[發明專利]一種半連續式的氨化秸稈與沼渣夾心式混合發酵裝置

有效

• 申請號: 202010666643.5
• 申請日: 2020-07-10
• 公開（公告）號: CN111849721B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 林云琴;鄭浩旻
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: C12M1/107
• 分類號: C12M1/107;C12M1/16;C12M1/02;C12M1/00
• 代理公司: 佛山市君創知識產權代理事務所(普通合伙) 44675
• 代理人: 杜鵬飛

本發明公開一種半連續式的氨化秸稈與沼渣夾心式混合發酵裝置，包括發酵罐、沼液循環管路以及發酵供料裝置，所述發酵罐內的發酵物料由若干個沿著豎直方向排列的發酵單元組成，每個發酵單元包括自上而下排列的氨化秸稈層、生物炭層以及沼渣層；所述發酵罐的頂部設有進料口和出氣口，底部設有出料口；所述沼液循環管路的一端連接在發酵罐的出液口處，另一端連接在發酵罐的進液口處；所述發酵供料裝置通過連接至發酵罐的進料口的供料管依次將沼渣、生物炭以及氨化秸稈輸送至發酵罐中。該混合發酵裝置通過將沼渣與氨化秸稈進行混合發酵，優化物料配比，提高產氣效率，同時采用沼液循環噴淋的方式，無需攪拌，操作簡單，投入成本低。

技術領域

本發明涉及秸稈發酵設備，具體涉及一種半連續式的氨化秸稈與沼渣夾心式混合發酵裝置。

背景技術

在農業大國，每年會產生數億噸的農業廢棄物，能源化利用，是處理這些農業廢棄物的重要途徑。在世界能源日益枯竭的今天，甲烷作為石油的重要替代能源，厭氧發酵技術得到了越來越多的關注。干式厭氧發酵是指發酵系統含固率大于20％的厭氧發酵技術。相對于濕式厭氧發酵，干式厭氧發酵具有更高的有機負荷，發酵物料含固率高，沼渣可發酵過程不產生沼液廢水，沒有后續沼液廢水處理的問題，沼渣可用作肥料或者回用到發酵中資源化利用，實現真正的零排放。

現有的干式厭氧發酵主要包括間隙式發酵和連續式發酵，其中，間隙式發酵主要包括BIOFerm工藝和BEKON工藝，這些發酵工藝具有無需攪拌、產氣量大等優點，但是存在著裝置體積大、投入成本高、操作復雜、系統安全運行要求高等問題。連續式發酵包括機械式的Kompogas工藝和BRV工藝，以及推流式的Dranco工藝和Valorga工藝，這些發酵工藝可實現干式厭氧發酵連續進行，有效提高發酵效率。但這類工藝對物料要求高，往往需要對物料進行預處理，且構造復雜、投入成本大。

發明內容

本發明的目的在于克服上述存在的問題，提供一種半連續式的氨化秸稈與沼渣夾心式混合發酵裝置，該混合發酵裝置通過將沼渣與氨化秸稈進行混合發酵，優化物料配比，提高產氣效率，同時采用沼液循環噴淋的方式，無需攪拌，操作簡單，投入成本低。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種半連續式的氨化秸稈與沼渣夾心式混合發酵裝置，包括用于物料進行厭氧發酵的發酵罐、用于循環將沼液輸送至發酵罐中的沼液循環管路以及用于往發酵罐中加入發酵物料的發酵供料裝置，其中，所述發酵罐內的發酵物料由若干個沿著豎直方向排列的發酵單元組成，每個發酵單元包括自上而下排列的氨化秸稈層、生物炭層以及沼渣層；所述發酵罐的頂部設有進料口和出氣口，底部設有出料口；

所述沼液循環管路的一端連接在發酵罐的出液口處，另一端連接在發酵罐的進液口處；

所述發酵供料裝置通過連接至發酵罐的進料口的供料管依次將沼渣、生物炭以及氨化秸稈輸送至發酵罐中。

上述半連續式的氨化秸稈與沼渣夾心式混合發酵裝置的工作原理是：

工作時，發酵供料裝置通過供料管依次將沼渣、生物炭以及氨化秸稈輸送至發酵罐中，使得生物炭層疊在沼渣之上，秸稈層疊在生物炭之上，從而形成自上而下分層排列的發酵單元。具體地，以發酵罐中設有三個發酵單元為例，在發酵物料投放過程中，按照上述投放順序，從下至上依次完成三個發酵單元的發酵物料的投放。

在發酵的過程中，發酵罐中的發酵物料不斷產生沼液和沼氣，沼氣上浮并從出氣口流出。沼液則往下流動，積聚在發酵罐的底部，繼而通過沼液循環管路將發酵罐中產生的沼液循環輸送至發酵單元中，將沼液噴淋在發酵物料上，從而使得發酵物料充分接觸，無需配置機械攪拌裝置。

進一步，當最下方的發酵單元完成發酵任務而從發酵罐的出料口清除后，剩下的發酵單元往下移動一個發酵單元的距離，繼而在最上方的重新布設新的發酵物料，實現半連續式的工作方式。