[發(fā)明專利]一種新型低溫厭氧沼氣發(fā)酵設(shè)備

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710266599.7
• 申請(qǐng)日: 2017-04-21
• 公開（公告）號(hào): CN106916744A
• 公開（公告）日: 2017-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣晨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧夏清潔發(fā)展機(jī)制環(huán)保服務(wù)中心
• 主分類號(hào): C12M1/38
• 分類號(hào): C12M1/38;C12M1/36;C12M1/34;C12M1/107;C12M1/02
• 代理公司: 北京酷愛智慧知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11514
• 代理人: 安娜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于沼氣發(fā)酵領(lǐng)域，具體是一種新型低溫厭氧沼氣發(fā)酵設(shè)備。

背景技術(shù)

人類社會(huì)的能源需求正逐年增加，而化石能源燃燒造成的氣候變化問題也受到的世界各國(guó)政府的重視，目前全人類都在積極探索使用新能源及可再生能源，其中生物質(zhì)能源一直是人類賴以生存的重要能源，它是僅次于煤炭、石油和天然氣而居于世界能源消費(fèi)總量第四位的能源，沼氣能源的使用在在整個(gè)生物質(zhì)能源系統(tǒng)中占有重要地位。

全球應(yīng)對(duì)氣候變化形勢(shì)嚴(yán)峻，控制和減少溫室氣體排放是抑制全球變暖的主要途徑，生物質(zhì)能源替代傳統(tǒng)化石能源的實(shí)現(xiàn)溫室氣體減排的有效手段之一，我國(guó)政府及有關(guān)部門對(duì)生物質(zhì)能源的利用也極為重視，目前已有一大批優(yōu)秀的科研成果問世，如戶用沼氣技術(shù)、禽畜糞便沼氣技術(shù)、生物質(zhì)氣化供氣和發(fā)電技術(shù)等，并取得了較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。沼氣是由生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換的一種可燃?xì)怏w。

沼氣是一種混合氣體，主要成分是甲烷(CH4)，可以直接燃燒，通常在農(nóng)村地區(qū)可供農(nóng)家燒飯、采暖，在畜禽養(yǎng)殖基地(場(chǎng))可進(jìn)行沼氣發(fā)電，用以解決一部分場(chǎng)區(qū)用電。沼氣是由人畜糞便、秸稈、污水等各種有機(jī)物在密閉的空間內(nèi)的厭氧(沒有氧氣)條件下發(fā)酵，種類繁多的沼氣發(fā)酵微生物分解轉(zhuǎn)化，生成的一種可直接燃燒的混合氣體。沼氣發(fā)酵技術(shù)也是生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化中的重要組成部分，目前我國(guó)推廣使用的沼氣發(fā)酵裝置主要有：水壓式沼氣池、分離儲(chǔ)氣式沼氣池、旋流布料沼氣池、強(qiáng)回流沼氣池等，但通常由于沼氣出渣困難，糞渣沉積，冬季氣溫低影響沼氣產(chǎn)量、操作困難、使用繁瑣等原因，造成我國(guó)沼氣發(fā)酵裝置安裝后使用困難，推廣效果較差。

針對(duì)冬季低溫厭氧發(fā)酵困難，國(guó)內(nèi)沼氣從業(yè)人員進(jìn)行了技術(shù)創(chuàng)新，公告號(hào)CN204529848U和CN201695037U的專利通過在罐體內(nèi)外加裝電能或水暖加熱器，通過熱循環(huán)加熱，使的厭氧發(fā)酵罐保持發(fā)酵的正常溫度。但是這類設(shè)計(jì)仍然存在缺陷，如發(fā)酵罐體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、發(fā)酵罐體內(nèi)加熱裝置需要定制、罐體內(nèi)加熱溫度不均勻、設(shè)備成本高、產(chǎn)氣量低等，并且此類厭氧發(fā)酵罐體加溫裝置設(shè)計(jì)上，并未考慮到發(fā)酵罐體的外部保溫問題，在罐體加熱環(huán)節(jié)耗能較多，在罐體設(shè)計(jì)上也未考慮沼渣清淤的問題。這樣還是沒有從根源上解決北方寒冷地區(qū)冬季低溫發(fā)酵的保溫、增溫問題，在罐體加溫過程中也無法實(shí)現(xiàn)能源高效利用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種通過保溫提高北方寒冷地區(qū)冬季低溫發(fā)酵沼氣產(chǎn)能，能耗低，且具備沼渣清淤功能，并能夠擴(kuò)大發(fā)酵原料可用的全糞濃度(TS)的新型低溫厭氧沼氣發(fā)酵設(shè)備。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種新型低溫厭氧沼氣發(fā)酵設(shè)備，包括厭氧沼氣發(fā)酵罐體，所述厭氧沼氣發(fā)酵罐體上具有一端伸入所述厭氧沼氣發(fā)酵罐體內(nèi)部的進(jìn)料管和出料管，所述進(jìn)料管位于所述厭氧沼氣發(fā)酵罐體外的一端連接有進(jìn)料泵，所述出料管位于所述厭氧沼氣發(fā)酵罐體外的一端連接有出料泵，所述厭氧沼氣發(fā)酵罐體的頂部具有連通所述儲(chǔ)氣室的出氣管，所述厭氧沼氣發(fā)酵罐體外壁上包覆有保溫層；還包括攪拌裝置，所述攪拌裝置包括驅(qū)動(dòng)部和攪拌部，所述驅(qū)動(dòng)部安裝于所述厭氧沼氣發(fā)酵罐體的外壁底部，所述攪拌部從所述厭氧沼氣發(fā)酵罐體的外壁底部水平伸入所述厭氧沼氣發(fā)酵罐體內(nèi)部，所述厭氧沼氣發(fā)酵罐體的側(cè)壁底部或所述厭氧沼氣發(fā)酵罐體的底壁上安裝有帶閥門且連通所述厭氧沼氣發(fā)酵罐體內(nèi)部的排污管。

本發(fā)明的有益效果是：利用所述保溫層保持所述厭氧沼氣發(fā)酵罐體內(nèi)部的溫度相對(duì)恒定，提高北方寒冷地區(qū)冬季低溫發(fā)酵沼氣產(chǎn)能，能耗低；定期啟動(dòng)所述攪拌裝置運(yùn)轉(zhuǎn)，所述驅(qū)動(dòng)部驅(qū)動(dòng)所述攪拌部攪拌所述厭氧沼氣發(fā)酵罐體內(nèi)部的動(dòng)物糞便等沼氣發(fā)酵原料及發(fā)酵菌種，將沉積的沼渣攪松，并開啟排污管上的閥門配合所述攪拌部的攪拌產(chǎn)生的力帶動(dòng)沼渣經(jīng)過所述排污管排出所述厭氧沼氣發(fā)酵罐體，具備沼渣清淤功能；同時(shí)，由于所述攪拌裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)，使所述厭氧沼氣發(fā)酵罐體內(nèi)的動(dòng)物糞便等沼氣發(fā)酵原料及發(fā)酵菌種得到疏松和充分混合，發(fā)酵活性區(qū)遍布整個(gè)所述厭氧沼氣發(fā)酵罐體內(nèi)部，使動(dòng)物糞便等沼氣發(fā)酵原料及發(fā)酵菌種得到充分發(fā)酵，進(jìn)一步提高了沼氣產(chǎn)能的同時(shí)，由于動(dòng)物糞便等沼氣發(fā)酵原料及發(fā)酵菌種被所述攪拌裝置疏松和充分混合得到充分發(fā)酵，使得能夠進(jìn)入所述厭氧沼氣發(fā)酵罐體內(nèi)部進(jìn)行發(fā)酵的發(fā)酵原料的全糞濃度的范圍擴(kuò)大(傳統(tǒng)沼氣發(fā)酵設(shè)備的發(fā)酵原料的全糞濃度≤8％，而本發(fā)明可用的發(fā)酵原料的全糞濃度能夠達(dá)到40％～50％)。

進(jìn)一步，還包括自動(dòng)控制裝置，所述厭氧沼氣發(fā)酵罐體內(nèi)部安裝有加熱器，所述厭氧沼氣發(fā)酵罐體的側(cè)壁上安裝有感應(yīng)端伸入所述厭氧沼氣發(fā)酵罐體內(nèi)部的溫度傳感器，所述自動(dòng)控制裝置通過獲取所述溫度傳感器的溫度信號(hào)控制所述加熱器啟停。