一种秸秆发酵制取沼气的自动上料工艺的制作方法

本发明涉及秸秆发酵制取沼气的方法，尤其涉及秸秆发酵中的上料工艺过程。

背景技术：

目前国内干法利用秸秆厌氧发酵制取沼气的工艺，上料过程普遍采用人工与电气控制结合的方式，一般是用揉丝机将秸秆粉碎，粉碎混合后的秸秆料堆积在露天的大池子里，通过泥浆泵连接上料管向厌氧罐内送料，虽然上料管可以采用气动阀门进行半自动操作，但是存在如下问题：上料池补料与厌氧罐进料的工艺过程脱节，无法实现自动上料，作业过程繁琐，人工劳动强度大，效率低，进料过程进度不均衡，影响发酵过程，不能实现沼气的均衡持续生产。

技术实现要素：

本发明的目的，就是提供一种秸秆制取沼气的上料新工艺，控制上料罐自动补料、厌氧罐自动上料，设计合理，操作简单，减轻人工劳动强度，效率高，成本低，上料进度均衡，保证秸秆制取沼气实现持续均衡生产，提高经济社会效益。

本发明的任务是这样完成的：研究设计一种秸秆发酵制取沼气的自动上料工艺，上料罐和浮筒液位器设置在地面下的进料室内，浮筒液位器底部通过沼液管连通上料罐，浮筒液位器上部连接压力空气管，压力空气管上设置压力气管控制阀，上料罐通过上料管连接厌氧罐，上料管上设置上料阀，上料罐内设置料位计,料位计显示料位上限、料位下限，浮筒液位器内设置液位标尺，液位标尺显示液位上限、液位下限，厌氧罐通过回流管连接浮筒液位器，厌氧罐通过输气管连接凝水器，输气管上设置取样阀、流量计、排空阀，厌氧罐通过热水管、回水管分别连接中间热水罐，热水管的管路上连接热水泵，回水管上设置回水阀，上料罐和厌氧罐的连接管路上的各个阀门、仪表分别通过信号线连接电气柜，电气柜通过信号缆连接计算机，计算机按照预定的上料程序，通过电气柜和信号线对上料过程进行自动控制。上料过程是：备好粉碎的秸秆料后，开启进料管上的进料阀、开启回流管上的回流阀，秸秆料通过进料管输入上料罐，厌氧罐中的沼液通过回流管进入浮筒液位器，再通过底部的沼液管进入上料罐，沼液达到液位标尺的液位上限后，关闭回流管上的回流阀，启动上料罐内的搅拌器进行搅拌，将上料罐内的秸秆料和沼液混合均匀形成料液，料液达到上料罐内的料位计的料位上限后，关闭进料阀，上料罐搅拌器停止搅拌，开启上料管的上料阀，打开压力气管上的压力气管控制阀，压缩空气通过压力气管进入浮筒液位器，将浮筒液位器内的沼液推压通过沼液管进入上料罐，将上料罐内混合好的料液向上顶推，通过上料管输入厌氧罐；浮筒液位器中的沼液降到液位标尺的液位下限后，关闭压力气管控制阀，关闭上料阀，开启厌氧罐的输气管上的排空阀，解除管内密闭状态，然后开启进料阀、开启回流阀，秸秆料又通过进料管输入上料罐，厌氧罐中的沼液又通过回流管进入浮筒液位器，循环进行上料过程。上料阀和回流阀采用气动阀门，压力气管控制阀和排空阀采用电动阀门，电气柜内设置集成电路，各个阀门、仪表通过信号线分别连接电气柜，电气柜通过信号缆连接计算机，由计算机自动控制上料过程。

实际应用时，上料罐内的料位计、浮筒液位器内的液位标尺、管路上的各个阀门仪表通过信号线联接电气柜，上料罐内的料位上、下限信号和浮筒液位器内的液位上、下限信号通过信号线反馈到电气柜，传输到计算机，计算机给出指令，按照预定程序控制上料过程，自动对上料罐进料和厌氧罐上料。上料过程是，当料位降到上料罐内料位计的料位下限时，进料管上的进料阀启动，通过进料管向上料罐内进料；浮筒液位器内的沼液降到液位标尺的液位下限时，回流管上的回流阀启动，厌氧罐内的沼液回流到浮筒液位器内，通过底部的输液管向上料罐进行补液；进料达到上料罐内料位计的料位上限时，关闭进料阀，开启上料阀，开启压力气管控制阀，向浮筒液位器输入压缩空气，将沼液推送到上料罐内，推动上料罐内混好的料液通过上料管向厌氧罐上料。浮筒液位器内的沼液降到液位标尺的液位下限时，关闭上料阀和压力气管控制阀，打开排空阀，排放管路内的余压；余压排尽，压力表显示信号，进料阀和回流阀自动开启，厌氧罐内的沼液回流到浮筒液位器内，通过输液管向上料罐进行补液；进料阀开启，通过进料管向上料罐内进料；沼液达到浮筒液位器内液位标尺的液位上限时，停回流阀，开搅拌器，料液达到上料罐内料位计的料位上限时，开启压力气管控制阀和上料阀，开始新的上料过程。如此循环往复，持续自动上料。

按照上述方案进行实施和试验，证明本发明的设计合理，操作方便安全，实现了上料罐自动补料、厌氧罐自动上料，减轻了劳动强度，提高了效率，上料进度均衡，工作平稳，能够保证秸秆制取沼气持续均衡生产，提高经济社会效益，较好地达到了预定目的。

附图说明

图1是本发明的连接位置示意图；

图2是图1中的上料罐1的连接结构示意图。

图中，1—上料罐，2—进料阀，3—进料管，4—料位计，5—液位标尺，6—压力气管,7—回流管，8—压力气管控制阀，9—排渣口，10—回流阀，11—厌氧罐，12—上料阀，13—上料管，14—温度计，15—厌氧罐补水管，16—液位计，17—取样阀，18—输气管,19—流量计，20—补水阀，21—回水阀，22—排空阀，23—凝水输气阀，24—凝水输气管，25—供水管，26—供水阀，27—太阳能热水管，28—凝水器，29—中间热水罐，30—回水管，31—太阳能循环水管，32—源热水管，33—热水管，34—浮筒液位器；d—电气柜，g—输液管，h—循环泵,j—计算机,k—进料室，l—信号缆，m—料位上限，n—料位下限，p—地平面，r—空气源热水泵，s—液位上限,t—液位下限，x—信号线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。

参阅图1,、图2，本发明的上料罐1和浮筒式储液器4设置在地面下的进料室k内，进料室k上面覆盖木板；浮筒液位器34底部通过沼液管g连通上料罐1，浮筒液位器34上部连接压力气管6，压力气管6上设置压力气管控制阀8，上料罐1通过上料管13连接厌氧罐11，上料管13上设置上料阀12，上料罐1内设置料位计4,料位计4显示料位上限m、料位下限n，浮筒液位器34内设置液位标尺5，液位标尺5显示液位上限s、液位下限t。厌氧罐11通过回流管7连接浮筒液位器34，厌氧罐11通过输气管18连接凝水器28，输气管18上设置取样阀17、流量计19、排空阀22。厌氧罐11通过热水管33、回水管30分别连接中间热水罐29，热水管33的管路上连接热水泵h，回水管30上设置回水阀21，上料罐1和厌氧罐11的连接管路上的各个阀门、仪表分别通过信号线x连接电气柜d，电气柜d内设置集成电路，通过信号缆l连接计算机j，计算机j按照预定的上料程序，通过电气柜d和信号线x对上料过程进行自动控制。

上料过程是：备好粉碎的秸秆料后，开启进料管3上的进料阀2、开启回流管7上的回流阀10，秸秆料通过进料管3输入上料罐1，厌氧罐11中的沼液通过回流管7进入浮筒液位器34，再通过底部的沼液管g进入上料罐1，沼液达到液位标尺5的液位上限s后，关闭回流管7上的回流阀10，启动上料罐1内的搅拌器进行搅拌，将上料罐1内的秸秆料和沼液混合均匀形成料液，料液达到上料罐1内的料位计4的料位上限m后，关闭进料阀2，上料罐1搅拌器停止搅拌，开启上料管13的上料阀12，打开压力气管6上的压力气管控制阀8，压缩空气通过压力气管6进入浮筒液位器34，将浮筒液位器34内的沼液推压通过沼液管g进入上料罐1，将上料罐1内混合好的料液向上顶推，通过上料管13输入厌氧罐11。

浮筒液位器34中的沼液降到液位标尺5的液位下限t后，关闭压力气管控制阀8，关闭上料阀12，开启厌氧罐11的输气管18上的排空阀22，解除管内密闭状态，然后开启进料阀2、开启回流阀10，秸秆料又通过进料管3输入上料罐1，厌氧罐11中的沼液又通过回流管7进入浮筒液位器34，循环进行又一轮上料过程。上料阀12和回流阀10采用气动阀门，压力气管控制阀8和排空阀22采用电动阀门。电气柜d通过信号线x分别连接各个阀门、仪表，同时通过信号缆l连接计算机j。

实际应用时，上料罐1内的料位计4、浮筒液位器34内的液位标尺5、管路上的各个阀门仪表通过信号线x联接电气柜d，上料罐1内的料位上、下限信号和浮筒液位器34内的液位上、下限信号通过信号线x反馈到电气柜d，传输到计算机j，计算机j给出指令，按照预定程序控制上料过程，自动对上料罐1进料和厌氧罐11上料。当料位降到上料罐1内料位计4的料位下限n时，进料管13上的进料阀12启动，通过进料管3向上料罐1内进料；浮筒液位器34内的沼液降到液位标尺5的液位下限t时，回流管7上的回流阀10启动，厌氧罐1内的沼液回流到浮筒液位器34内，通过底部的输液管g向上料罐1进行补液；进料达到上料罐1内料位计4的料位上限m时，关闭进料阀2，开启上料阀12，开启压力气管控制阀8，向浮筒液位器34输入压缩空气，将沼液推送到上料罐1内，推动上料罐1内混好的料液通过上料管13向厌氧罐11上料。浮筒液位器34内的沼液降到液位标尺5的液位下限t时，关闭上料阀12和压力气管控制阀8，打开排空阀22，排放管路内的余压；余压排出，进料阀2和回流阀10自动开启，厌氧罐11内的沼液回流到浮筒液位器34内，通过输液管g向上料罐1进行补液；进料阀2开启，通过进料管3向上料罐1内进料；沼液达到浮筒液位器34内液位标尺5的液位上限s时，停回流阀10，开上料罐1搅拌器，料液达到上料罐1内料位计4的料位上限m时，开启压力气管控制阀8和上料阀12，开始新一轮上料过程。如此循环往复，持续自动上料。

本发明操作方便安全，实现了上料罐1自动补料、厌氧罐11自动上料，上料进度均衡，大大减轻了劳动强度，提高了效率，能够保证秸秆制取沼气持续均衡生产，具有良好的经济社会效益和光明的推广应用前景。