气压扰动型超高效沼液对流搅拌发生器产生沼气的方法_2

文档序号:8294883阅读:来源:国知局
发酵区301和第二发酵区302内的沼气气压不同;以第一发酵区301的产气量大于第二发酵区302为例,第一发酵区301顶部的沼气气压大于第二发酵区302顶部的气压,在气压差的作用下,推动第一发酵区301下方的沼液、沼渣等流向第二发酵区302,促进沼液的流动,并促进发酵原料以及菌种在发酵管道内的均匀分布,沼液的流动搅拌性能强,有效的防止结壳现象;当第一发酵区301中沼气积满时,第一发酵区301底部的沼液液面低于第一挡气板38最低点位置,第一发酵区301中继续产生的沼气将通过第一挡气板38底部位置流向第二发酵区302中,直至第二发酵区302中积满沼气,实现第一发酵区301和第二发酵区302的互通,继续产生的沼液超过进料管挡气板32和出料管挡气板34存储量时,即沼液液面低于进料管挡气板32最低位置时,继续产生的多余的沼气将通过进料管挡气板32和出料管挡气板34底部流入发酵系统外部,保证发酵系统的安全性;在第一发酵区301和第二发酵区302产生沼气过程中,向外排出的沼液均通过进料管排水管和出料管排水管流入水压间40中;通过第一发酵区301顶部的导气管36向外部输出沼气时,使得第一发酵区301内的沼气气压下降,水压间40中存储的沼液以及第二发酵区302中的沼液、沼渣等都会流向第一发酵区301中,再次促进沼液的流动搅拌。
[0037]进料管挡气板和出料管挡气板在竖直方向上的投影长度一致,即进料管挡气板和出料管挡气板伸入沼液液面以下深度一致,当第一挡气板38在竖直方向上的投影长度大于进料管挡气板32竖直方向上的投影长度时;与上述的第一挡气板38在竖直方向上的投影长度小于进料管挡气板32竖直方向上的投影长度不同之处在于,第一发酵区301和第二发酵区302的沼气不能互通,并且当第一发酵区301的产气效率高于第二发酵区302时,会造成第一发酵区沼气积满,但第二发酵区尚未积满,积满沼气后的第一发酵区301继续产生的沼气将通过进料管挡气板32底部排出发酵系统外部;所以该方案,不能最大限度的利用沼气存储空间,但是,该方案依然可以实现沼液的循环流动搅拌以及促进菌种的均匀分布。
[0038]第二种实施方式。
[0039]如图1、2所示,出料管排水管42上设置有控制沼液从出料管20单向流入水压间40的单向阀;将发酵原料倒入进料管10并流入环形发酵管道30内,发酵并产生沼气,沼气在进料管挡气板32和出料管挡气板34之间集聚,环形发酵管道30顶部集聚的沼气气压增大,推动环形发酵管道30内的沼液流向进料管10和出料管20中,进料管10和出料管20中的沼液液面不断上升,并通过出料管排水管42和进料管排水管44流入水压间40中;通过导气管36向外部输出沼气时,环形发酵管道30内的沼气气压下降,由于出料管排水管42上设置有控制沼液从出料管20单向流入水压间40的单向阀,水压间40中存储的沼液只能通过进料管排水管44回流至环形发酵管道30中。
[0040]出料管20附近的沼液含菌量丰富,进料管10附近的沼液含菌量相对出料管20附近的沼液含菌量较少;进料管10和出料管20中的沼液流入水压间40过程中,环形发酵管道30内沼液流动搅拌,促使发酵原料以及菌种的均匀分布,使得含菌较多的沼液与含菌量较少的沼液混合;水压间40中的沼液回流至环形发酵管道30中时,在出料管排水管42上单向阀的控制下,水压间40中的沼液只能通过进料管排水管44回流至环形发酵管道,沼液的回流过程中,促进进料管10附近的发酵原料在发酵管道中的均匀分布,并且将较多的菌种带入进料管10中,促进菌种在环形发酵管道内的均匀分布。
[0041]第三种实施方式。
[0042]如图1、2所示,出料管排水管42上设置有控制沼液从出料管20单向流入水压间40的单向阀,进料管排水管44上设置有控制沼液从水压间40单向流入进料管10的单向阀;环形发酵管道30中的沼液流入水压间40过程中,在进料管排水管44上设置的单向阀控制下,只能通过出料管排水管42流入水压间40 ;与第二种实施方式相比,进料管10附近的含菌量较少的沼液不流入水压间40,并且可以防止进料管10中的发酵原料流入水压间40中,只能将含菌量丰富的出料管20附近的沼液流入水压间40 ;水压间40回流至环形发酵管道30中时,将含菌量丰富的沼液带入进料管10中;所以与第二种实施方式相比,第三种实施方式促进菌种均匀分布的效果更显著。
[0043]第四种实施方式。
[0044]如图1、3、4所示,环形沼气发酵系统还包括布菌装置50,布菌装置50包括排水管51、布菌管道52、布菌孔53,排水管51与水压间40连接,布菌管道52为圆环形,布菌管道52固定于环形发酵管道30内侧壁,布菌管道52与环形发酵管道30的形状相适应,布菌管道52上设置有多个竖直方向上贯穿的布菌孔53,布菌孔53在竖直方向上贯穿,其可以防止发酵原料以及杂质流入其中造成堵塞。
[0045]环形发酵管道30内的沼气气压增加时,环形发酵管道30内的沼液可以通过布菌管道52、排水管51流入水压间40内,由于布菌管道52与环形发酵管道30形状相适应,通过布菌管道52可以将发酵管道30中各个位置的沼液流入水压间40中,水压间40中存储的沼液回流时,也可以通过布菌装置50回流至环形发酵管道30内,通过布菌装置50可以将水压间40中存储的沼液均匀分布于环形发酵管道30的各个部位;显著提高沼液在环形发酵管道30内的流动性能,并可以防止结壳,以及促进菌种在环形发酵管道30内的均匀分布。
[0046]如图1、3、4所不,第四种实施方式与第一种实施方式相结合使用时,布菌管道52需要低于第一挡气板38最低点所在的水平面;优选地,布菌管道52顶部最高点与第一挡气板38最低点位于同一个水平面上;第一种实施方式采用不同的发酵区存在的气压差促进沼液的流动,布菌管道52高于第一挡气板38将会影响第一种实施方式的效果;并且与第一种实施方式相结合,利用沼液的流动性,可以防止布菌管道52的阻塞。
[0047]如图5所示,布菌管道52上固定有多个与水压间40连接的排水管51,使得布菌管50促进沼液流动的效果更加显著,并且可以有效的将环形发酵管道30内各个部位的沼液带入水压间40中,并且还可以将水压间40中存储的沼液更加均匀的回流至环形发酵管道30内的各个部位。
[0048]第五种实施方式。
[0049]第五种实施方式是在第四种实施方式的基础上做出改进,与第四种实施方式的不同之处在于,布菌装置50的排水管51水平放置并且排水管51与水压间40连接位置的最低点所在的水平面低于进料管排水管44和出料管排水管42最低点所在的水平面,进料管排水管44和出料管排水管42的最低点位于同一水平面;出料管排水管42上设置有控制沼液从出料管20单向流入水压间40的单向阀;其有益效果在于:当环形发酵管道30内的沼气气压增大时,推动沼液先通过布菌装置50流入水压间中,布菌装置50延伸至环形发酵管道30内的各个位置处,沼液通过布菌装置50流入水压间40时,可以高效的促进沼液在环形发酵管道30内流动搅拌,促进菌种均匀分布;当水压间40内的沼液液面上升至进料管排水管44和出料管排水管42最低位置处时,环形发酵管道30内的沼液分别通过进料管排水管44、出料管排水管42以及布菌装置50流入水压间中,沼液在整个发酵系统内流动范围大,流动搅拌效果好;在出料管排水管42上单向阀控制下,水压间40中存储的沼液通过进料管排水管以及布菌装置回流至环形发酵管道30中;将含菌量丰富的沼液均匀分布至环形发酵管道30内。
[0050]第六种实施方式。
[0051]第六种实施方式是在第四种实施方式的基础上做出改进,与第四种实施方式的不同之处在于,布菌装置50的排水管51水平放置并且排水管51与水压间40连接位置的最低点所在的水平面高于出料管排水管42最低点所在的水平面,进料管排水管44最低点所在的水平面高于排水管51与水压间40连接位置的最低点所在的水平面;出料管排水管42上设置有控制沼液从出料管20单向流入水压间40的单向阀;其有益效果在于:环形发酵管道30内的沼气增大时,将出料管20附近的大量富含菌种沼液先通过出料管排水管42流入水压间40中,待水压间40中存储的沼液液面达到排水管51与水压间40连接位置的最低点所在的水平面时,环形发酵管道30内的沼液将通过布菌装置50流入水压间40中,环形发酵管道30内的沼液流动范围大,流动搅拌效果好,水压间40中存储的沼液液面继续上升,达到进料管排水管44最低点时,进料管10中的沼液才可以通过进料管排水管44流入水压间40中;环形发酵管道30内气压减小时,在出料管排水管42的控制下,水压间40中存储的沼液分别通过进料管排水管44以及布菌装置50流入环形发酵管道内;很显然,水压间40中存储的沼液含菌量丰富,水压间40中存储的沼液回流时,可以将富含菌种的沼液均匀分布至环形发酵管道内,沼液的流动性强,流动搅拌效果显著。
[0052]第七种实施方式。
[0053]在第五种实施方式的基础上进行改进,进料管排水管44上设置有控制水压间40中沼液单向流入进料管10的单向阀,进料管10附近中的沼液不能流入水压间40
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