秸秆沼气高浓度立式发酵罐的制作方法

本发明涉及一种秸秆沼气发酵装置。

技术背景

目前常用的几种沼气发酵装置为CSTR、UASB、USR、HCPF、立式圆柱体罐卧式搅拌沼气发酵装置和车库门式，CSTR为圆柱体立式上流式高浓度沼气发酵工艺，造价比较便宜，但这种工艺浓度不能太高，因为它是靠污水泵上料，又没有大的搅拌器，局限了它的浓度的提高，最高也只能达到8%；UASB和USR两种工艺，也是圆柱体立式，虽造价便宜但浓度更低，以至于这三种运行成本都比较高；立式圆柱体罐卧式搅拌沼气发酵装置这种工艺为立式罐卧式搅拌沼气池，这种工艺造价比较便宜，比较适合秸秆沼气，进料浓度高、运行成本低，池容也可以建的比较大，但这种工艺需要大的搅拌机械，机械耗能比较大；车库门式发酵罐建造成本低、发酵浓度较高、运行成本低，但这种工艺发酵是间歇式的，不能持续发酵，工作效率较低。

技术实现要素：

本发明的目的是：设计一种秸秆沼气高浓度立式发酵罐，以克服现有技术存在的问题，提高发酵浓度、降低运行成本和建造成本，降低机械耗能，改变干法发酵的间歇性工作为连续性工作，提高工作效率。

实现本发明目的所采用的技术方案是：它包括沼气罐、进料口、出料口、导气管、排气管及卧式搅拌器，在沼气罐内顶部安装有一个U形进料管，U形进料管一端短一端长，短的一端口向上设在沼气罐内顶部中间，长的一端为进料端，从沼气罐侧壁上穿出罐外，在U形进料管的进料端里面安装有螺旋进料器，上料输送带连接在U形进料管的进料口上；在U形进料管与卧式搅拌器之间设置有多层棚料板，棚料板由棚板组成，水平方向设置，每根棚板之间设有间隔，两端固定在沼气罐内壁上，每层棚料板铺设方向均相同；在沼气罐旁边设有一个沼液池，一个U形连通管一端连接在沼气罐底部，另一端连接在沼液池底部，沼液池内安装有沼液泵，沼液输送管一端连接沼液泵，一端连接在U形进料管的进料口上。

所述的棚板宽300-400mm,每两根棚板水平方向间隔1000mm，上下每两层棚料板间隔1000mm，上下每相邻的两层棚料板的棚板交错设置。

沼气罐底部为半球形罐底，U形连通管连接在半球形罐底中间。

在上下对应的两根棚板上，竖直方向设有加强筋。

本发明的积极效果是：本装置容积利用率高，可提高发酵浓度、降低运行成本和建造成本，降低机械耗能；可使间歇性的干法发酵变为连续性的干法发酵，秸秆的干物质浓度可以达到70％以上；沼气的正常运行每天从上部有大量的沼液在重力的作用下向下流动，既保证了沼气池的高产气率又彻底解决了以往低浓度大型沼气池浮渣问题；沼气池上部大部分空间为潮湿的秸秆，秸秆的下降既靠重力缓慢下降又靠秸秆的快速产气减少自身体积为上部秸秆增加空间，这样就保证了秸秆在沼气池上部更快更彻底分解，从而大大的降低了沼渣的产出量。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图；附图2为附图1的A-A向剖视图。

具体实施方式

本发明如附图1所示，它包括沼气罐1、检查井6、导气管5、排气管6及卧式搅拌器3，沼气罐1为圆柱形沼气罐，直径为20米，高20米，罐底和罐顶均为半球形，检查井6设置在罐顶上面中间，导气管5、排气管6分别设在检查井5两侧，导气管5和排气管6上均安装有阀门；为方便检查，在沼气罐1侧边合适的位置安装有通向沼气罐顶端的爬梯，顶部还设有两三个检查井和维修井，每个检查井和维修井平时均用法兰和盲板密封好，只有检查和维修时才打开。在沼气罐1内顶部安装有一个直径500mm的U形进料管10，U形进料管10一端短一端长，长的一端较短的一端长出1500mm，短的一端口向上设在沼气罐1内顶部中间，长的一端为进料端，从沼气罐1侧壁上穿出罐外，在U形进料管10的进料口8里面安装有螺旋进料器9，上料输送带11连接在U形进料管10的进料口8上；在U形进料管10与卧式搅拌器3之间设置有多层棚料板2，棚料板2由棚板15组成，棚板15宽350mm,棚板15水平方向设置，每两根棚板15间隔1000mm，两端焊接在沼气罐1内壁上；上下每两层棚料板2间隔1000mm，上下每相邻的两层棚料板2上的棚板15交错设置，因沼气罐1直径较大，棚板15较长，为增加棚料板15的强度，在上下对应的两根棚板15上，竖直方向焊接有加强筋16（如附图2所示）；在沼气罐1旁边设有一个长宽高均为5米的沼液池13，一个直径1米的U形连通管4一端连接在沼气罐1底部，另一端连接在沼液池13底部，沼液池13内安装有沼液泵14，沼液输送管12一端连接沼液泵14，一端连接U形进料管10的进料口8；沼气罐1内的沼液高度大约处在卧式搅拌器3上叶片的高度，沼液池14上口略高于卧式搅拌器3上叶片的高度。

本发明的工作过程是：

沼气池启动时应先在沼液池13内加入正常产气的沼气池内的沼液，加入量为沼液池13上口以下20cm为准，直到加入液面不下降为止。加好沼液后开动沼液泵14，使上部U形进料管10内存放的沼液高度不少于50cm；在加入原料的同时应加温保证沼气池的温度，在温度达到35度正负2度时，启动上料输送带11和螺旋进料器9，先加入少量的秸秆，每隔三五天加一次，连续加,四、五次停止加料，等到产气且能点燃后，陆续增加投料量和投料次数，直到正常产气后，每天要做到投料不少于两次，投料量的最终多少以随着投料量的增加而产气率降底为最高投料量，以后按不高于最高投料量为每天的最高投料量。每天投料前10分钟开启卧式搅拌器3和沼液泵14，然后开启上料输送带11进行秸秆上料，秸秆上料结束后应马上关闭输送带，卧式搅拌器3和沼液泵14再运行10分钟停止。沼气池运行时应每天检查产气量和各个电机的运行情况，每天观察沼液池13的浮渣量，以保证不堵塞沼液泵14为准，如有应及时清理。

工作时，沼液泵14把沼液抽向沼气罐1顶部通过上部U形进料管10流入沼气罐内部，再在重力的作用下渗到底部，最后在内外沼液压力差的作用下沼渣沼液一同流向沼液池13；在工作时卧式搅拌器3、上料输送带11、螺旋进料器9和沼液泵14同时工作，干的碎秸秆在沼液的冲力和螺旋进料器9的搅拌下进入沼气罐1内，沼气罐1内部的秸秆在沼液的冲洗和沼气罐1内部棚料板2的共同作用下，从上向下均匀而松散的分布在沼气罐1内部，并快速的发酵产气。由于每隔10小时左右就上一次料，沼气罐1内的秸秆就能保持较高的湿度和沼气菌数量，使秸秆沼气持续不断的发酵产气，由于秸秆的快速产气且量大，因此形成沼渣量较少，最后在沼气罐1底部的U形连通管4内随沼液一起流出。流向沼液池13的沼渣可以用篦子滤出，形成沼渣沼液的分离，这样就能保证沼液的重复使用。