专利名称：秸秆气肥联产方法及其配套装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种气肥联产方法及装置，尤其是一种利用秸秆进行沼气、沼肥联产的方法 和配套装置。
背景技术：
中国2008年全年粮食总产量达到52,850万吨，据此估算，主要农作物秸秆产量约为6 亿吨。我国秸秆资源化技术正呈现多元化发展，但仍有相当一部分农作物秸秆被弃置在田间 地头、河沟，或被焚烧。随地焚烧秸秆不仅浪费农业资源，所存在的火灾隐患也给当地居民 的人身财产安全造成了极大的威胁，有时甚至影响到了航空、铁路、高速公路以及高压电网 的安全。此外，焚烧秸秆还会破坏土壤结构，造成养分流失。
秸秆厌氧发酵后的沼渣和沼液都是对环境非常友好的有机肥料，其中沼渣中基本保持了 厌氧发酵产物中除气体外的所有成分。同时，由于微生物菌团和未完全分解原料的加入，使 沼渣具备了独特的优势营养成分丰富多样且均衡；能够增强土壤保水(墒)保肥能力，提 高营养元素释放的持久性；提高土壤有机质含量，对盐碱化土壤具有良好的改良作用。
现有沼气项目都是以获得清洁化燃料为首要目的，沼渣和沼液仅仅是副产品。沼气装置 也以能够连续发酵、连续产气为主，固态发酵产物相对较少。
发明内容
施用沼渣、沼液等有机肥料能够在增产增收的同时改善我国耕地的土壤结构。本发明的 目的是为了将农作物秸秆更高效地转化为发酵有机肥，同时获得沼气燃料，提供了一种秸秆 气肥联产方法，并提供了与该法相配套的装置。
为了达到上述目的，本发明提供的方法为 一种秸秆气肥联产方法，包括以下步骤
(1) 将秸秆与辅助发酵料投入发酵装置中，进行厌氧发酵，收集沼气；
(2) 产气高峰过后结束发酵，发酵物料全部放出。
为了提高发酵有机肥施用、储运的方便性，发酵物料放出后进行渣液分离。 所述的发酵装置有多组，对各组进行分批投料、发酵和出料；各组发酵周期交错，整体 实现连续生产。
实现气肥联产方法的装置，包括发酵罐，发酵罐上设有进料口、出料口和出气口，其特 征是，发酵罐罐壁上设置有与罐内空腔连通的循环管，循环管上端口位于发酵液液面之下， 下端口靠近发酵罐底部；循环管内设有循环泵。发酵过程中定时开启循环泵，可以将物料搅
3拌均匀。所述的循环泵靠近循环管的下端口，循环管上还安装有阀门，阀门位于循环泵上方；循 环管上自阀门至循环泵段设有支管，支管另一端与发酵罐下部连通；所述的支管上也设有阀 门。出料时，关闭循环管上的阀门，开启支管阀门，开启循环泵；搅拌物料时将支管上的阀 门关闭。出料口位于所述支管相对一侧的罐壁上，紧挨发酵罐罐底。所述的发酵罐上方设有泄气阀；所述的出气口通过输气管与储气罐相连；输气管上安装 有输气阀，输气阀与出气口之间的输气管上设有旁通的凝水管。由于发酵管温度、湿度较高， 水蒸气随同沼气进入储气罐中既会影响沼气纯度，同时也会改变罐内发酵物料的浓度。设凝 水管后，水蒸气遇冷凝成液滴回流至发酵罐，能够避免前述不良影响。所述的出料口与输送管道相连，输送管道的另一端位于渣液分离池上部的篦子上；发酵 后的物料自出料口沿输送管道流到篦子上，直接将沼渣和沼液过滤、分离。所述的发酵罐设置在太阳能温室内，以提高发酵罐内的温度，加速发酵进程；太阳能温 室的进光量可以调节，冬季进光量调高，夏季进光量则可以适当调低。所述的发酵罐有多个，各发酵罐并联在一起，共用太阳能温室、储气罐和渣液分离池； 可对各发酵罐进行分批投料、发酵和出料，整体实现连续生产。当前，人们对于粮食、蔬菜、肉类、水果等农产品的需求正发生着从量到质的转变，强 调营养平衡的同时对绿色食品、无公害农产品的需求也越来越大。秸秆发酵有机肥，能够降 低化肥、农药的用量，减轻农药、化肥对空气、土壤、水的污染，从而极大地改善农产品的 质量，提高农产品的市场竞争能力。本发明的秸秆气肥联产方法以发酵、降解秸秆为首要目的，产气高峰期过后便结束发酵，将发酵物料从发酵罐中全部放出，进行渣液分离。这样一个生产周期结束后，可重新投料，进行下一轮发酵。这种方法既使秸秆得到了有效的降解，同时与持续式的沼气生产方法相比，本法中秸秆的发酵程度相对较低，能够保证获得充足的固态发酵物。这些固态发酵物为无公害农产品的生产提供了优质的有机肥料和清洁环保的生长环境。本发明的方法还可以解决秸秆好氧堆肥过程中臭气挥发所引起的环境污染问题；克服直接厌氧发酵中存在的酸化、结壳、 所产气体中甲垸含量低等缺点；能够同时解决农村肥料与能源短缺的问题，实现了秸秆的多功能资源化利用。本发明的气肥联产装置具有结构简单、发酵能力强的优点。循环泵不仅具有循环搅拌作 用，还可以在出料时起推动作用；多个发酵罐并联在提高了秸秆处理能力，有利于规模化生 产，同时，分批投料实现了资源的优化配置；太阳能温室能够有效地保证发酵罐内的温度，尤其能够提高低温季节的发酵效率。
图1是本发明气肥联产装置的结构示意图。
具体实施例方式
秸秆气肥联产方法，包括以下步骤(1)将秸秆与辅助发酵料投入发酵装置中，进行厌 氧发酵，收集沼气；(2)产气量高峰过后结束发酵，发酵物料全部放出。为了提高发酵有机 肥施用、储运的方便性，出料后需进行渣液分离。发酵装置可同时设置多组，对各组进行分 批投料、发酵和出料。
图l是秸秆气肥联产装置的结构示意图。该装置包括发酵罐2,发酵罐2上设有进料口 1、 出料口3和出气口13，发酵罐2罐壁上设置有与罐内空腔连通的循环管11，循环管ll上端 口位于发酵物料的液面之下，下端口靠近发酵罐2底部；循环管ll内设有循环泵7。循环泵 7靠近循环管11的下端口，循环管ll上还安装有阀门10，阀门10位于循环泵7上方；循环 管ll上自阀门10至循环泵7段设有支管8，支管8的另一端与发酵罐2下部连通；所述的 支管8上设有阀门9。出料口3位于支管8相对一侧的罐壁上，紧挨发酵罐2罐底。发酵罐2 上方设有泄气阀17。发酵罐2的出气口 13通过输气管15与储气罐18相连；输气管15上安 装有输气阀16，输气阀16与出气口 13之间的输气管15上设有旁通的凝水管14。
各种原料配置好并搅拌均匀后，从进料口投入发酵罐2中；投料完毕后，关闭进料口l， 关闭泄气阀17。发酵过程中，可以每天开动循环泵7搅拌发酵物。方法为关闭支管8上的 阀门9，打开循环管11上的阀门10，开动循环泵7;时间最好在清晨温室温度不高时。
出料口 3与输送管道6相连，输送管道6的另一端位于渣液分离池4上部的篦子5上。 产气高峰结束后，关闭输气阀16,关闭循环管ll上的阀门10，开启支管8上的阀门9，打 开出料口3，开启循环泵7;在循环泵7的推动下，发酵后的物料自出料口 3沿输送管道6流 到篦子5上，直接将沼渣和沼液过滤、分离。当发酵物料的液面高度低于支管8时，关闭循 环泵7。
发酵罐2设置在太阳能温室12内，以提高发酵罐2内的温度，加速发酵进程；太阳能温 室12的进光量可以调节。
多个发酵罐2并联在一起，共用太阳能温室12、储气罐18和渣液分离池4;可对各发酵 罐2进行分批投料、发酵和出料，整体实现连续生产。
权利要求
1、一种秸秆气肥联产方法，其特征是，该方法包括以下步骤(1)将秸秆与辅助发酵料投入发酵装置中，进行厌氧发酵，收集沼气；(2)产气高峰过后结束发酵，发酵物料全部放出。
2、 如权利要求l所述的秸秆气肥联产方法，其特征是，发酵物料放出后进行渣液分离。
3、 如权利要求1或2所述的秸秆气肥联产方法，其特征是，所述的发酵装置有多组，对各组 进行分批投料、发酵和出料。
4、 一种秸秆气肥联产装置，包括发酵罐，发酵罐上设有进料口、出料口和出气口，其特征是，发酵罐罐壁上设置有与罐内空腔连通的循环管，循环管上端口位于发酵液液面之下，下端口靠近发酵罐底部；循环管内设有循环泵。
5、 如权利要求4所述的气肥联产装置，其特征是，所述的循环泵靠近循环管的下端口，循环 管上还安装有阀门，阀门位于循环泵上方；循环管上自阀门至循环泵段设有支管，支管另 一端与发酵罐下部连通；所述的支管上也设有阀门。
6、 如权利要求5所述的气肥联产装置，其特征是，出料口位于所述支管相对一侧的罐壁上， 紧挨发酵罐罐底。
7、 如权利要求4所述的气肥联产装置，其特征是，所述的发酵罐上方设有泄气阀；所述的出 气口通过输气管与储气罐相连；输气管上安装有输气阀，输气阀与出气口之间的输气管上 设有旁通的凝水管。
8、 如权利要求4所述的气肥联产装置，其特征是，所述的出料口与输送管道相连，输送管道 的另一端位于渣液分离池上部的篦子上。
9、 如权利要求4所述的气肥联产装置，其特征是，所述的发酵罐设置在太阳能温室内，太阳 能温室的进光量可以调节。
10、 如权利要求4-9任一所述的气肥联产装置，其特征是，所述的发酵罐有多个，各发酵罐 并联在一起，共用太阳能温室、储气罐和渣液分离池。
全文摘要
本发明涉及秸秆气肥联产方法及其配套装置。为将秸秆更高效地转化为有机肥料，同时获得沼气燃料，本发明提供了一种秸秆气肥联产方法，包括以下步骤将秸秆与辅助发酵料投入发酵装置中进行厌氧发酵，收集沼气；产气高峰过后结束发酵，发酵物料全部放出。还提供了实现所述方法的配套装置，包括发酵罐，发酵罐上设有进料口、出料口和出气口，其特征是，发酵罐罐壁上设置有与罐内空腔连通的循环管，循环管上端口位于发酵液液面之下，下端口靠近发酵罐底部；循环管内设有循环泵。本发明的方法能够克服秸秆好氧堆肥过程中的臭气污染和直接厌氧发酵中存在的酸化、结壳以及所产气体中甲烷成份少的缺点，装置结构简单、发酵能力强。
文档编号C05F17/02GK101503313SQ200910064439
公开日2009年8月12日 申请日期2009年3月23日 优先权日2009年3月23日
发明者张全国, 刚 李, 杨群发, 申翔伟, 俊 黄 申请人:河南农业大学