專利名稱：再生綠能消厭塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
生產(chǎn)方法的技術(shù)改革與創(chuàng)新，沼氣的生產(chǎn)和使用。
背景技術(shù)：
根據(jù)中原農(nóng)民出版社的金陽光工程-農(nóng)業(yè)綜合技術(shù)系列《沼氣建設(shè)與利用300 問》，參考河南科學(xué)技術(shù)出版社出版的新能源書系列《沼氣實(shí)用技術(shù)指南》，經(jīng)長期的研究和探索，對該能源的生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行改革與創(chuàng)新。在現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)基礎(chǔ)上，提高技術(shù)含量，促使沼氣產(chǎn)量和質(zhì)量大大提高。不僅如此，還可減少溫室氣體排放，凈化空氣，改善和保護(hù)環(huán)境。三、內(nèi)容再生綠能消厭塔的簡介1.塔體采取正六棱柱形狀(見圖1)，每層高約3.5米-12米左右，可設(shè)置若干層。 每個(gè)消厭器都是一個(gè)獨(dú)立封閉的單位(見圖2、圖7)。塔體內(nèi)部，是個(gè)正六棱柱空間，邊長2米。該空間設(shè)置采氣管道系統(tǒng)，并安裝電梯上下貫通(見圖9)。塔的最底層(深入地下部分)，高約2米。該層一方面作為塔內(nèi)電梯上的人員出入通道，空閑處另做他用。2.消厭塔外部，每個(gè)消厭器都有一個(gè)陽臺狀的耳室，面積約10. 5米X 5米，也可根據(jù)實(shí)踐需要確定。內(nèi)安裝電梯上下。該陽臺稱為耳室(見圖1，圖3，圖4，圖5)。每個(gè)耳室的功能不同，也有相同之處。他們的作用主要是采樣檢驗(yàn)，設(shè)置觀察空，安裝運(yùn)輸管道，高壓水泵外循環(huán)等，并設(shè)置密封門。密封門生產(chǎn)時(shí)封閉，需人員進(jìn)入內(nèi)部檢修，清理廢渣時(shí)打開。 高壓泵是消厭器內(nèi)沼液循環(huán)回流的動力源泉。高壓泵泵殼、泵管、葉輪、葉片用銅制造，與沼液接觸的層面用耐酸堿塑料封裹。使用時(shí)將沼液自底部抽出，通過內(nèi)頂部回流到池內(nèi)，形8.為了保持消厭塔的體溫，整個(gè)塔身內(nèi)外，凡裸露部分，和空氣接觸處，都要設(shè)置保溫材料保溫，防止塔體內(nèi)熱量過分散失，降低塔內(nèi)沼液溫度，造成減產(chǎn)。塔深入地下的部分，外層無法包裹保溫，只有從內(nèi)部安裝保溫層，然后設(shè)置防水層密封，不能使沼液滲入保溫層。 9.該塔體內(nèi)，可設(shè)置沼液溫度監(jiān)測系統(tǒng)，紅外成像監(jiān)測系統(tǒng)。 四.


圖1-圖12，系再生綠能消厭塔的示意圖，有些很小的部分，無法按比例尺繪制，在

中作祥細(xì)描述。主體部分基本都按比例繪制的。為了使該圖能夠清楚表示，該塔按比例繪制成外邊長為觀米，高為60米，層高為12米的消厭塔。以下詳細(xì)說明1.圖1，從外觀看消厭塔圖，消厭塔立體圖。2.圖2，消厭塔的內(nèi)部構(gòu)造示意圖。外邊長是觀米的六邊形，相對里邊長是2米的六邊形，高為60米，層高是12米。3.圖3，是單個(gè)層面消厭塔的供料、排泄示意圖。料液通過每個(gè)消厭器底面管道，
3送入消厭器內(nèi)。通過該系統(tǒng)，也可將料液從該消厭器內(nèi)排出。為了使排泄時(shí)方便，在消厭器底中心處，設(shè)一凹處(即圖中圓孔所示)。與之相連的管道，器內(nèi)的是耐酸堿塑膠管，該管與外部管道相連通。ABCDE F是六個(gè)耳室，里面放置不同管道系統(tǒng)。C F兩室安置排泄， 供料液系統(tǒng)管道，同時(shí)也安放其他機(jī)械設(shè)備。圖中管路未按比例尺繪制。4.圖4，是每個(gè)消厭器的保溫、增溫圖。在每個(gè)消厭器底部，有一個(gè)空間層，相對封閉，層高為0.5米左右。該空間上下兩個(gè)面的中間，有許多墻體相連接，共同承受底部的壓力。里面安放散熱器，每個(gè)散熱器上安放小滑輪，方便推進(jìn)拉出(里面也可放置電熱器)。 供熱系統(tǒng)放置在A D兩個(gè)耳室中、圖中的散熱器未按比例繪制。燒室，每個(gè)燃燒室底面安放燃燒器，頂部設(shè)置許多噴管，按1比10的比例噴入沼氣和空氣。每個(gè)噴管只噴一種氣體，防止意外事故發(fā)生。燃燒室要設(shè)觀察孔，要合理設(shè)計(jì)排煙道，確保煙氣順暢流通，降低室內(nèi)壓力，防止事故發(fā)生。燃燒室內(nèi)的空間部分，不僅是燃燒區(qū)，也是安放汽化水管區(qū)，其安放方式和水流方式和現(xiàn)代使用燃煤發(fā)電一樣。水管可多層排布。燃燒室外的空間部分，是人活動室、供氣區(qū)。圖b，燃燒器示意圖。沼氣和空氣在燃燒器內(nèi)部各行其道，比例是1比10，兩種氣體到燃燒面混合燃燒。圖C，燃燒面的平面示意圖。沼氣和氧氣在不同區(qū)域溢出，在燃燒面交叉混合燃燒， 面積是0. 2X0. 2平方米。圖d，系靠近燃燒面的一層汽化水管，a面朝向燃燒器，寬度在0. 18米左右，橫斷面為梯形。這樣可充分吸收利用熱能。燃燒器在燃燒室內(nèi)，呈行排布，行距根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐的需要而定。12.圖12為冷卻塔，其塔內(nèi)溶液可以根據(jù)該液體的用處而定，可以是被冷卻的沼液澄清液，也可是凈化或非凈化的純凈水。將燃燒室內(nèi)排出的高溫廢氣冷卻?？啥嗉壚鋮s。 熱水可供汽化管使用，也可用于制取沼液，供消厭塔生產(chǎn)沼氣使用。塔內(nèi)曲折煙路管道，應(yīng)采用銅或鋁制造。13.圖1-圖12，由于是示意圖，繪圖有一定的誤差(注該再生綠能塔的大小，可根據(jù)實(shí)際需要確定，該圖只是一種)。
五具體實(shí)施例方式(一 )、再生綠能消厭塔生產(chǎn)流程1.將農(nóng)作物秸稈等纖維原料，進(jìn)行粉碎。將粉碎的原料進(jìn)行堆慪預(yù)處理。般采取高溫發(fā)酵，，溫度可調(diào)至46°C -60°C范圍內(nèi)。在10°C -60°C范圍內(nèi)，一般溫度越高，微生物活動越旺盛，產(chǎn)沼量越高。6.塔中每個(gè)消厭器內(nèi)，要有適宜的酸堿度。沼氣微生物群的生長，繁殖，要求發(fā)酵原料的酸堿度保持中性，或微生物偏堿性。過酸過堿都會影響產(chǎn)沼量。測定表明，PH值為 6-8時(shí)均可產(chǎn)氣，pH值為6. 5-7. 5時(shí)產(chǎn)沼量最高。如果出現(xiàn)有機(jī)酸大量積累，發(fā)酵料液過于偏酸的現(xiàn)象。此時(shí)，可抽出部分料液，加入等量接種物，將有機(jī)酸轉(zhuǎn)化為甲烷?；蛘咄ㄟ^管道添加適量的草木灰澄清液或石灰澄清液，中和有機(jī)酸，使酸堿度恢復(fù)正常。日常工作中測試酸堿度，可通過厭氧器內(nèi)外墻壁設(shè)置的取液孔，將器內(nèi)沼液取出檢驗(yàn)。7.消厭塔中的每個(gè)消厭器內(nèi)，可加速發(fā)酵過程，促進(jìn)有機(jī)物質(zhì)分解并提高產(chǎn)量的物質(zhì)統(tǒng)稱為添加劑，或稱催化劑。添加劑的種類較多，包括一些酶類、無機(jī)鹽類，有機(jī)物和其他無機(jī)物等。例如，加入一定量的纖維素酶，蛋白酶，黑曲霉等，可以起到加速物質(zhì)分解的作用。加入微量的鉀、鈉、鈣、鎂元素，可增加活性酶的活性，增強(qiáng)酶促反應(yīng)。加入少量活性碳末，尿素可以提高碳、氮含量，或通入氫氣可以提高甲烷含量等。具體方法之一將兩個(gè)耐酸堿塑料半球通過螺旋擰緊而成一個(gè)乒乓球狀的圓球，其大小根據(jù)實(shí)際情況決定。將尿素裝入球內(nèi)。塑球面開三十多個(gè)大頭針粗細(xì)的小孔，以利緩慢釋放。8.為了消厭器內(nèi)沼液的定時(shí)循環(huán)流動，該塔用兩種方法相互配合使用。其一，通過耳室的泵，促使器內(nèi)的沼液大規(guī)模循環(huán)(中間上半部安裝一擋板，將池內(nèi)空間隔開，成兩個(gè)空間。沼液自下面抽出，自頂部的多個(gè)管道分別流入上部隔開的兩個(gè)空間，構(gòu)成兩個(gè)上下環(huán)流系統(tǒng))；其二，通過吹沼氣管道，將沼氣吹入池內(nèi)，增強(qiáng)沼液上下環(huán)流。實(shí)踐證明，適當(dāng)?shù)臄噭臃椒ê蛷?qiáng)度，可以使發(fā)酵原料分布均勻，增強(qiáng)微生物與原料的接觸，使之獲取營養(yǎng)物質(zhì)的機(jī)會增加，活性增強(qiáng)，生長繁殖旺盛，從而提高產(chǎn)沼量。攪動又可打碎結(jié)殼，提高原料的利用率及能量轉(zhuǎn)換效率，并有利氣泡釋放。采用攪動措施后，平均產(chǎn)量可提高30%以上。9.根據(jù)現(xiàn)實(shí)生活中沼氣池器表流量推算，采用消厭器的產(chǎn)量應(yīng)在1. 5-3立方米/ 立方米 天左右。(二)、沼氣的使用一發(fā)電1.沼氣的過濾。將生產(chǎn)的沼氣通過過濾塔將雜質(zhì)除去，送入高壓儲存塔。如一次過濾不凈，可多級過濾(見圖10)過濾塔內(nèi)裝有澄清的石灰水。上部是密集的霧化區(qū)(由塔壁四周的多個(gè)噴霧嘴交叉噴霧形成，噴液是石灰水澄清液)。2.沼氣燃燒室燃燒室可分多層燃燒(見圖11.圖a)。每層有兩個(gè)空間，分燃燒室和活動室。燃燒室設(shè)有多個(gè)燃燒觀察孔。燃燒室由耐火磚砌成，耐火磚后是隔熱層。燃燒室內(nèi)合理設(shè)置排煙氣道，以防燃燒爆炸?；顒邮遥┚S修、供沼、供氧等使用。燃燒室的兩個(gè)層面，下一面用于安裝燃燒器。上一面均勻安裝多個(gè)噴氧管和噴沼管，管的間距根據(jù)實(shí)踐需要而定。各管應(yīng)長短不一，沼、氧分別按比例適量噴入燃燒室，使其充分燃燒且火焰分布均勻。這樣，燃燒室就成了一片火海。單個(gè)燃燒器的燃面約0.2X0.2平方米，按行距排列(見圖11，圖b)。燃燒面分供沼區(qū)和供氧區(qū)，沼氧在燃燒面充分混合燃燒(見圖11，圖C)。燃燒器內(nèi)沼氧是從不同途徑到達(dá)燃燒面的，以防止意外事故發(fā)生。汽化水管橫斷面為梯形(見圖11，圖d)，a面朝向燃燒器，該管只用在近燃燒器的一層。若多層排布汽化管，其它用圓管適宜。每個(gè)汽化管之間的距離，根據(jù)實(shí)踐需要而定。沼氣通過燃燒，不僅可發(fā)電，還可供熱、取暖等。實(shí)踐證明，將柴油發(fā)動機(jī)改成全燃沼氣發(fā)動機(jī)發(fā)電，一般1千瓦時(shí)耗氣0. 75立方米，可供25盞40瓦燈泡1小時(shí)的用電量，若用
粉碎后的原料堆慪預(yù)處理，北方氣溫低，宜采用坑堆的方式堆慪。具體方法首先將秸稈鍘成長3厘米(1寸)左右，踩緊堆成30厘米(1尺)厚左右，潑2%石灰水澄清液并加10%糞水(即100千克秸稈，2千克石灰水澄清液，10千克糞水)。照此方法鋪3-4層， 堆好后用塑料薄膜覆蓋，堆慪15天左右，便可做發(fā)酵原料。南方氣溫高，用上述方法直接將秸稈堆慪在地上即可。將堆慪預(yù)處理后的秸稈，添加一定量的純凈的馬、牛、羊等糞便，進(jìn)一步的堆慪。夏天堆慪3-5天；春秋堆慪1周左右，冬天參照上述條件室內(nèi)加溫堆慪。使堆慪原料溫度升高到40-50度，顏色變成深褐色后，加入一定沼液和水，制成液狀物，通過管道系統(tǒng)送入消厭器中消化。2.啟動生產(chǎn)一個(gè)月左右，每5-10天，都要向塔內(nèi)補(bǔ)充新鮮原料。補(bǔ)充原則一般是出多少補(bǔ)多少，始終保持消厭器內(nèi)的有效容積。一般情況下，進(jìn)出量占池總有效容積的5%。3.投放接種物。投放接種物，一般按接種物原料水=1 2 5。此是消厭器剛啟動時(shí)的比例。沼氣發(fā)酵微生物都是來自自然界。而沼氣發(fā)酵的核心微生物菌落是甲烷菌群，一切具備厭氧條件和含有有機(jī)物的地方都可找到。主要有沼氣池，湖泊，沼澤，池塘底部，積水坑之中；動物糞便及其腸道之中；屠宰場，釀造廠，豆制品場，副食加工廠等陰溝污泥之中以及人工厭氧消化裝置之中。4.原料進(jìn)入消厭器內(nèi)，封閉各通氣孔。然后將消厭器內(nèi)殘留的多余空氣用抽氣機(jī)排出，使每個(gè)消厭器處于無氧狀態(tài)。有利菌群繁殖，提高沼氣產(chǎn)量。因?yàn)楫a(chǎn)甲烷菌是一種厭氧性細(xì)菌，他們的生長、發(fā)育、繁殖、代謝等生命活動中，都不需要氧氣。空氣中的氧氣會使其生命活動受到抑制，甚至死亡。5.消厭塔內(nèi)一般沼氣發(fā)酵液濃度為6%-8%為宜。消厭器內(nèi)發(fā)酵溫度可進(jìn)行調(diào)解。5.圖5是吹沼氣促使沼液定時(shí)內(nèi)循環(huán)、以及供給堿性液體調(diào)解消厭器內(nèi)酸堿度的平面示意圖，分圖a和圖b。圖a是通過B E兩個(gè)耳室的管道系統(tǒng)，與固定在底部的氣管相連。一般每4-9平方米(即圖a中管的孔處)，安放一個(gè)豎管(圖b)，高度根據(jù)需要而定。 該管的頂端有一個(gè)可上下活動的塑料蓋，稱防回流蓋，防止沼液內(nèi)的固體物大量沉淀，堵塞管道。圖中的管路未按比例繪制。6.圖6是管道系統(tǒng)平面圖，分圖a和圖b，圖a是管路，圖b是圖a上的開關(guān)閥門。 由于繪圖的限制，高度和寬度的比例尺不同，管道的粗細(xì)也沒按比例尺繪制，僅示意而已。圖a不僅是供料，排泄的管路系統(tǒng)示意圖，也是其他相同、相似管路的示意圖。7.圖7，是消厭器立體圖外墻耳室內(nèi)的主視圖。耳室內(nèi)消厭器的墻面上，開有安裝泵的沼液循環(huán)孔，進(jìn)排料液孔，封閉外門等。圓孔大小和多少根據(jù)實(shí)際需要而定，圓孔和門未按比例尺繪制。8.圖8，是消厭器立體圖，內(nèi)墻(靠內(nèi)六棱柱空間的墻體)主視圖。該墻面設(shè)有封閉內(nèi)門，采樣觀察孔，采氣孔等。其大小和多少個(gè)可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定。采氣孔用管道和采氣管道系統(tǒng)相連通，并設(shè)置有開關(guān)閥門。該圖的圓孔和門未按比例繪制。9.圖9，采氣管道系統(tǒng)圖(部分)，消厭器內(nèi)所產(chǎn)生的沼氣通過該管道被收集利用。 該管道的粗細(xì)及閥門大小未按比例繪制。
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10.圖10，是清潔塔。自消厭塔內(nèi)采集的沼氣，含有許多雜質(zhì)，主要是硫化物等物質(zhì)；同時(shí)，由于高溫發(fā)酵，沼氣自塔內(nèi)流出時(shí)含有一定量的水分。該塔都可予以去除、提純。 該塔內(nèi)大部分是澄清的石灰水溶液，頂部的四壁安置許多噴嘴，是霧化區(qū)域，進(jìn)一步凈化。 如一次過濾不凈，可通過多級過濾。該圖的管路和觀察孔，密封門未按比例尺繪制，觀察孔可使用透明的玻璃。11.圖11，分為圖a圖b圖c圖d四個(gè)部分。圖a是燃燒室橫斷面示意圖?？煞侄鄬尤汲蓛?nèi)循環(huán)。3.每個(gè)消厭器靠內(nèi)六棱空間處的墻面，上頂處設(shè)有觀察孔，采樣檢驗(yàn)孔，采氣孔等。每個(gè)采沼孔都安裝有支管和該層的環(huán)狀采氣管道相連(見圖9)。該支管安裝有閥門。 該墻面設(shè)置密封門，生產(chǎn)時(shí)關(guān)閉，清理器內(nèi)殘?jiān)?，或維修、安裝等工作時(shí)打開(見圖8)。該門稱消厭器后門，相對的一面墻有一封閉前門。前后兩門同時(shí)打開，空氣流通，透光，方便作業(yè)。4.若需要對單個(gè)消厭器進(jìn)行維修等工作，先由進(jìn)排料管道將池內(nèi)沼液排盡。然后打開消厭器前后門，讓余沼散盡。人進(jìn)入后，用手推式吸泥機(jī)將余渣送入排泄管道凹空處， 由排泄系統(tǒng)排出塔外。對池內(nèi)進(jìn)行沖洗清理后，即可進(jìn)行作業(yè)。排渣時(shí)，人員可身負(fù)氧氣瓶作業(yè)。5.為增加塔內(nèi)體溫，在每個(gè)消厭器底部有一個(gè)空間層，層內(nèi)凈高0.5米左右，里面安裝有加熱器(見圖4)。為上下兩個(gè)消厭器內(nèi)的沼液補(bǔ)充溫度，將池內(nèi)溫度保持在 46°C-60°C范圍內(nèi)。為了使池內(nèi)升溫快，該空間的上下兩個(gè)層面盡量薄。為增加承載力，上下兩個(gè)層面的中間均勻分布多個(gè)連接梁體，使上下兩面成為一體，共同均勻承受荷載。同時(shí)，用銅制的散熱器，然后在該散熱器外涂裹一層耐酸堿塑料，直接按裝在盛沼液的消厭器四壁上。必要時(shí)中間也可適當(dāng)安裝。實(shí)踐中，可拭著用沼氣作熱的載體，為散熱器提供熱的能量。6.在消厭器池底，間隔2-3米左右，固定一道道耐酸堿塑料管(見圖幻，然后用水泥平整、固定。各管相互連通，并與耳室內(nèi)供氣、供堿性水管道相通連(稱底管)。每根底管，間隔2-3米左右安裝一豎管，豎管高度根據(jù)實(shí)際需要而定。管頂端呈尖狀，上覆一活動蓋，防止固體物回流、沉淀，堵塞管道。該系統(tǒng)供調(diào)解沼液酸堿度，以及吹沼氣促使沼液內(nèi)循環(huán)流之用，所吹沼氣為預(yù)熱沼氣，以便增加體溫。7.各管道系統(tǒng)內(nèi)外壁以及各管件的金屬制品，凡和沼液接觸處，皆要封裹耐酸堿塑料。沼氣直接點(diǎn)燃照明燈，只能供7盞沼氣燈照明1小時(shí)。利用沼氣發(fā)電，更能發(fā)揮其使用價(jià)值，且其效用價(jià)值倍增。從燃燒室排出的廢氣，富含大量的余熱?？赏ㄟ^冷卻塔(可多級冷卻)將余熱收集，供制取沼液等循環(huán)利用(見圖12)。沼渣有多種用途。主要可用于養(yǎng)殖各種水產(chǎn)品，菌類產(chǎn)品，蚯蚓，泥鰍，鱔魚和其他，也可用于制取綠色有機(jī)肥料，供蔬菜瓜果及其他農(nóng)作物的生長使用。
權(quán)利要求
1.再生綠能消厭塔，是利用空間立體幾何結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮產(chǎn)沼菌群生長繁殖所需的有利條件，以及機(jī)械化，自動化操作生產(chǎn)流程，大大提高了沼氣產(chǎn)量及生產(chǎn)效率，可規(guī)模化生產(chǎn)；(1)以說明書為技術(shù)特征，采用與該塔說明書相同或相似的空間立體幾何結(jié)構(gòu)，包括圓柱，圓錐，圓臺，棱柱，棱錐，棱臺；以及由這些幾何體的相互組合等結(jié)構(gòu)方式、方法生產(chǎn)沼氣，(2)以說明書為技術(shù)特征，使用與凈化塔對沼氣凈化方式、方法相同或相似。
2.再生綠能消厭塔以其先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和方式，方法生產(chǎn)沼氣，為提高沼氣的利用效率，減少環(huán)境污染，可用沼氣發(fā)電，為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，生活服務(wù)。因此以說明書為技術(shù)特征，與之相同或相近的方式，方法，適用沼氣發(fā)電、生產(chǎn)熱能。
全文摘要
再生綠能消厭塔再生綠能消厭塔是一個(gè)外邊長28米，高為60米，層高為12米的消厭塔。其利用空間立體幾何結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮菌群生長繁殖所需的有利條件。機(jī)械化、自動化生產(chǎn)流程，大大提高了沼氣產(chǎn)量及生產(chǎn)效率?？梢?guī)?；a(chǎn)。從而推動社會生產(chǎn)力的快速發(fā)展，增加社會財(cái)富。
文檔編號C12M1/107GK102311913SQ201010218760
公開日2012年1月11日 申請日期2010年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月7日
發(fā)明者朱永彪 申請人:朱永彪