本發(fā)明涉及厭氧發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，是涉及一種用于制備沼氣的厭氧發(fā)酵裝置及方法。

背景技術(shù)：

沼氣的厭氧發(fā)酵是指有機(jī)物質(zhì)，如人畜家禽糞便、秸稈、雜草等，在一定的水分、溫度和厭氧條件下，通過種類繁多、數(shù)量巨大、且功能不同的各類微生物的分解代謝，最終形成甲烷和二氧化碳等混合性氣體的復(fù)雜的生物化學(xué)過程。

目前，工業(yè)上普遍采用秸稈類生物質(zhì)作為厭氧發(fā)酵的主要原料用于制備沼氣。但是，秸稈類生物質(zhì)密度較輕，又呈現(xiàn)絲片狀，很容易漂浮，很難與發(fā)酵液、發(fā)酵污泥自然均勻混合，導(dǎo)致厭氧發(fā)酵比較困難；而且，秸稈類生物質(zhì)漂浮后，秸稈類生物質(zhì)原料容易相互粘結(jié)，最終形成結(jié)殼，導(dǎo)致整個(gè)發(fā)酵罐體堵塞，無法繼續(xù)工作。

為了應(yīng)對(duì)以上弊病，常規(guī)的做法是利用機(jī)械設(shè)備對(duì)其進(jìn)行攪拌、干擾，強(qiáng)迫其與發(fā)酵液和發(fā)酵污泥進(jìn)行混合，并對(duì)其液體表面進(jìn)行擾動(dòng)，防止其相互粘結(jié)，避免發(fā)生結(jié)殼。這樣的改進(jìn)雖然可以使厭氧發(fā)酵裝置正常運(yùn)行，但是機(jī)械設(shè)備的攪拌、干擾很難使原料與發(fā)酵液和發(fā)酵污泥混合充分，并且，上述機(jī)械設(shè)備的使用會(huì)消耗大量的電力，增加建設(shè)投資和后期的運(yùn)行、維護(hù)成本。參見圖1～2所示，圖1和圖2均為現(xiàn)有技術(shù)中用于制備沼氣的厭氧發(fā)酵裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，1為罐體，2為機(jī)械設(shè)備；對(duì)于500m³的厭氧發(fā)酵裝置來說，用于攪拌、干擾的機(jī)械設(shè)備功率約為7.5KW，每天工作10h左右，消耗電能需要發(fā)電機(jī)燃燒65m³的沼氣供給，而該規(guī)模的厭氧發(fā)酵裝置每天最多產(chǎn)生300m³的沼氣，即消耗沼氣產(chǎn)能的17.85％。

因此，提供一種無需機(jī)械設(shè)備攪拌、干擾，能耗及運(yùn)行維護(hù)成本低的厭氧發(fā)酵裝置，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種用于制備沼氣的厭氧發(fā)酵裝置及方法，本發(fā)明提供的厭氧發(fā)酵裝置無需機(jī)械設(shè)備攪拌、干擾，且發(fā)酵效率高。

本發(fā)明提供了一種用于制備沼氣的厭氧發(fā)酵裝置，包括：

罐體，所述罐體內(nèi)部設(shè)置有隔板，所述隔板向下凸起形成球冠結(jié)構(gòu)，并將罐體分為罐體上部和罐體下部，所述罐體下部分別設(shè)置有進(jìn)料管和排渣管，所述罐體上部設(shè)置有溢流出料管；

設(shè)置在所述隔板底部的沼渣回流管，所述罐體上部和罐體下部通過沼渣回流管相通；

沿豎直方向貫穿隔板設(shè)置在罐體內(nèi)部的進(jìn)料圓管，所述進(jìn)料圓管頂端與罐體頂部相連，所述進(jìn)料圓管底端與罐體底部相連；

所述進(jìn)料圓管頂端為倒錐形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)，所述進(jìn)料圓管位于罐體下部的部分為圓柱形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)，所述倒錐形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)的篩孔尺寸小于圓柱形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)的篩孔尺寸。

優(yōu)選的，所述倒錐形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)的篩孔尺寸為4mm～6mm，所述圓柱形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)的篩孔尺寸為16mm～24mm。

優(yōu)選的，所述隔板由剛性材料形成；所述隔板的厚度為4mm～6mm。

優(yōu)選的，所述沼渣回流管為剛性圓管。

優(yōu)選的，所述進(jìn)料圓管為鋼制圓管。

優(yōu)選的，還包括：

設(shè)置在所述罐體頂部的清理口；所述清理口與所述進(jìn)料圓管頂端的倒錐形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)相通。

本發(fā)明還提供了一種上述技術(shù)方案所述的厭氧發(fā)酵裝置的厭氧發(fā)酵方法，包括以下步驟：

a)將發(fā)酵原料進(jìn)料后，依次經(jīng)第一級(jí)過篩和第二級(jí)過篩，得到發(fā)酵液；所述第一級(jí)過篩的篩孔尺寸小于第二級(jí)過篩的篩孔尺寸；

b)將發(fā)酵液進(jìn)行厭氧發(fā)酵，得到沼氣并排出沼渣，完成沼氣的制備。

優(yōu)選的，步驟a)中所述進(jìn)料的流量為10m³/h～50m³/h。

優(yōu)選的，步驟a)中所述第一級(jí)過篩的篩孔尺寸為4mm～6mm，所述第二級(jí)過篩的篩孔尺寸為16mm～24mm。

優(yōu)選的，步驟b)中所述厭氧發(fā)酵的溫度為40℃～50℃，時(shí)間為55d～65d。

本發(fā)明提供了一種用于制備沼氣的厭氧發(fā)酵裝置，包括：罐體，所述罐體內(nèi)部設(shè)置有隔板，所述隔板向下凸起形成球冠結(jié)構(gòu)，并將罐體分為罐體上部和罐體下部，所述罐體下部分別設(shè)置有進(jìn)料管和排渣管，所述罐體上部設(shè)置有溢流出料管；設(shè)置在所述隔板底部的沼渣回流管，所述罐體上部和罐體下部通過沼渣回流管相通；沿豎直方向貫穿隔板設(shè)置在罐體內(nèi)部的進(jìn)料圓管，所述進(jìn)料圓管頂端與罐體頂部相連，所述進(jìn)料圓管底端與罐體底部相連；所述進(jìn)料圓管頂端為倒錐形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)，所述進(jìn)料圓管位于罐體下部的部分為圓柱形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)，所述倒錐形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)的篩孔尺寸小于圓柱形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)的篩孔尺寸。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的用于制備沼氣的厭氧發(fā)酵裝置無需機(jī)械設(shè)備攪拌、干擾，而是通過第一級(jí)過篩和第二級(jí)過篩，使發(fā)酵原料與發(fā)酵液、發(fā)酵污泥充分混合，從而有利于更徹底的發(fā)酵；同時(shí)，兩級(jí)過篩可以完全避免大顆粒秸稈碎屑漂浮于液面，也就避免了結(jié)殼問題。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明提供的厭氧發(fā)酵裝置池容產(chǎn)氣率為0.8(每天每1m³的池容產(chǎn)生0.8m³的沼氣)。

此外，本發(fā)明提供的厭氧發(fā)酵裝置有利于沼渣的排出，且過篩后的殘留物能夠通過特定結(jié)構(gòu)進(jìn)行清理，不會(huì)發(fā)生罐體阻塞等問題。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中用于制備沼氣的厭氧發(fā)酵裝置的結(jié)構(gòu)示意圖(機(jī)械設(shè)備側(cè)入)；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中用于制備沼氣的厭氧發(fā)酵裝置的結(jié)構(gòu)示意圖(機(jī)械設(shè)備正入)；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的用于制備沼氣的厭氧發(fā)酵裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例1提供的用于制備沼氣的厭氧發(fā)酵裝置的工作過程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明提供了一種用于制備沼氣的厭氧發(fā)酵裝置，包括：

罐體，所述罐體內(nèi)部設(shè)置有隔板，所述隔板向下凸起形成球冠結(jié)構(gòu)，并將罐體分為罐體上部和罐體下部，所述罐體下部分別設(shè)置有進(jìn)料管和排渣管，所述罐體上部設(shè)置有溢流出料管；

設(shè)置在所述隔板底部的沼渣回流管，所述罐體上部和罐體下部通過沼渣回流管相通；

沿豎直方向貫穿隔板設(shè)置在罐體內(nèi)部的進(jìn)料圓管，所述進(jìn)料圓管頂端與罐體頂部相連，所述進(jìn)料圓管底端與罐體底部相連；

所述進(jìn)料圓管頂端為倒錐形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)，所述進(jìn)料圓管位于罐體下部的部分為圓柱形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)，所述倒錐形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)的篩孔尺寸小于圓柱形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)的篩孔尺寸。

請(qǐng)參閱圖3，圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的用于制備沼氣的厭氧發(fā)酵裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，1為罐體，2為隔板，3為罐體上部，4為罐體下部，5為進(jìn)料管，6為排渣管，7為溢流出料管，8為沼渣回流管，9為進(jìn)料圓管，10為倒錐形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)，11為圓柱形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)，12為倒錐形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)的篩孔，13為圓柱形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)的篩孔。

在本發(fā)明中，所述罐體(1)能夠進(jìn)行厭氧發(fā)酵，由罐體底板、罐體壁板和罐體頂蓋組成，本發(fā)明對(duì)此沒有特殊限制。

在本發(fā)明中，所述罐體(1)內(nèi)部設(shè)置有隔板(2)，所述隔板(2)向下凸起形成球冠結(jié)構(gòu)，并將罐體(1)分為罐體上部(3)和罐體下部(4)。在本發(fā)明中，所述隔板(2)優(yōu)選由剛性材料形成，保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，如可采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的鋼材料。在本發(fā)明中，所述隔板(2)的厚度優(yōu)選為4mm～6mm，更優(yōu)選為5mm。在本發(fā)明中，所述隔板(2)將罐體(1)分為獨(dú)立的兩部分，位于隔板(2)上方的為罐體上部(3)，位于隔板(2)下方的為罐體下部(4)。

在本發(fā)明中，所述罐體下部(4)分別設(shè)置有進(jìn)料管(5)和排渣管(6)。在本發(fā)明中，由于沼渣沉積在罐體(1)底部，本發(fā)明優(yōu)選將進(jìn)料管(5)設(shè)置在排渣管(6)上方，便于發(fā)酵原料進(jìn)料過程及排渣過程能夠正常進(jìn)行。在本發(fā)明中，所述進(jìn)料管(5)的直徑優(yōu)選為80mm～120mm，更優(yōu)選為100mm；所述排渣管(6)的直徑優(yōu)選為140mm～160mm，更優(yōu)選為150mm。

在本發(fā)明中，所述罐體上部(3)設(shè)置有溢流出料管(7)。在本發(fā)明中，所述溢流出料管(7)用于控制罐體(1)內(nèi)的液體高度，同時(shí)在完成厭氧發(fā)酵過程后排出沼氣。在本發(fā)明中，所述溢流出料管(7)的直徑優(yōu)選為140mm～160mm，更優(yōu)選為150mm。

在本發(fā)明中，所述隔板(2)底部設(shè)置有沼渣回流管(8)，所述罐體上部(3)和罐體下部(4)通過沼渣回流管(8)相通。在本發(fā)明中，所述沼渣回流管(8)沿豎直方向設(shè)置，頂端連接在隔板(2)球冠結(jié)構(gòu)最低端的端點(diǎn)處，底端懸空設(shè)置，不與罐體(1)底板接觸，從而使罐體上部(3)產(chǎn)生的沼渣能夠經(jīng)沼渣回流管(8)回到罐體下部(4)底部。在本發(fā)明中，所述沼渣回流管(8)優(yōu)選為剛性圓管；所述沼渣回流管(8)的直徑優(yōu)選為250mm～350mm，更優(yōu)選為300mm。

在本發(fā)明中，所述罐體(1)內(nèi)部沿豎直方向設(shè)置有貫穿隔板(2)的進(jìn)料圓管(9)，所述進(jìn)料圓管(9)頂端與罐體(1)頂部相連，所述進(jìn)料圓管(9)底端與罐體(1)底部相連；從而使所述進(jìn)料圓管(9)在豎直方向上的高度與罐體(1)高度一致，同時(shí)所述進(jìn)料圓管(9)與罐體(1)相連部分為密封結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明中，所述進(jìn)料圓管(9)優(yōu)選為鋼制圓管；所述進(jìn)料圓管(9)的直徑優(yōu)選為450mm～550mm，更優(yōu)選為500mm。

在本發(fā)明中，所述進(jìn)料圓管(9)頂端與罐體(1)頂蓋接觸，底端與罐體(1)底板接觸，同時(shí)，根據(jù)進(jìn)料圓管(9)在罐體(1)內(nèi)部的不同位置，分成三個(gè)部分：位于罐體上部(3)且在實(shí)際生產(chǎn)中超出液體高度的進(jìn)料圓管(9)頂端部分為倒錐形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)(10)，位于罐體上部(3)的其他部分為常規(guī)圓管結(jié)構(gòu)，位于罐體下部(4)的部分為圓柱形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)(11)。

在本發(fā)明中，所述倒錐形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)(10)和圓柱形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)(11)均設(shè)置有篩孔，所述倒錐形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)(10)的篩孔尺寸小于圓柱形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)(11)的篩孔尺寸。在厭氧發(fā)酵過程中，發(fā)酵原料進(jìn)料后，首先經(jīng)圓柱形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)(11)實(shí)現(xiàn)第一級(jí)過篩，并將尺寸較大的秸稈類生物質(zhì)碎屑留在罐體下部(4)，隨進(jìn)料時(shí)的流量沖擊與罐體(1)底部的沼渣進(jìn)行攪拌，促進(jìn)其發(fā)酵消化，碎屑也會(huì)逐漸變軟、變??；進(jìn)入進(jìn)料圓管(9)的發(fā)酵原料沿進(jìn)料圓管(9)升至頂端倒錐形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)(10)，進(jìn)行第二級(jí)過篩，由于所述倒錐形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)(10)的篩孔尺寸小于圓柱形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)(11)的篩孔尺寸，使發(fā)酵原料進(jìn)一步細(xì)化得到發(fā)酵效果較好的發(fā)酵液，同時(shí)倒錐形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)(10)超出液體高度，實(shí)現(xiàn)擾動(dòng)，從而使發(fā)酵原料與發(fā)酵液、發(fā)酵污泥充分混合，從而有利于更徹底的發(fā)酵；同時(shí)，兩級(jí)過篩可以完全避免大顆粒秸稈碎屑漂浮于液面，也就避免了結(jié)殼問題。

在本發(fā)明中，所述倒錐形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)(10)的篩孔尺寸優(yōu)選為4mm～6mm，更優(yōu)選為5mm。在本發(fā)明中，所述圓柱形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)(11)的篩孔尺寸優(yōu)選為16mm～24mm，更優(yōu)選為20mm。

在本發(fā)明中，所述厭氧發(fā)酵裝置優(yōu)選還包括：

設(shè)置在所述罐體(1)頂部的清理口。在本發(fā)明中，所述清理口與所述進(jìn)料圓管(9)頂端的倒錐形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)(10)相通，用于清理留在倒錐形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)(10)的秸稈類生物質(zhì)碎屑。

按照上述本發(fā)明實(shí)施例提供的用于制備沼氣的厭氧發(fā)酵裝置，無需機(jī)械設(shè)備攪拌、干擾，而是通過特定結(jié)構(gòu)與連接關(guān)系的厭氧發(fā)酵裝置實(shí)現(xiàn)第一級(jí)過篩和第二級(jí)過篩，使發(fā)酵原料與發(fā)酵液、發(fā)酵污泥充分混合并避免形成結(jié)殼，能耗及運(yùn)行維護(hù)成本低，并且制備沼氣的發(fā)酵效率高。本發(fā)明實(shí)施例工作過程如下：

首先，將發(fā)酵原料從進(jìn)料管(5)進(jìn)料至罐體下部(4)。

其次，所述發(fā)酵原料經(jīng)圓柱形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)(11)實(shí)現(xiàn)第一級(jí)過篩，并將尺寸較大的秸稈類生物質(zhì)碎屑留在罐體下部(4)；進(jìn)入進(jìn)料圓管(9)的發(fā)酵原料沿進(jìn)料圓管(9)升至頂端倒錐形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)(10)，進(jìn)行第二級(jí)過篩，由于所述倒錐形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)(10)的篩孔尺寸小于圓柱形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)(11)的篩孔尺寸，使發(fā)酵原料進(jìn)一步細(xì)化得到發(fā)酵效果較好的發(fā)酵液，進(jìn)入罐體上部(3)，同時(shí)在發(fā)酵液進(jìn)入罐體上部(3)的過程中，倒錐形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)(10)超出液體高度，實(shí)現(xiàn)擾動(dòng)，從而使發(fā)酵原料與發(fā)酵液、發(fā)酵污泥充分混合，從而有利于更徹底的發(fā)酵；同時(shí)，兩級(jí)過篩可以完全避免大顆粒秸稈碎屑漂浮于液面，也就避免了結(jié)殼問題。

再次，進(jìn)入罐體上部(3)的發(fā)酵液通過溢流出料管(7)控制液體高度，進(jìn)行厭氧發(fā)酵，得到沼氣并產(chǎn)生沼渣；其中，沼氣在完成厭氧發(fā)酵過程后經(jīng)溢流出料管(7)排出，而沼渣通過沼渣回流管(8)回到罐體下部(4)底部，隨進(jìn)料時(shí)的流量沖擊與罐體(1)底部的發(fā)酵原料碎屑進(jìn)行攪拌，實(shí)現(xiàn)沼渣的發(fā)酵消化，而碎屑也會(huì)逐漸變軟、變小，再次進(jìn)入進(jìn)料圓管(9)。

最后，過多的沼渣通過排渣管(6)定期排出罐體下部(4)，倒錐形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)(10)中的秸稈類生物質(zhì)碎屑通過清理口定期清理。

本發(fā)明還提供了一種上述技術(shù)方案所述的厭氧發(fā)酵裝置的厭氧發(fā)酵方法，包括以下步驟：

a)將發(fā)酵原料進(jìn)料后，依次經(jīng)第一級(jí)過篩和第二級(jí)過篩，得到發(fā)酵液；所述第一級(jí)過篩的篩孔尺寸小于第二級(jí)過篩的篩孔尺寸；

b)將發(fā)酵液進(jìn)行厭氧發(fā)酵，得到沼氣并排出沼渣，完成沼氣的制備。

本發(fā)明首先將發(fā)酵原料進(jìn)行進(jìn)料。在本發(fā)明中，所述發(fā)酵原料為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的秸稈類生物質(zhì)及包括秸稈類生物質(zhì)的混合發(fā)酵原料，本發(fā)明對(duì)此沒有特殊限制。本發(fā)明對(duì)所述進(jìn)料的方式?jīng)]有特殊限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的機(jī)械打入的技術(shù)方案即可。在本發(fā)明中，所述進(jìn)料的流量?jī)?yōu)選為10m³/h～50m³/h，更優(yōu)選為25m³/h。本發(fā)明在厭氧發(fā)酵過程中進(jìn)行周期進(jìn)料，所述進(jìn)料周期為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的一天，本發(fā)明對(duì)所述進(jìn)料量沒有特殊限制，按照裝置規(guī)模及實(shí)際生產(chǎn)結(jié)果進(jìn)行設(shè)置。

完成所述進(jìn)料過程后，本發(fā)明將發(fā)酵原料依次經(jīng)第一級(jí)過篩和第二級(jí)過篩，得到發(fā)酵液。在本發(fā)明中，所述第一級(jí)過篩的篩孔尺寸小于第二級(jí)過篩的篩孔尺寸，本發(fā)明首先進(jìn)行第一級(jí)過篩，將尺寸較大的秸稈類生物質(zhì)碎屑截留，隨進(jìn)料時(shí)的流量沖擊與沼渣進(jìn)行攪拌，促進(jìn)其發(fā)酵消化，碎屑也會(huì)逐漸變軟、變?。坏谝患?jí)過篩后的發(fā)酵原料繼續(xù)進(jìn)行第二級(jí)過篩，由于所述第一級(jí)過篩的篩孔尺寸小于第二級(jí)過篩的篩孔尺寸，使發(fā)酵原料進(jìn)一步細(xì)化得到發(fā)酵效果較好的發(fā)酵液，同時(shí)兩級(jí)過篩可以完全避免大顆粒秸稈碎屑漂浮于液面，也就避免了結(jié)殼問題。

在本發(fā)明中，所述第一級(jí)過篩的篩孔尺寸優(yōu)選為4mm～6mm，更優(yōu)選5mm。在本發(fā)明中，所述第二級(jí)過篩的篩孔尺寸優(yōu)選為16mm～24mm，更優(yōu)選為20mm。

得到所述發(fā)酵液后，本發(fā)明將發(fā)酵液進(jìn)行厭氧發(fā)酵，得到沼氣并排出沼渣，完成沼氣的制備。在本發(fā)明中，所述厭氧發(fā)酵的溫度優(yōu)選為40℃～50℃，更優(yōu)選為45℃；所述厭氧發(fā)酵的時(shí)間優(yōu)選為55d～65d，更優(yōu)選為60d。在本發(fā)明中，厭氧發(fā)酵過程中產(chǎn)生的沼渣與進(jìn)料的發(fā)酵原料進(jìn)一步攪拌也能夠在一定程度上發(fā)酵消化，過多的沼渣定期排出。

本發(fā)明提供了一種用于制備沼氣的厭氧發(fā)酵裝置，包括：罐體，所述罐體內(nèi)部設(shè)置有隔板，所述隔板向下凸起形成球冠結(jié)構(gòu)，并將罐體分為罐體上部和罐體下部，所述罐體下部分別設(shè)置有進(jìn)料管和排渣管，所述罐體上部設(shè)置有溢流出料管；設(shè)置在所述隔板底部的沼渣回流管，所述罐體上部和罐體下部通過沼渣回流管相通；沿豎直方向貫穿隔板設(shè)置在罐體內(nèi)部的進(jìn)料圓管，所述進(jìn)料圓管頂端與罐體頂部相連，所述進(jìn)料圓管底端與罐體底部相連；所述進(jìn)料圓管頂端為倒錐形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)，所述進(jìn)料圓管位于罐體下部的部分為圓柱形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)，所述倒錐形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)的篩孔尺寸小于圓柱形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)的篩孔尺寸。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的用于制備沼氣的厭氧發(fā)酵裝置無需機(jī)械設(shè)備攪拌、干擾，而是通過第一級(jí)過篩和第二級(jí)過篩，使發(fā)酵原料與發(fā)酵液、發(fā)酵污泥充分混合，從而有利于更徹底的發(fā)酵；同時(shí)，兩級(jí)過篩可以完全避免大顆粒秸稈碎屑漂浮于液面，也就避免了結(jié)殼問題。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明提供的厭氧發(fā)酵裝置池容產(chǎn)氣率為0.8(每天每1m³的池容產(chǎn)生0.8m³的沼氣)。

此外，本發(fā)明提供的厭氧發(fā)酵裝置有利于沼渣的排出，且過篩后的殘留物能夠通過特定結(jié)構(gòu)進(jìn)行清理，不會(huì)發(fā)生罐體阻塞等問題。

為了進(jìn)一步說明本發(fā)明，下面通過以下實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明以下實(shí)施例所用的發(fā)酵原料為秸稈原料漿(固體濃度TS為6％)。

實(shí)施例1

請(qǐng)參閱圖4，圖4為本發(fā)明實(shí)施例1提供的用于制備沼氣的厭氧發(fā)酵裝置的工作過程示意圖，其中，1為罐體，2為隔板，3為罐體上部，4為罐體下部，5為進(jìn)料管，6為排渣管，7為溢流出料管，8為沼渣回流管，9為進(jìn)料圓管，10為倒錐形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)，11為圓柱形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)，12為倒錐形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)的篩孔，13為圓柱形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)的篩孔，14為清理口，a為進(jìn)料過程，b為第一級(jí)過篩過程，c為發(fā)酵原料流動(dòng)過程，d為第二級(jí)過篩過程，e為沼渣回流過程，1’為沼渣，2’為發(fā)酵原料，3’為發(fā)酵液。

本發(fā)明實(shí)施例1所述的厭氧發(fā)酵裝置的罐體(1)容積為1000m³，直徑為10800mm，高度為11325mm，隔板(2)與罐體壁板連接位置高度為7000mm，隔板(2)厚度為5mm，進(jìn)料管(5)的直徑100mm，排渣管(6)的直徑為150mm，溢流出料管(7)的直徑為150mm，沼渣回流管(8)的直徑為300mm，其底端距罐體底板高度為800mm，進(jìn)料圓管(9)的直徑為500mm，頂端倒錐形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)(10)的篩孔尺寸為5mm，且高出液體高度400mm，圓柱形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)(11)的篩孔尺寸為20mm。

本發(fā)明實(shí)施例1所述的厭氧發(fā)酵裝置的工作過程如下：

首先，將1.71t(共計(jì)28.5m³料漿)的發(fā)酵原料2’從進(jìn)料管(5)進(jìn)料至罐體下部(4)，進(jìn)料流量為25m³/h，進(jìn)料頻率為1次/d，罐體充滿后，再進(jìn)料時(shí)，采用回流沼液進(jìn)行原料稀釋，沼液回流量為22.86m³。

其次，所述發(fā)酵原料2’經(jīng)圓柱形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)(11)實(shí)現(xiàn)第一級(jí)過篩，并將尺寸較大的秸稈類生物質(zhì)碎屑留在罐體下部(4)；進(jìn)入進(jìn)料圓管(9)的發(fā)酵原料2’沿進(jìn)料圓管(9)升至頂端倒錐形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)(10)，進(jìn)行第二級(jí)過篩，由于所述倒錐形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)(10)的篩孔尺寸小于圓柱形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)(11)的篩孔尺寸，使發(fā)酵原料2’進(jìn)一步細(xì)化得到發(fā)酵效果較好的發(fā)酵液3’，進(jìn)入罐體上部(3)，同時(shí)在發(fā)酵液3’進(jìn)入罐體上部(3)的過程中，倒錐形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)(10)超出液體高度，實(shí)現(xiàn)擾動(dòng)，兩級(jí)過篩可以完全的避免大顆粒秸稈碎屑漂浮于液面，也就避免了結(jié)殼問題。

再次，進(jìn)入罐體上部(3)的發(fā)酵液3’通過溢流出料管(7)控制液體高度，在45℃下進(jìn)行厭氧發(fā)酵60d，得到沼氣并產(chǎn)生沼渣1’；其中，沼氣在完成厭氧發(fā)酵過程后經(jīng)溢流出料管(7)排出，而沼渣1’通過沼渣回流管(8)回到罐體下部(4)底部，隨周期進(jìn)料時(shí)的流量沖擊與罐體(1)底部的發(fā)酵原料碎屑進(jìn)行攪拌，實(shí)現(xiàn)沼渣的發(fā)酵消化，而碎屑也會(huì)逐漸變軟、變小，再次進(jìn)入進(jìn)料圓管(9)。

最后，沼渣1’每周通過排渣管(6)排出罐體下部(4)，每次排放沼渣87.5t(含水率89.71％)，經(jīng)過固液分離機(jī)，得到沼渣18t(含水率50％)，作為回流沼液，控制罐體下部(4)中的發(fā)酵原料濃度在15％以內(nèi)，平均固體濃度TS為10.29％；同時(shí)，倒錐形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)(10)中的秸稈類生物質(zhì)碎屑通過清理口定期清理。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明提供的厭氧發(fā)酵裝置池容產(chǎn)氣率為0.8(每天每1m³的池容產(chǎn)生0.8m³的沼氣)。

所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。