多区域环形发酵系统提升菌种均布的装置产生沼气的方法_2

文档序号:8355634阅读:来源:国知局
造成发酵系统内的菌种分别不均匀,直接导致发酵系统的发酵效率低下;本发明采用以下几种不同的实施方式,促进沼液在整个发酵系统内的循环流动搅拌。
[0032]第一种实施方式。
[0033]环形发酵管道30上设置有第一挡气板32和第二挡气板34,第一挡气板32和进料管10之间形成第一发酵区301,第一挡气板32和第二挡气板34之间形成第二发酵区302,第二挡气板34和出料管20之间形成第三发酵区303 ;为保证发酵原料、沼渣、沼液等可以顺利通过环形发酵管道,进料管10和出料管20深入环形发酵管道30内的长度不超过环形发酵管道30内径的三分之二 ;第一挡气板32和第二挡气板34在竖直方向上的投影长度不超过环形发酵管道内径的三分之二 ;第一发酵区301、第二发酵区302和第三发酵区303顶部分别设置有导气管36,导气管36之间不连通,单独的向外部输出沼气,防止各个发酵区之间通过导气管36实现沼气对流。
[0034]由于发酵原料分布不均匀、菌种分布不均匀等因素,会导致环形发酵管道30内的各个发酵区发酵效率不同,从而直接导致产气量不同,发酵区中产生沼气过程中,会挤压沼液液面向下运动,并促进沼液流向相邻的发酵区,沼液在流动过程中带动菌种以及发酵原料的流动,从而促进菌种以及发酵原料的均匀分布,提高整个发酵系统的发酵效率。
[0035]当第一挡气板32和第二挡气板34深入沼液的长度小于进料管10和出料管20侧壁深入发酵管道内的沼液的长度时;以第一发酵区301为例,第一发酵区301产生沼气并在第一发酵区301顶部集聚,挤压第一发酵区301中的沼液向下流动并流向相邻的第二发酵区302中,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底部的沼液液面达到第一挡气板32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32底部位置流向第二发酵区302中,直至第二发酵区302以及第三发酵区303中积满沼气,实现第一发酵区301和第二发酵区302以及第三发酵区303的互通,继续产生的沼液超过进料管10和出料管20之间的存储量时,即沼液液面达到进料管10和出料管20最低位置时,继续产生的多余的沼气将通过进料管10和出料管20侧壁流入发酵系统外部,保证发酵系统的安全性;在第一发酵区301、第二发酵区302和第三发酵区303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。
[0036]当第一挡气板32和第二挡气板34深入沼液的长度大于进料管10和出料管20侧壁深入发酵管道内的沼液的长度时;与上述的方案相比,其同样可以促进沼液、沼渣以及发酵原料的流动,但是与上述的方案相比的缺点在于,当第一发酵区301或者第三发酵区303中产气量较大时,第一发酵区301或者第三发酵区303首先积满沼气,继续产生的沼气不能通过挡气板底部流入相邻的发酵区,而是通过进料管10侧壁和出料管20侧壁直接排出发酵系统外部,不能有效的利用沼气的存储空间。
[0037]第二种实施方式。
[0038]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 ;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。
[0039]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;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,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。
[0040]第三种实施方式。
[0041]如图1、4、5所不,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。
[0042]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。
[0043]如图1、3、4所示,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独立的发酵区产生沼气过程中促进沼液的流动,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。
[0044]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。
[0045]第四种实施方式。
[0046]第四种实施方式是在第三种实施方式基础上进行改进,与第三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,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1的单向阀。
[0047]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内的沼液通过出料管排水管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;水压间40中存储的沼液回流至环形发酵管道30中时,通过进料管排水管单向的流入进料管中并通过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。
[0048]其有益效果在于:沼液的流动搅拌性能好,在水压间40中存储的沼液回流时,可以将富含菌种的沼液带入进料管10以及通过布菌装置50分布于发酵管道内,促进菌种的均匀分布,流入进料管10中的沼液,可以促进发酵原料深入发酵系统内部,促进发酵原料的均匀分布,进一步的提高发酵效率,提高产气量。
[0049]第五种实施方式。
[0050]第五种实施方式是在第三种实施方式基础上进行改进,与第三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
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