一種內(nèi)熱式車庫固態(tài)厭氧發(fā)酵裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型專利公開了一種內(nèi)熱式車庫固態(tài)厭氧發(fā)酵裝置。技術(shù)方案包括車庫式發(fā)酵裝置主體(1)、氣密門(2)、噴淋管(3)、滲濾液收集管(11)、滲濾液儲(chǔ)存與調(diào)質(zhì)設(shè)施(12)、換熱裝置(15)、曝氣管(18)等部分，利用曝氣管(18)和排氣管(5)實(shí)現(xiàn)發(fā)酵初期的好氧升溫，大大降低了發(fā)酵過程所需熱能；利用滲濾液收集管(11)和滲濾液儲(chǔ)存與調(diào)質(zhì)設(shè)施(12)將收集的滲濾液調(diào)質(zhì)后回流到固態(tài)物料頂部進(jìn)行噴淋，實(shí)現(xiàn)傳質(zhì)傳熱，有效解決傳統(tǒng)高固含量物料厭氧發(fā)酵工藝酸抑制難題，整個(gè)系統(tǒng)無沼液外排；利用加熱盤管(14)和換熱裝置(15)來提供發(fā)酵中后期所需的熱量，保證厭氧發(fā)酵系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【專利說明】一種內(nèi)熱式車庫固態(tài)厭氧發(fā)酵裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本專利屬于微生物發(fā)酵【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種以農(nóng)作物秸桿、畜禽糞便、生活有機(jī)垃圾、園藝?yán)壬镔|(zhì)廢棄物為原料發(fā)酵生產(chǎn)沼氣能源的固態(tài)發(fā)酵裝置，特別涉及一利內(nèi)熱式車庫固態(tài)厭氧發(fā)酵裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]我國能源儲(chǔ)備少、產(chǎn)量低，而能源需求量卻在大幅增加，供給與需求矛盾日益尖銳。將來源廣泛的農(nóng)作物秸桿、畜禽糞便、生活有機(jī)垃圾、果蔬殘余物等進(jìn)行厭氧發(fā)酵，產(chǎn)生的沼氣用于生活及生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了我國能源戰(zhàn)略多元化，緩解了能源供求緊張的形勢(shì)。
[0003]目前，厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣技術(shù)可分為液態(tài)發(fā)酵和固態(tài)發(fā)酵兩利。液態(tài)發(fā)酵已廣泛應(yīng)用于畜禽糞污、有機(jī)廢水等低濃度物料的厭氧發(fā)酵，目前已經(jīng)較為成熟。但是由于其發(fā)酵物料濃度低，需要消耗大量水，為達(dá)到中溫或高溫厭氧發(fā)酵溫度，需要消耗大量的能源進(jìn)行加熱，尤其是在北方寒冷地區(qū)，冬季耗能巨大，這大大降低了沼氣工程的經(jīng)濟(jì)效益。此外，物料發(fā)酵完成后產(chǎn)生大量沼液，容易造成二次污染。固態(tài)發(fā)酵由于發(fā)酵物料濃度高、原料適應(yīng)性廣、基本不產(chǎn)生沼液等優(yōu)點(diǎn)，受到人們?nèi)找鎻V泛的關(guān)注，近年來國內(nèi)外許多學(xué)者開展了大量固態(tài)發(fā)酵技術(shù)的研究，其中傳質(zhì)傳熱困難、易產(chǎn)生酸抑制等是目前固態(tài)發(fā)酵技術(shù)主要面臨的幾個(gè)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述液態(tài)發(fā)酵技術(shù)能耗高、發(fā)酵效率低、易二次污染，固態(tài)發(fā)酵傳質(zhì)傳熱困難、易產(chǎn)生酸抑制、發(fā)酵過程難以調(diào)控等問題，本專利研究開發(fā)了一種內(nèi)熱式車庫固態(tài)厭氧發(fā)酵裝置，該裝置由曝氣與排氣系統(tǒng)、滲濾液收集與噴淋系統(tǒng)、加熱與保溫系統(tǒng)、密封系統(tǒng)等組成，其中曝氣與排氣系統(tǒng)采用“好氧發(fā)酵升溫-固態(tài)厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣”工藝，大大降低了發(fā)酵過程所需的熱能；滲濾液收集與噴淋系統(tǒng)通過液態(tài)料液循環(huán)回流對(duì)固態(tài)物料噴淋實(shí)現(xiàn)傳質(zhì)傳熱，有效解決傳統(tǒng)高固含量物料厭氧發(fā)酵工藝酸抑制難題，保證厭氧發(fā)酵系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，并通過菌種投加調(diào)控厭氧發(fā)酵過程；加熱與保溫系統(tǒng)在厭氧發(fā)酵中后期可以作為備用熱源，以保證厭氧發(fā)酵順利進(jìn)行；密封系統(tǒng)通過氣密門保證發(fā)酵過程的厭氧環(huán)境。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下:
[0006]上述內(nèi)熱式車庫固態(tài)厭氧發(fā)酵裝置，包括車庫式發(fā)酵裝置主體、氣密門、噴淋管、噴淋器、滲濾液收集管、滲濾液儲(chǔ)存與調(diào)質(zhì)設(shè)施、換熱裝置、曝氣管和排氣管。其中，曝氣管設(shè)置在裝置底部的中央位置，排氣管設(shè)置在裝置頂部，滲濾液收集管設(shè)置在裝置底部并與滲濾液儲(chǔ)存與調(diào)質(zhì)設(shè)施連接，噴淋管和噴淋器設(shè)置在裝置頂部并位于裝置內(nèi)的固態(tài)物料的上方，裝置側(cè)壁安裝有外接換熱裝置的加熱盤管。
[0007]上述內(nèi)熱式車庫固態(tài)厭氧發(fā)酵裝置中，裝置側(cè)壁和底部布置滲濾板，物料在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的滲濾液通過滲濾板上的孔隙匯集到滲濾液收集管中，之后進(jìn)入車庫式發(fā)酵裝置外部的滲濾液儲(chǔ)存與調(diào)質(zhì)設(shè)施內(nèi)。[0008]上述內(nèi)熱式車庫固態(tài)厭氧發(fā)酵裝置中，裝置底部曝氣管置于底滲濾板之下、發(fā)酵裝置的中央，料液下滲時(shí)流經(jīng)滲濾板，一方面避免大粒徑物料進(jìn)入滲濾液儲(chǔ)存與調(diào)質(zhì)設(shè)施，進(jìn)而堵塞噴淋器；另一方面防止大粒徑物料進(jìn)入曝氣管內(nèi)，堵塞通風(fēng)孔。
[0009]上述內(nèi)熱式車庫固態(tài)厭氧發(fā)酵裝置中，滲濾液儲(chǔ)存與調(diào)質(zhì)設(shè)施中的滲濾液經(jīng)過調(diào)質(zhì)、加熱后，經(jīng)噴淋管、噴淋器均勻噴灑在車庫式發(fā)酵裝置內(nèi)固態(tài)物料上，滲濾液自固態(tài)物料上部逐漸下滲，解決了固態(tài)物料的加溫、傳質(zhì)傳熱和酸抑制問題。
[0010]上述內(nèi)熱式車庫固態(tài)厭氧發(fā)酵裝置中，車庫式發(fā)酵裝置四周均為斜坡結(jié)構(gòu)，有利于滲濾液的收集。
[0011]上述內(nèi)熱式車庫固態(tài)厭氧發(fā)酵裝置中，加熱盤管置于側(cè)滲濾板之后，可節(jié)約空間，提高發(fā)酵裝置的有效容積。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為內(nèi)熱式車庫固態(tài)厭氧發(fā)酵裝置主視圖；
[0013]圖2為內(nèi)熱式車庫固態(tài)厭氧發(fā)酵裝置俯視圖；
[0014]圖3為內(nèi)熱式車庫固態(tài)厭氧發(fā)酵裝置左視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1、圖2、圖3所示:
[0016]I為車庫式發(fā)酵裝置主體，2為氣密門，3為噴淋管，4為噴淋器，5為排氣管，6為沼氣收集管，7為傳感器套管，8為射燈，9為觀察窗，10為取樣管，11為滲濾液收集管，12為滲濾液儲(chǔ)存與調(diào)質(zhì)設(shè)施，13為風(fēng)機(jī),14為加熱盤管，15為換熱裝置，16為側(cè)滲濾板,17為底滲濾板，18為曝氣管，19為底滲濾槽，20為側(cè)滲濾槽。
[0017]下面結(jié)合附圖1-圖3對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述:
[0018]如圖1、圖2及圖3所示，內(nèi)熱式車庫固態(tài)厭氧發(fā)酵裝置由滲濾液收集與噴淋系統(tǒng)、曝氣與排氣系統(tǒng)、加熱與保溫系統(tǒng)、密封系統(tǒng)等組成，其中滲濾液收集與噴淋系統(tǒng)包括噴淋管3、噴淋器4、滲濾液收集管11、滲濾液收集儲(chǔ)存與調(diào)質(zhì)設(shè)施12等，用于將物料發(fā)酵過程的滲濾液收集、儲(chǔ)存，并經(jīng)過投加菌種等調(diào)質(zhì)手段后，回流至發(fā)酵裝置頂部對(duì)物料進(jìn)行噴淋，實(shí)現(xiàn)傳質(zhì)傳熱，解決固態(tài)發(fā)酵的酸抑制問題；曝氣與排氣系統(tǒng)包括排氣管5、風(fēng)機(jī)13、曝氣管18等，用于發(fā)酵初期物料的好氧曝氣，以及發(fā)酵完成后發(fā)酵裝置內(nèi)氣體的置換，避免殘留硫化氫等有害氣體對(duì)操作人員造成傷害；加熱與保溫系統(tǒng)由加熱盤管14、換熱裝置15等，用于物料厭氧發(fā)酵過程中熱量的補(bǔ)充；密封系統(tǒng)主要包括氣密門2，用于保證物料發(fā)酵的厭氧環(huán)境。
[0019]最后應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)熱式車庫固態(tài)厭氧發(fā)酵裝置，包括車庫式發(fā)酵裝置主體(I)、氣密門(2)、噴淋管(3)、噴淋器(4)、滲濾液收集管(11)、滲濾液儲(chǔ)存與調(diào)質(zhì)設(shè)施(12)、換熱裝置(15)、曝氣管(18)和排氣管(5)，其特征在于，所述曝氣管(18)設(shè)置在所述裝置底部的中央位置，所述排氣管(5)設(shè)置在所述裝置頂部，所述滲濾液收集管(11)設(shè)置在所述裝置底部并與所述滲濾液儲(chǔ)存與調(diào)質(zhì)設(shè)施(12)連接，所述噴淋管(3)和所述噴淋器(4)設(shè)置在所述裝置頂部并位于所述裝置內(nèi)的固態(tài)物料的上方，所述裝置側(cè)壁安裝有外接所述換熱裝置(15)的加熱盤管(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)熱式車庫固態(tài)厭氧發(fā)酵裝置，其特征在于，所述裝置側(cè)壁和底部中央設(shè)置有側(cè)滲濾板(16)和底滲濾板(17)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)熱式車庫固態(tài)厭氧發(fā)酵裝置，其特征在于，所述曝氣管(18)設(shè)置在所述底滲濾板(17)的下方。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)熱式車庫固態(tài)厭氧發(fā)酵裝置，其特征在于，所述裝置底部四周均為斜坡結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)熱式車庫固態(tài)厭氧發(fā)酵裝置，其特征在于，所述加熱盤管(14)設(shè)置在所述側(cè)滲濾板(16)的后面。
【文檔編號(hào)】C12M1/16GK203487151SQ201320531315
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】羅娟, 趙立欣, 田宜水, 陳羚, 宋成軍, 齊岳, 王驥 申請(qǐng)人:農(nóng)業(yè)部規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院