳钢板上开有多个孔洞(未示出)。
86.为了减少工程造价,发酵池20的顶板204还可以用矿山机械链条厂的带孔下脚料拼接焊成。
87.发酵池20中的物料发酵产生的沼气,通过顶板204上的孔洞排出发酵池20,之后经由沼气导管排入到储气柜(常规的干式储气柜,未示出)中。
88.通常情况下,发酵池20中的物料向前推送时会产生物料堆积。我们通过在发酵池20的上部水平设置顶板204,使得物料能够向前平衡推送,避免了物料堆积。
89.另外,由于顶板204对物料有阻挡作用,所以还可以避免集热高温水箱40烫伤拌在物料中的发酵菌。
90.5、带钢丝塑料软管
91.参照图1和图2,带钢丝塑料软管205具有多根,均匀的铺设在顶板204的上面,其上钻有喷淋孔。
92.当发酵池20中的物料比较干燥时,带钢丝塑料软管205通过其上的喷淋孔向发酵池20中物料喷淋水及回流的沼液。
93.6、支撑钢管
94.参照图1、图2和图3,支撑钢管206由横向支撑钢管2061和竖向支撑钢管2062组成。其中:
95.(1)横向支撑钢管2061:在发酵池20内从上至下设置多根,对于单体发酵池,横向支撑钢管2061的两端分别与南侧和北侧的两个池壁夹套水箱焊接相通,管中的热水来自于池壁夹套水箱2021,对于二连体发酵池,横向支撑钢管2061的一端与南侧或北侧的池壁夹
套水箱焊接相通,另一端与池内夹套水箱203焊接相通,管中的热水来自于池壁夹套水箱2021和池内夹套水箱203。横向支撑钢管2061在发酵池20中既起到支撑池壁夹套水箱2021和池内夹套水箱203的作用,可以防止池壁夹套水箱2021和池内夹套水箱203变形,又起到给发酵池20内部的物料加温的作用,使发酵池20内的物料受热更均匀。
96.(2)竖向支撑钢管2062:在发酵池20内也设置多根,每根都与横向支撑钢管2061焊接相通,其下端直接与发酵池20的底板焊接,上端直接与发酵池20的带孔的钢板焊接,管中的热水来自于横向支撑钢管2061。
97.支撑钢管206(包括横向支撑钢管2061和竖向支撑钢管2062)内的热水的温度与池壁夹套水箱2021和池内夹套水箱203中的热水的温度相同,支撑钢管206与夹套水箱(包括池壁夹套水箱2021和池内夹套水箱203)一起加温发酵池20内的物料,实现了立体增温,保证了发酵原料受热均匀!
98.7、循环盘管
99.参照图1、图2和图3,循环盘管207设置在发酵池20的底部,由钢管制成,呈“s”形排布。循环盘管207里面装有热水,用来给发酵池20中(主要是发酵池20底部)的物料加热,使物料温度均匀,进而可提高产气量。
100.8、带叶片双滚筒送料器
101.参照图1、图2、图3和图5,带叶片双滚筒送料器208由两个送料电机(送料电机a 2081、送料电机b 2082)、两个滚筒轴(滚筒轴a 2083、滚筒轴b 2084)、两个滚筒(滚筒a 2085、滚筒b 2086)、两个滚筒护板(滚筒护板a 2087、滚筒护板b 2088)和多个叶片2089组成,其中,叶片2089呈长方形且与滚筒a 2085、滚筒b 2086等长,滚筒护板a 2087和滚筒护板b 2088呈圆弧形且也与滚筒a 2085、滚筒b 2086等长,叶片2089均匀的、垂直的分别焊接在滚筒a 2085的外壁上和滚筒b 2086的外壁上,并且焊接线与轴线平行(即沿轴线方向焊接),滚筒a 2085安装在滚筒轴a 2083上,滚筒b 2086安装在滚筒轴b 2084上,送料电机a 2081与滚筒轴a 2083的一端键合,送料电机b 2082与滚筒轴b 2084的一端键合。
102.施工时,对于单体发酵池,在发酵池的南侧和北侧池壁上对称的一上一下开两个轴承孔,轴承孔处安装轴承,将安装有滚筒a 2085的滚筒轴a 2083和安装有滚筒b 2086的滚筒轴b 2084分别通过一上一下两个轴承水平的安装在南侧和北侧池壁之间,对于二连体发酵池,在发酵池的南侧和北侧池壁上以及池内夹套水箱203上对称的一上一下开两个轴承孔,轴承孔处安装轴承,将安装有滚筒a 2085的滚筒轴a 2083和安装有滚筒b 2086的滚筒轴b 2084分别通过一上一下两个轴承水平的安装在南侧池壁和池内夹套水箱203之间,将另外两个安装有滚筒a 2085的滚筒轴a 2083和安装有滚筒b 2086的滚筒轴b 2084分别通过另外两个一上一下的轴承水平的安装在北侧池壁和池内夹套水箱203之间,滚筒a 2085上的叶片与滚筒b 2086上的叶片二者配合能够咬合夹住发酵物料(秸秆、粪便),滚筒护板a 2087和滚筒护板b 2088分别设置在滚筒a 2085的正上方和滚筒b 2086的正下方,两个送料电机(送料电机a 2081、送料电机b 2082)设置在池壁的外侧,用来驱动两个滚筒(滚筒a 2085、滚筒b 2086)转动。
103.工作时,启动两个送料电机(送料电机a 2081、送料电机b 2082),并使两个送料电机的转动方向相反,在两个送料电机的驱动下,滚筒a 2085沿顺时针转动,滚筒b 2086沿逆时针转动,滚筒a 2085上的叶片与滚筒b 2086上的叶片就会咬合夹住物料(秸秆、粪便),随
着滚筒a 2085和滚筒b 2086的持续转动,物料朝一个方向被夹送出去,并且只能向一个方向送料,不可能回流。
104.整个发酵池20内设置有多个带叶片双滚筒送料器208,这些带叶片双滚筒送料器208分别设置在发酵池20的进料端、出料端、进料端与出料端之间,其中:
105.设置在进料端的带叶片双滚筒送料器208(相当于进料器)可以实现连续投料,设置在出料端的带叶片双滚筒送料器208(相当于出料器)可以实现连续出料,所以本发明公开的沼气池适用于干法连续发酵;
106.设置在进料端与出料端之间的带叶片双滚筒送料器208(相当于推料和搅拌器)其数量根据发酵池20的长度而定,如果发酵池20较长,则设置在进料端与出料端之间的带叶片双滚筒送料器208就多一些,如果发酵池20较短,则设置在进料端与出料端之间的带叶片双滚筒送料器208就少一些,设置在进料端与出料端之间的带叶片双滚筒送料器208不仅实现了缓慢搅拌发酵池20内的物料,还实现了长距离送料,所以本发明公开的沼气池可以做成大型/超大型沼气池。
107.作为一种优选的方案,带叶片双滚筒送料器208上的每个叶片2089的背面都均匀的焊有多个固定板2090,固定板2090采用碳钢板制成,呈三角形,用来防止叶片2089在夹送物料时变形。
108.带叶片双滚筒送料器208的转数、叶片大小及动力大小根据发酵池20的建造规模大小进行调整,具体的,当发酵池20的建造规模较大时,带叶片双滚筒送料器208的转数、叶片及动力都调大一些;当发酵池20的建造规模较小时,带叶片双滚筒送料器208的转数、叶片及动力都调小一些。
109.9、护墙
110.对于半地下式和地下式沼气池,池壁的外侧还砌有护墙。
111.对于半地下式沼气池,参照图3,护墙209仅砌在池壁的地面以下部位的外侧,并且在带叶片双滚筒送料器208的送料电机(送料电机a2081、送料电机b2082)处砌成半圆形,形成管道井,管道井可以方便后期对送料电机进行维修、维护。
112.对于地下式沼气池,护墙砌在整个池壁的外侧,与池壁等高(或高于池壁),并且在带叶片双滚筒送料器的送料电机处也砌成半圆形,形成管道井。
113.护墙砌完后,在护墙与池壁之间(管道井处除外)填充炉渣(用于保温)并在顶部做好封闭防水工作(即在炉渣的顶部设置封闭防水层),在管道井上面安装井盖。
114.二、集热高温水箱
115.参照图1和图2,集热高温水箱40设置在发酵池20的顶板204的上方,北高南低(便于吸收阳光集热),倾斜角度20度至30度,南端距离发酵池20的顶板20420cm(可以防止集热高温水箱40烫死发酵池中的发酵菌),集热高温水箱40的四周与发酵池20的池壁夹套水箱2021密封焊接。
116.集热高温水箱40由水箱本体401、工字钢402、热镀锌小方钢403、钢化玻璃404和三中空pc阳光板b 405组成。
117.1、水箱本体
118.水箱本体401由热镀锌钢板焊接而成,呈扁的长方体形,其中,位于水箱本体401顶面的热镀锌钢板(顶面钢板)喷涂太阳能涂料(喷涂太阳能涂料的热镀锌钢板空载运行时温
度可以达到150℃
‑‑
200℃,满负荷时内部的水温可以达到80℃以上),同时,顶面钢板上还分段打有多个长条孔,长条孔的大小与工字钢402的顶面大小相适应。
119.2、工字钢
120.工字钢402设置在水箱本体401的内部,是水箱本体401的支撑梁。
121.工字钢402的顶面设置在水箱本体401的顶面钢板的长条孔中,四周与长条孔以满焊的方式焊接,此种连接方式可以防止水箱本体401在装满水的情况下被水箱本体401中的水撑起变形;工字钢402的底面与位于水箱本体401底面的钢板(底面钢板)以段焊的方式焊接。
122.此外,工字钢402的立面还开有多个道孔,这些道孔用来使水箱本体401中的热水互相贯通。
123.3、热镀锌小方钢
124.热镀锌小方钢403上下共有两层,上层单排横向交叉排布,下层双排横交叉排布,上下两层焊接在一起,竖向截面呈“品”字形,两侧形成台阶结构,整体通过下层双排热镀锌小方钢403焊接在水箱本体401的顶面钢板的外壁上。
125.4、钢化玻璃
126.钢化玻璃404又称万能玻璃,强度大、透光性能好、耐高温,其铺设在下层热镀锌小方钢403的上面(即台阶处),四周用密封胶密封。
127.5、三中空pc阳光板
128.三中空pc阳光板b 405导热效率低,保温效果好,其铺设在上层热镀锌小方钢403的上面,铺好后用压板及拉铆钉固定,所有缝隙用密封胶密封,保证不能进入空气,从而实现透光、保温的效果。
129.集热高温水箱40上还开有天窗406,天窗406的开设位置具体在集热高温水箱40的上部(北端),天窗406开口处还设置有排风扇(未示出)。检修发酵池20前,先打开集热高温水箱40上的天窗406,开启排风扇,使发酵池20中残留的沼气等气体都排出去,避免被检修人员吸入。
130.三、进料池
131.参照图1,进料池10建在发酵池20的东面,与发酵池20连体建造,进料池10的底座由发酵池20的基础底座201向东延伸形成,南侧、北侧和东侧的池壁由钢筋混凝土结构或预制楼板制成,西侧以发酵池20的东侧的池壁作为自己的池壁,其中,南侧和北侧的池壁都是竖直设置的,东侧的池壁是向东倾斜设置的。
132.进料池10内设置有搅拌机101和加热水管102。
133.1、搅拌机
134.搅拌机101设置在进料池10的出料口处,位于发酵池20进料端的带叶片双滚筒送料器208的正前方,与带叶片双滚筒送料器208平行并且靠近带叶片双滚筒送料器208,搅拌机101是用来拨送物料给带叶片双滚筒送料器208的,也就是说,搅拌机101是用来喂料的。
135.参照图6,作为一种优选的方案,搅拌机101由电机(未示出)、搅拌机轴1011、轴外套筒1012和搅拌板1013组成,其中:搅拌机轴1011与电机键合,轴外套筒1012安装在搅拌机轴1011上,搅拌板1013前后左右错开焊接在轴外套筒1012上。搅拌板1013在轴外套筒1012上的这种排列方式,有利于把秸秆等固体状的物料直接拨送到带叶片双滚筒送料器208的
进料口中。
136.2、加热水管
137.加热水管102横竖交叉焊接并且相通,设置在进料池10的底部以及南侧、北侧和东侧池壁处,用来给进料池10中的物料加温。加热水管102中的热水来自于集热高温水箱40。
138.四、阳光房
139.参照图1,阳光房30采用钢结构,由钢支撑柱301焊接形成框架,框架的四周和顶部安装三中空pc阳光板a 302作为墙壁和顶棚。阳光房30建造在进料池10的上面,在南北方向上横跨进料池10,底部的钢支撑柱301与进料池10的南侧和北侧池壁固定。
140.1、墙壁
141.阳光房30的南面墙壁低,北面墙壁高,并且北面墙壁上粘贴有不锈钢镜面板(未示出),不锈钢镜面板可以把射入到阳光房30中的阳光反射到进料池10中,提高进料池10内物料的温度,进料池10内物料的温度与发酵池20内物料的温度基本一致时,发酵池20才可以不间断产气,否则会减少产气量甚至停止产气。
142.阳光房30的西面墙壁紧贴发酵池20的东侧池壁,东面墙壁在进料池10的东侧池壁的里侧(西侧),给进料池10留出进料口。
143.2、顶棚
144.顶棚南低北高倾斜,倾斜角度与集热高温水箱40的倾斜角度一致。顶棚上开有排气孔(未示出),排气孔可以及时排出物料在存放过程中产生的臭气及其他有害气体。
145.五、自动控温系统
146.自动控温系统由温度传感器、循环泵、截门和水温控制柜组成。
147.1、温度传感器
148.温度传感器(未示出)分别安装在集热高温水箱40的水箱本体401中、发酵池20的池壁夹套水箱2021中以及进料池10的加热水管102中。
149.2、循环泵
150.参照图1和图2,循环泵采用的是耐高温循环泵,共有四台,其中两台分别安装在发酵池20的南侧和北侧并且靠近发酵池20的底部,另外两台分别安装在进料池10的南侧和北侧并且靠近进料池10的底部,位于北侧的两台循环泵为高温水循环泵,分别计为发酵池高温水循环泵501、进料池高温水循环泵502,位于南侧的两台循环泵为低温水循环泵,分别计为发酵池低温水循环泵503、进料池低温水循环泵504。其中:
151.(1)发酵池高温水循环泵501:发酵池高温水循环泵501的进水口通过水管a与集热高温水箱40相通;发酵池高温水循环泵501的出水口通过一个三通接两根水管,分别计为水管b、水管c,其中,水管b与发酵池20的池壁夹套水箱2021相通,水管c与发酵池20底部的循环盘管207相通。
152.(2)发酵池低温水循环泵503:发酵池低温水循环泵503的进水口通过一个三通接两根水管,分别计为水管d、水管e,其中,水管d与发酵池20的池壁夹套水箱2021相通,水管e与发酵池20底部的循环盘管207相通;发酵池低温水循环泵503的出水口通过水管f与集热高温水箱40相通。
153.(3)进料池高温水循环泵502:进料池高温水循环泵的进水口通过水管g与集热高温水箱40相通;进料池高温水循环泵502的出水口通过水管h与进料池10中的加热水管102
相通。
154.(4)进料池低温水循环泵504:进料池低温水循环泵504的进水口通过水管j与进料池10中的加热水管102相通;进料池低温水循环泵504的出水口通过水管k与集热高温水箱40相通。
155.3、截门
156.参照图1和图2,截门分别安装在水管b、水管c、水管d和水管e上,分别计为截门b、截门c、截门d和截门e。
157.4、水温控制柜
158.前面提到的温度传感器、循环泵和截门都与水温控制柜(未示出)信号连接,其中,温度传感器向水温控制柜发送水箱、水管中的水的温度信息,水温控制柜根据接收到的水温信息,自动控制循环泵和截门的启闭,让集热高温水箱40中的热水分别在发酵池20中和进料池10中循环起来,从而实现自动控制发酵池20的温度和进料池10的温度。
159.(1)发酵池中的热水循环
160.发酵池20中的热水循环包括池壁夹套水箱2021中的热水循环和循环盘管207中的热水循环,需要分开启动,其中:
161.(i)池壁夹套水箱2021中的热水循环(参照图2):关闭水管c上的截门c和水管e上的截门e,开启水管b上的截门b和水管d上的截门d,然后同时开启发酵池高温水循环泵501和发酵池低温水循环泵503,集热高温水箱40中的热水在发酵池高温水循环泵501的作用下依次经过水管a和水管b注入到发酵池20的池壁夹套水箱2021中,与此同时,池壁夹套水箱2021中的低温水在发酵池低温水循环泵503的作用下依次经过水管d和水管f送回到集热高温水箱40中,从而完成池壁夹套水箱2021中的热水循环。
162.(ii)循环盘管207中的热水循环(参照图2):关闭水管b上的截门b和水管d上的截门d,开启水管c上的截门c和水管e上的截门e,然后同时开启发酵池高温水循环泵501和发酵池低温水循环泵503,集热高温水箱40中的热水在发酵池高温水循环泵501的作用下依次经过水管a和水管c注入到发酵池20底部的循环盘管207中,与此同时,循环盘管207中的低温水在发酵池低温水循环泵503的作用下依次经过水管e和水管f送回到集热高温水箱40中,从而完成循环盘管207中的热水循环。
163.(2)进料池中的热水循环(参照图1):同时开启进料池高温水循环泵502和进料池低温水循环泵504,集热高温水箱40中的热水在进料池高温水循环泵502的作用下依次经过水管g和水管h注入到进料池10的加热水管102中,与此同时,加热水管102中的低温水在进料池低温水循环泵504的作用下依次经过水管j和水管k送回到集热高温水箱40中,从而完成加热水管102中的热水循环。
164.综上,本发明公开的沼气池在发酵池20的进料端设置带叶片双滚筒送料器208,实现了连续投料,在发酵池20的出料端设置带叶片双滚筒送料器208,实现了连续出料,所以本发明公开的沼气池适用于干法连续发酵。
165.此外,本发明公开的沼气池在发酵池20的进料端与出料端之间平行的设置多个带叶片双滚筒送料器208,既实现了缓慢搅拌发酵池20内物料,又实现了长距离送料,所以本发明公开沼气池可以做成大型/超大型沼气池。
166.另外,本发明公开的沼气池对发酵原料进行了立体增温,保证了发酵原料受热均
匀,同时还采取了多种保温措施,有效减少了热量损失,保证了发酵温度恒定,所以本发明公开的沼气池气容积产气率显著提高(5倍以上)。
167.另外,本发明公开的沼气池利用阳光集热,以太阳能作为沼气池的主要热量供给,既节能,又环保。
168.本发明公开的沼气池适用于干法连续发酵产生沼气,以秸秆和粪便作为发酵原料,既解决了因焚烧农作物秸秆造成的大气污染问题,又解决了因养殖场排放粪便造成的环境污染问题。我国每年有十亿多吨秸秆白白浪费掉,这些秸秆如果全部用来产沼气,可产4000亿立方沼气,按每立方发2.4度电计算,每年可发9600亿度电。可见,建造本发明公开的沼气池具有非常积极的意义!
169.需要说明的是,上述实施例不以任何形式限制本发明,凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案,均落在本发明的保护范围内。
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