[發(fā)明專利]有機廢棄物發(fā)酵井式一體化沼氣發(fā)生設備及其工藝

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510270431.4
• 申請日: 2015-05-25
• 公開（公告）號: CN104877896A
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發(fā)明（設計）人: 梁君坦;梁君丹;馮志剛;梁成芬;胡曼
• 申請（專利權(quán)）人: 河北卓創(chuàng)新能源科技有限公司
• 主分類號: C12M1/107
• 分類號: C12M1/107;C12M1/02;C12P5/02;C02F11/04
• 代理公司: 北京聯(lián)瑞聯(lián)豐知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 11411
• 代理人: 鄭自群

技術領域

本發(fā)明涉及一沼氣發(fā)生設備及其工藝，特別是指一種有機廢棄物中高溫干法厭氧發(fā)酵井式一體化沼氣發(fā)生設備及其工藝。

背景技術

沼氣是有機物質(zhì)在厭氧條件下，經(jīng)過微生物的發(fā)酵作用而生成的一種可燃氣體。由于這種氣體最先是在沼澤中發(fā)現(xiàn)的，所以稱為沼氣。人畜糞便、秸稈、污水等各種有機物在密閉的沼氣池內(nèi)，在厭氧條件下發(fā)酵，即被種類繁多的沼氣發(fā)酵微生物分解轉(zhuǎn)化，從而產(chǎn)生沼氣。沼氣是有機物經(jīng)微生物厭氧消化而產(chǎn)生的可燃性氣體。沼氣是多種氣體的混合物，一般含甲烷50～70％，其余為二氧化碳和少量的氮、氫和硫化氫等，其特性與天然氣相似。空氣中如含有8.6～20.8％(按體積計)的沼氣時，就會形成爆炸性的混合氣體。沼氣除直接燃燒用于炊事、烘干農(nóng)副產(chǎn)品、供暖、照明和氣焊等外，還可作內(nèi)燃機的燃料以及生產(chǎn)甲醇、福爾馬林、四氯化碳等化工原料。經(jīng)沼氣裝置發(fā)酵后排出的料液和沉渣，含有較豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，可用作肥料和飼料。

沼氣是一些有機物質(zhì)，在一定的溫度、濕度、酸度條件下，隔絕空氣(如用沼氣池)，經(jīng)微生物作用(發(fā)酵)而產(chǎn)生的可燃性氣體。發(fā)酵是復雜的生物化學變化，有許多微生物參與。反應大致分兩個階段：第一階段微生物把復雜的有機物質(zhì)中的糖類、脂肪、蛋白質(zhì)降解成簡單的物質(zhì)，如低級脂肪酸、醇、醛、二氧化碳、氨、氫氣和硫化氫等；第二階段由甲烷菌種的作用，使一些簡單的物質(zhì)變成甲烷。要正常地產(chǎn)生沼氣，必須為微生物創(chuàng)造良好的條件，使它能生存、繁殖。沼氣池必須符合多種條件。首先，沼氣池要密閉。有機物質(zhì)發(fā)酵成沼氣，是多種厭氧菌活動的結(jié)果，因此要造成一個厭氧菌活動的缺氧環(huán)境。在建造沼氣池時要注意隔絕空氣，不透氣、不滲水。其次，沼氣池里要維持20～40℃，因為通常在這種溫度下產(chǎn)氣率最高。第三，沼氣池要有充足的養(yǎng)分。微生物要生存、繁殖，必須從發(fā)酵物質(zhì)中吸取養(yǎng)分。在沼氣池的發(fā)酵原料中，人畜糞便能提供氮元素，農(nóng)作物的秸稈等纖維素能提供碳元素。第四，發(fā)酵原料?要含適量水，一般要求沼氣池的發(fā)酵原料中含水80％左右，過多或過少都對產(chǎn)氣不利。第五，沼氣池的pH值一般控制在7～8.5。

目前農(nóng)村戶用沼氣池的建造工藝，一般都是混凝土現(xiàn)澆，由于生產(chǎn)方式、施工工藝等因素的制約，不可能大規(guī)模生產(chǎn)出工廠化、標準化、商品化的沼氣池，一般都是戶用小型沼氣池，產(chǎn)氣率低，操作不方便，在北方地區(qū)冬季，基本上不產(chǎn)氣，嚴重影響用戶使用。所以好多沼氣池被棄用。小型沼氣需要用動物糞便作為原料，導致農(nóng)民生活環(huán)境惡化，人畜共廁，不利于預防人畜共患病，沒有足夠的貯氣設施，直接排放造成二次污染，人們對沼氣安全性認識有限安全性差，沼氣凈化不專業(yè)，燃氣中有害物質(zhì)超標。而大型沼氣罐采用地上建造，保溫困難，建設成本高，易受腐蝕等問題，同時地上罐體自身密封性差，水泥澆筑罐體長期在風吹日曬的情況下，容易出現(xiàn)裂紋滲漏，同時地上沼氣罐暴露于空氣中，尤其是冬季熱量散失快，造成發(fā)酵溫度過低，影響沼氣的產(chǎn)生。因此急需要一種新的沼氣發(fā)生設備和工藝來解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種有機廢棄物中高溫干法厭氧發(fā)酵井式一體化沼氣發(fā)生設備及其工藝，用以解決北方地區(qū)冬季溫度低不產(chǎn)氣，進出料困難，密封性差，占用空間大以及生產(chǎn)效率低操作不方便等問題。

本發(fā)明為一種有機廢棄物發(fā)酵井式一體化沼氣發(fā)生設備，由發(fā)酵罐和氣柜構(gòu)成，所述發(fā)酵罐與氣柜之間設置有設備平臺，所述設備平臺上設置有中控裝置和驅(qū)動裝置，其特征在于：

所述發(fā)酵罐半埋于地下且內(nèi)部設置有攪拌裝置，輸料裝置，沼泥循環(huán)利用裝置；

進出料裝置，包括加料池，進料閥，分離格柵，固液分離機，儲渣倉和斗料提升機六部分；

所述沼泥循環(huán)利用裝置包括沼泥泵和沼泥泵傳輸管道兩部分；

所述加料池和儲渣倉分別設置在所述發(fā)酵罐地上部分的罐壁上，所述沼泥傳輸管道分別與所述沼泥泵和分離格柵相連接，分離格柵分別與加料池和固液分離機相連接，固液分離機分別與加料池和儲渣倉相連接；

所述發(fā)酵罐頂壁上設置有罐頂膠膜，所述發(fā)酵罐側(cè)壁上設置有保溫層；

所述加料池及發(fā)酵罐底部、側(cè)壁設置有加熱裝置。

作為優(yōu)選的技術方案，所述罐頂膠膜通過水封裝置密封在所述發(fā)酵罐頂壁上，所述水封裝置設置在所述發(fā)酵罐地上部分的側(cè)壁中。

作為優(yōu)選的技術方案，所述氣柜優(yōu)選為雙膜氣柜并通過支架固定在所述發(fā)酵罐上方。

作為優(yōu)選的技術方案，所述加熱裝置為環(huán)繞所述發(fā)酵罐側(cè)壁的加熱管。

作為優(yōu)選的技術方案，所述攪拌裝置，輸料裝置，沼泥循環(huán)利用裝置分別與所述中控裝置和驅(qū)動裝置電連接，所述氣柜和發(fā)酵罐通過管道連接。