[發明專利]一種半連續式加熱型沼氣發生罐

無效

• 申請號: 201310635429.3
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN103589634A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 丁濟琳;張世偉;呂繼東
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C12M1/107
• 分類號: C12M1/107;C02F11/04
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱;范象瑞

技術領域

本發明涉及生物能源技術領域，特別是一種可在不同氣溫下應用的農村居民戶用半連續式加熱型沼氣發生罐。

背景技術

沼氣作為可再生綠色能源，不僅原料來源廣，污染小，而且使用時方便衛生、熱效率高。因而沼氣成為世界上許多國家和地區資助推廣的生物能源項目。尤其在我國廣大農村地區，能源、衛生等公共資源相對缺乏，而用作沼氣生產原料的作物秸稈和牲畜糞便豐富，推廣戶用沼氣，首先能夠為廣大農村居民家庭提供日常生活所需能源，減輕偏遠地區能源壓力；其次提供一種清潔有效的處理廢棄農作物的途徑，可改善居民的生活環境；最后，使用沼氣這種綠色能源，效率更高，更環保，利于保護環境。總之，使用沼氣能夠提高農村居民的生活水平和改善生活質量，具有直接的經濟效益與社會效益。

沼氣發生器（沼氣池或沼氣罐）是沼氣系統中的關鍵設備，幾十年來人們一直在不斷地對這一關鍵設備進行探索和改進。目前使用的沼氣發生器，大都為結構比較簡單的封閉式罐體結構，罐體內下部為發酵池，罐體上部有進料口和出氣口，為防止罐內壓力過大發生安全事故，一般都在罐體頂部安裝監測罐內壓力的壓力計、報警器及防爆泄壓閥。這種沼氣發生器采取一次性投料，物料的酸化和發酵不分開，采用大氣溫度下或太陽能加熱發酵，無機械攪拌，使用過程中存在以下缺點：

1、由于采取一次性投料，在投入大量原料后，便密閉使其反應，直到原料耗盡，在此期間無暫停和重啟，沼氣發生器的啟動和停車所需時間長，相應的工作周期也較長。

2、整個產氣過程產氣量不均衡，投料初期需要很長的預備期使物料酸化，反應末期物料基本消耗干凈，在這兩個階段產氣量少，而中期因物料充足且反應條件良好，產氣量大。

3、沼氣發生器的運行不能進行調節和控制，反應中期產氣量大，沼氣發生器的安全性差。

4、運行周期結束后需要大出料，費時費力。

5、發生器體積龐大，使用不便，不利于保溫和加溫，即使是太陽能加熱，受氣候影響，冬季寒冷地區會停產或因產氣量不足導致無法用于農村居室采暖。

發明內容

本發明的目的是針對上述現有沼氣發生器的缺點，提供一種體積小、可隨時進出料、產氣穩定可控、不需停產清池、能夠在氣溫較低情況下運行的半連續式加熱型沼氣發生罐。

為實現上述目的，本發明提供的半連續式加熱型沼氣發生罐，包括密封的罐體；發酵池位于罐體內下部；罐體的上部有進料口和出氣口，頂部安裝有壓力計、報警器及防爆泄壓閥；其特點是：

所述發酵池由同軸布置的圓筒形內間隔壁和外間隔壁將其分隔成容積大致相等的中心區、中間區和邊緣區；其中外間隔壁分為高度相等的平直段和高度凸起的頂板段，頂板段上沿具有平滑過渡的弧度；內間隔壁的上沿略高于外間隔壁平直段上沿，內間隔壁的下部設有一組使中心區與中間區相通的下開口；在邊緣區靠近外間隔壁的罐體底壁上開設有出料口；在發酵池內鋪設有為發酵池中沼液加熱保溫用的加熱管路，該加熱管路密封穿過罐體底部，引出罐體外；

在罐體中部的內壁上設有向內凸出的水平平臺，平臺上鋪設有凹槽型的環形軌道，通過該平臺和環形軌道安裝有與所述發酵池相對應的酸化池裝置；該酸化池裝置包括一組形狀相同的酸化池；每個酸化池為上端開口下底封閉的槽型容器，水平截面為扇環形，容積與所述發酵池的中心區的容積相等；在每個酸化池的兩側壁面上、沿通過其重心的直線方向對稱設有支撐轉軸，該支撐轉軸利用軸承和套筒架設在相鄰兩酸化池之間，安裝于每個酸化池兩側的支架桿上的凹槽內；相鄰兩個酸化池共用一個支架桿，所有支架桿的內端均固定于中心固定環上，外端固定于外固定環上，構成連接為一體的酸化池支撐架；外固定環下面安裝有一組腳輪，腳輪置于所述環形軌道的凹槽內；外固定環的上表面固定有大齒圈；酸化池由酸化池驅動裝置驅動，轉動到所述發酵池外間隔壁的頂板段位置時，其底部觸及頂板段上沿、并繞兩側支撐轉軸向內側作90°翻轉；

所述酸化池驅動裝置包括位于罐體外部的電動機、減速器、聯軸器Ⅰ、主動磁轉子和位于罐體內部的從動磁轉子、驅動齒輪兩部分，通過屏蔽罩Ⅰ將兩部分密封隔離；安裝于罐體外部的電動機通過減速器和聯軸器Ⅰ帶動位于屏蔽罩Ⅰ側壁外的主動磁轉子做旋轉運動，主動磁轉子通過磁耦合作用驅動位于屏蔽罩Ⅰ側壁內的從動磁轉子做同步轉動，進而帶動固定于從動磁轉子轉軸上的驅動齒輪轉動；驅動齒輪與所述酸化池裝置中的大齒圈嚙合，驅動酸化池裝置整體旋轉；