大容量存储的甲烷发酵系统产生甲烷的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种沼气发酵系统，特别涉及多级沼气发酵系统。
【背景技术】
[0002]沼气，化学名；甲烷，顾名思义就是沼泽里的气体；随着中国沼气科学技术的发展和农村家用沼气的推广，根据当地使用要求和气温、地质等条件，家用沼气池有固定拱盖的水压式池、大揭盖水压式池、吊管式水压式池、曲流布料水压式池、顶返水水压式池、分离浮罩式池、半塑式池、全塑式池和罐式池。形式虽然多种多样，但是归总起来大体由水压式沼气池、浮罩式沼气池、半塑式沼气池和罐式沼气池四种基本类型变化形成的。
[0003]现有的多种沼气依然存在发酵效率低下，沼液对流效果差，发酵原料利用率低等诸多问题，阻碍了，沼气池的大范围推广以及应用。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是，现有沼气的发酵效率低下，沼气对流效果差，发酵路线短，以及发酵原料利用率低等问题。
[0005]为解决现有技术中存在的问题，本发明采用的技术方案是。
[0006]大容量存储的甲烷发酵系统，其包括一级发酵系统和二级发酵系统，二级发酵系统的安装位置高于一级发酵系统，一级发酵系统和二级发酵系统之间通过导水管连接；
一级发酵系统其包括一级发酵管道、进出料筒，进出料桶插入一级发酵管道上设置的与之相匹配的开口，进出料筒内设置有一延伸至一级发酵管道底部并且将一级发酵管道分隔的隔板，进出料筒被分隔成一级进料筒和一级出料筒，进出料筒的侧壁延伸至一级发酵管道的沼液液面以下位置；一级发酵管道内设置有多个挡气板，进出料筒的侧壁与相邻的挡气板或者相邻的挡气板之间形成一个发酵区，一级发酵管道内的每个发酵区上都连接有独立的导气管；
二级发酵系统，其包括二级发酵管道、二级进料管、二级出料管、水压间，二级发酵管道两端侧分别连接二级进料管和二级出料管，二级进料管和二级出料管插入二级发酵管道内，二级进料管的侧壁和二级出料管的侧壁深入二级发酵管道的沼液液面以下，水压间放置于二级发酵管道的上部，水压间与二级进料管之间连接有水平放置的进料管排水管，水压间与二级出料管之间连接有水平放置的出料管排水管；二级发酵管道内设置有位于多个位于二级进料管和二级出料管之间的挡气板，二级进/出料管侧壁与相邻的挡气板之间形成一个发酵区或者相邻的挡气板之间形成一个发酵区，二级发酵管道的每个发酵区上都连接有独立的导气管；二级发酵系统还包括布菌装置，布菌装置由排水管、布菌管道和布菌孔组成，布菌装置的排水管上端连接水压间，下端连接布菌管道，布菌管道沿二级发酵管道内延伸，布菌管道上阵列有多个间隔的布菌孔；进料管排水管上设置有控制水压间内的沼液单向流入二级进料管的单向阀，进料管排水管与水压间连接位置位于水压间的最低位置，出料管排水管最低点所在的水平面高于布菌装置的排水管顶部所在的水平面； 一级发酵管道与二级进料管之间连接有第一导水管，一级发酵管道与二级出料管之间连接有第二导水管，第一导水管和第二导水管上设置有控制一级发酵管道内的沼液单向流入二级发酵管道的单向阀；水压间侧面与一级发酵管道之间连接有第三导水管，第三导水管上设置有控制水压间内的沼液单向流入一级发酵管道内的单向阀。
[0007]进一步改进的方案。
[0008]上述的一级发酵管道为环形发酵管道，二级发酵管道由剖面为圆形、矩形、椭圆形等几何形状沿直线方向拉伸获得的实体。
[0009]进一步改进的方案。
[0010]在第一导水管和第二导水管与二级进料管和二级出料管的连接位置处设置有弧形的挡板。
[0011]进一步改进的方案。
[0012]水压间上还设置有与一级发酵管道连接第四导水管，第四导水管上设置有控制水压间内的沼液单向流入一级发酵管道内的单向阀。
[0013]进一步改进的方案。
[0014]进出料筒顶部所在的水平面距离地面的高度Hl应当大于二级发酵系统的水压间的最高点所在的水平面；一级发酵管道顶部连接有导气柱，导气柱的顶部连接有导气管，导气柱顶部所在的水平面距离地面的高度H2应当大于或者等于Hl。
[0015]进一步改进的方案。
[0016]水压间顶部采用密封结构，防止杂物落入水压间中，并且水压间顶部连接有与大气相通的排气管，保证水压间内气压与外界大气压一致。
[0017]大容量存储的甲烷发酵系统产生甲烷的方法，其步骤在于:
A、将发酵原料倒入一级发酵系统的进料筒中以及倒入二级发酵系统的二级进料管内；
B、一级发酵系统内发酵产生沼气并积聚于进出料筒的侧壁与相邻的挡气板或者相邻的挡气板之间形成的发酵区内，挤压一级发酵管道内的沼液流向第一导水管和第二导水管，随着第一导水管和第二导水管中沼液液面的上升，最终流入二级发酵管道内；
C、二级发酵系统内发酵产生沼气并积聚于二级进/出料管侧壁与相邻的挡气板之间或者相邻的挡气板之间形成的发酵区内，挤压二级发酵管道内的沼液流向二级进料管、二级出料管以及布菌装置的排水管，先通过布菌装置的排水管流入水压间内，待水压间内的沼液液面达到出料管排水管最低点位置时，二级发酵管道内的沼液再通过出料管排水管流入水压间中；
D、使用一级发酵管道内存储的沼气时，水压间内存储的沼液通过第三导水管和第四导水管流入一级发酵管道中；
E、使用二级发酵管道内存储的沼气时，水压间内存储的沼液通过进料管排水管单向回流至二级进料管中以及通过出料管排水管、布菌装置的排水管回流至二级发酵管道内；待水压间内的沼液液面低于出料管排水管最低点时，水压间内的沼液通过进料管排水管单向回流至二级进料管中以及通过布菌装置的排水管回流至二级发酵管道内；待水压间内的沼液液面低于布菌装置的排水管顶部最低点时，水压间内存储的沼液只能通过进料管排水管单向回流至二级进料管内； F、如此反复的产生沼气以及使用沼气。
[0018]本发明相对于现有技术取得的进步和优点在于:一级发酵系统采用的环形发酵管道，发酵路线长，一级发酵系统与二级发酵系统的同步发酵促进沼液在系统内的循环流动，有效的促进沼液的搅拌，并带动菌种的均匀分布，提高系统内的发酵效率。
【附图说明】
[0019]为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本发明的立体结构示意图。
[0021]图2为本发明的立体结构示意图。
[0022]图3为本发明的一级发酵系统的结构示意图。
[0023]图4为本发明的一级发酵系统的进出料筒结构示意图。
[0024]图5为本发明的一级发酵系统的导气管结构示意图。
[0025]图6为本发明的二级发酵系统的结构示意图。
[0026]图7为本发明的二级发酵系统的结构示意图。
[0027]图中标示为:
10、一级发酵系统；12、进出料筒；122、一级进料筒；124、一级出料筒；126、隔板；111、一级第一发酵区；112、一级第二发酵区；113、一级第三发酵区；114、一级第四发酵区；115、一级第五发酵区；13、一级第一挡气板；14、一级第二挡气板；15、一级第三挡气板；16、一级第四挡气板；17、导气柱；18、导气管。
[0028]22、第一导水管；24、第二导水管。
[0029]32、第三导水管；34、第四导水管。
[0030]40、二级发酵系统；41、二级发酵管道；42、二级进料管；43、二级挡气板；44、二级出料管；45、挡板。
[0031]50、水压间；52、进料管排水管；54、出料管排水管；56、排气管。
[0032]60、支架。
[0033]70、布菌装置；72、排水管；74、布菌管道；76、布菌孔。
【具体实施方式】
[0034]下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。
[0035]如图1-7所示，大容量存储的甲烷发酵系统，其包括一级发酵系统10、二级发酵系统40，二级发酵系统40底部设置有支架60，使得二级发酵系统40所在的位置高于一级发酵系统10，其基本原理在于，一级发酵系统10内发酵产生沼气时，一级发酵系统10内的沼气在沼气气压作用下挤压至二级发酵系统40内，二级发酵系统40内发酵产生沼气时，占据二级发酵系统40内的空间并挤压二级发酵系统内的沼液流向位于二级发酵系统顶部的水压间内；使用一级发酵系统10内存储的沼气时，一级发酵系统内的沼气气压下降，使得二级发酵系统顶部