本發(fā)明涉及厭氧發(fā)酵，特別是涉及一種純秸稈高容積產(chǎn)氣率厭氧發(fā)酵設(shè)備及方法。

背景技術(shù)：

1、全球每年產(chǎn)生的大量農(nóng)業(yè)廢棄物(如玉米秸稈、稻草等)如果不能得到有效利用，不僅會造成資源浪費，還可能引發(fā)環(huán)境污染問題。傳統(tǒng)的秸稈處理方式，如焚燒、堆肥等，存在環(huán)境污染、資源利用率低等問題。厭氧發(fā)酵技術(shù)為秸稈的高效利用提供了一種環(huán)保且經(jīng)濟的解決方案?，F(xiàn)有的厭氧發(fā)酵設(shè)備及工藝在處理純秸稈時，面臨秸稈易上浮，產(chǎn)氣效率低等問題，這限制了其商業(yè)化應用的潛力。秸稈的結(jié)構(gòu)復雜，含有大量的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，這些成分難以被微生物直接降解，需要進行工藝手段調(diào)整。因此針對秸稈處理研發(fā)出一種高濃度厭氧發(fā)酵工藝，解決進出料系統(tǒng)限制，減少設(shè)備維護頻率，提高物料容積產(chǎn)氣率非常必要。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種純秸稈高容積產(chǎn)氣率厭氧發(fā)酵設(shè)備及方法，可解決進出料系統(tǒng)限制，減少設(shè)備維護頻率，提高物料容積產(chǎn)氣率。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

3、一種純秸稈高容積產(chǎn)氣率厭氧發(fā)酵設(shè)備，所述設(shè)備包括攪拌機，所述攪拌機連通有上料泵，所述上料泵通過循環(huán)料進管與若干根上料管連通有罐式進出料器，所述罐式進出料器通過出料管和若干根進料管分別與沼氣發(fā)酵罐連通，所述罐式進出料器還分別連通有水環(huán)式真空泵和氣充罐，所述氣充罐連通有空氣壓縮機組，所述沼氣發(fā)酵罐與所述攪拌機通過若干根循環(huán)料管連通；

4、所述沼氣發(fā)酵罐包括罐體，所述罐體上可拆卸連接有罐蓋，所述罐體分為外環(huán)罐和內(nèi)環(huán)罐，所述外環(huán)罐與所述內(nèi)環(huán)罐連通，所述外環(huán)罐通過若干根所述進料管與所述罐式進出料器連通，所述內(nèi)環(huán)罐通過所述出料管與所述罐式進出料器連通，所述內(nèi)環(huán)罐通過若干根循環(huán)料管與所述攪拌機連通。

5、可選地，所述罐蓋上開設(shè)有孔，所述孔適配安裝有s平板玻璃視鏡；所述罐蓋上安裝有l(wèi)d雷達物料儀。

6、可選地，任一所述上料管均分別連通有管道玻璃管視鏡，所述管道玻璃管視鏡與所述上料泵連通。

7、可選地，所述上料泵與所述管道玻璃管視鏡間為緩沖軟連接。

8、可選地，所述水環(huán)式真空泵與所述罐式進出料器間安裝有第一dq電動球閥；所述罐式進出料器與所述氣充罐間安裝有第二dq電動球閥；所述氣充罐與所述空氣壓縮機組間安裝有第三dq電動球閥。

9、可選地，所述出料管上安裝有第一dz電動閘閥；每一所述上料管上均安裝有第二dz電動閘閥；每一所述循環(huán)料管上均安裝有第三dz電動閘閥；所述攪拌機與所述上料泵間安裝有第四dz電動閘閥；所述循環(huán)料進管上安裝有第七dz電動閘閥。

10、可選地，所述上料泵與所述管道玻璃管視鏡間安裝有第五dz電動閘閥。

11、可選地，所述循環(huán)料管與所述攪拌機連通口處安裝有第六dz電動閘閥。

12、可選地，所述空氣壓縮機組為螺桿式空氣壓縮機組。

13、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了如下方案：

14、一種純秸稈高容積產(chǎn)氣率厭氧發(fā)酵方法，所述方法應用于上述的純秸稈高容積產(chǎn)氣率厭氧發(fā)酵設(shè)備，所述方法包括：

15、s1，投產(chǎn)時進料，物料進入攪拌機，通過上料泵將物料輸送到沼氣發(fā)酵罐中，物料通過進料管路先進入到外環(huán)罐中，等到外環(huán)罐滿了溢流至中心內(nèi)環(huán)罐內(nèi)；

16、s2，出料，停止進料，關(guān)閉氣充罐與罐式進出料器間閥門、循環(huán)料管進攪拌機閥門、循環(huán)料進管上的閥門，開啟水環(huán)式真空泵，通過抽負壓以及配合重力輸送，將內(nèi)環(huán)罐中物料輸送至罐式進出料器；

17、s3，正常生產(chǎn)時循環(huán)進料，出料后，內(nèi)環(huán)罐內(nèi)料位降低，外環(huán)罐溢流到內(nèi)環(huán)罐內(nèi)，外環(huán)罐料位降低至內(nèi)環(huán)罐頂部高度位置，補充進料，開啟氣充罐與罐式進出料器間閥門；

18、s4，停止進料，關(guān)閉氣充罐與罐式進出料器間閥門、循環(huán)料管進攪拌機閥門，打開循環(huán)料管上的閥門、出料管上的閥門、水環(huán)式真空泵與罐式進出料器間的閥門，打開真空泵，將外環(huán)罐內(nèi)物料輸送至罐式進出料器；

19、s5，關(guān)閉循環(huán)料進管上的閥門、出料管上的閥門、水環(huán)式真空泵與罐式進出料器間的閥門，打開氣充罐與罐式進出料器間閥門、循環(huán)料管進攪拌機閥門，開啟空氣壓縮機，將罐式進出料器中物料打出至攪拌機中，與新加入秸稈物料混合均勻后，打開循環(huán)料管上的閥門，打開進料泵，將新舊混合物料輸送至沼氣發(fā)酵罐中，物料先進入到外環(huán)罐，再通過溢流進入內(nèi)環(huán)罐補充料位。

20、根據(jù)本發(fā)明提供的具體實施例，本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：

21、本發(fā)明通過增加內(nèi)罐構(gòu)造，將物料隔離成兩個區(qū)域，并采用了溢流-循環(huán)體系，使得厭氧發(fā)酵的主要反應集中在產(chǎn)氫和產(chǎn)乙酸階段，而內(nèi)環(huán)罐區(qū)域則保持較為穩(wěn)定的環(huán)境，為產(chǎn)甲烷菌創(chuàng)造了更為適宜的生存條件；厭氧反應以產(chǎn)甲烷反應為主導，顯著提高了產(chǎn)氣效率和容積產(chǎn)氣率。

22、進料管通過內(nèi)環(huán)罐向上輸送至外環(huán)罐，實現(xiàn)了發(fā)酵反應放熱的有效回收利用；不僅起到了預熱物料的作用，提高了能源利用效率，還顯著提升了反應效率；通過這種方式，系統(tǒng)能夠更有效地利用內(nèi)部產(chǎn)生的熱量，為進入的物料提供預熱，進而增強了整個厭氧發(fā)酵過程的效能。

技術(shù)特征：

1.一種純秸稈高容積產(chǎn)氣率厭氧發(fā)酵設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括攪拌機(1)，所述攪拌機(1)連通有上料泵(2)，所述上料泵(2)通過循環(huán)料進管(22)與若干根上料管(10)連通有罐式進出料器(3)，所述罐式進出料器(3)通過出料管(7)和若干根進料管(8)分別與沼氣發(fā)酵罐(11)連通，所述罐式進出料器(3)還分別連通有水環(huán)式真空泵(4)和氣充罐(5)，所述氣充罐(5)連通有空氣壓縮機組(6)，所述沼氣發(fā)酵罐(11)與所述攪拌機(1)通過若干根循環(huán)料管(9)連通；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的純秸稈高容積產(chǎn)氣率厭氧發(fā)酵設(shè)備，其特征在于，所述罐蓋(1102)上開設(shè)有孔，所述孔適配安裝有s平板玻璃視鏡；所述罐蓋(1102)上安裝有l(wèi)d雷達物料儀。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的純秸稈高容積產(chǎn)氣率厭氧發(fā)酵設(shè)備，其特征在于，任一所述上料管(10)均分別連通有管道玻璃管視鏡，所述管道玻璃管視鏡與所述上料泵(2)連通。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的純秸稈高容積產(chǎn)氣率厭氧發(fā)酵設(shè)備，其特征在于，所述上料泵(2)與所述管道玻璃管視鏡間為緩沖軟連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的純秸稈高容積產(chǎn)氣率厭氧發(fā)酵設(shè)備，其特征在于，所述水環(huán)式真空泵(4)與所述罐式進出料器(3)間安裝有第一dq電動球閥(12)；所述罐式進出料器(3)與所述氣充罐(5)間安裝有第二dq電動球閥(13)；所述氣充罐(5)與所述空氣壓縮機組(6)間安裝有第三dq電動球閥(14)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的純秸稈高容積產(chǎn)氣率厭氧發(fā)酵設(shè)備，其特征在于，所述出料管(7)上安裝有第一dz電動閘閥(15)；每一所述上料管(10)上均安裝有第二dz電動閘閥(16)；每一所述循環(huán)料管(9)上均安裝有第三dz電動閘閥(17)；所述攪拌機(1)與所述上料泵(2)間安裝有第四dz電動閘閥(18)；所述循環(huán)料進管(22)上安裝有第七dz電動閘閥(21)。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的純秸稈高容積產(chǎn)氣率厭氧發(fā)酵設(shè)備，其特征在于，所述上料泵(2)與所述管道玻璃管視鏡間安裝有第五dz電動閘閥(19)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的純秸稈高容積產(chǎn)氣率厭氧發(fā)酵設(shè)備，其特征在于，所述循環(huán)料管(9)與所述攪拌機(1)連通口處安裝有第六dz電動閘閥(20)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的純秸稈高容積產(chǎn)氣率厭氧發(fā)酵設(shè)備，其特征在于，所述空氣壓縮機組(6)為螺桿式空氣壓縮機組(6)。

10.一種純秸稈高容積產(chǎn)氣率厭氧發(fā)酵方法，其特征在于，所述方法應用于權(quán)利要求1-9任一項所述的純秸稈高容積產(chǎn)氣率厭氧發(fā)酵設(shè)備，所述方法包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種純秸稈高容積產(chǎn)氣率厭氧發(fā)酵設(shè)備及方法，涉及厭氧發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域。所述設(shè)備包括攪拌機，攪拌機連通有上料泵，上料泵通過循環(huán)料進管與若干根上料管連通有罐式進出料器，罐式進出料器通過出料管和若干根進料管分別與沼氣發(fā)酵罐連通，罐式進出料器還分別連通有水環(huán)式真空泵和氣充罐，氣充罐連通有空氣壓縮機組，沼氣發(fā)酵罐與攪拌機通過若干根循環(huán)料管連通；沼氣發(fā)酵罐包括罐體，罐體上可拆卸連接有罐蓋，罐體分為外環(huán)罐和內(nèi)環(huán)罐，外環(huán)罐與內(nèi)環(huán)罐連通，外環(huán)罐通過若干根進料管與罐式進出料器連通，內(nèi)環(huán)罐通過出料管與罐式進出料器連通，內(nèi)環(huán)罐通過若干根循環(huán)料管與攪拌機連通。本發(fā)明解決了進出料系統(tǒng)限制，提高了物料容積產(chǎn)氣率。

技術(shù)研發(fā)人員：李洪燕,王立賓,張德福,種悅暉,李錚,浦鵬
受保護的技術(shù)使用者：北京振徽節(jié)能環(huán)?？萍加邢薰?br/>技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9