一種自保溫的沼氣池及其運(yùn)行方法技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)一種自保溫的沼氣池及其運(yùn)行方法，包括物料反應(yīng)間、出料間和包裹于物料反應(yīng)間的外的中空儲(chǔ)氣夾層；所述物料反應(yīng)間與中空儲(chǔ)氣夾層的底部之間設(shè)置有剛性支撐結(jié)構(gòu)；所述進(jìn)料管貫穿中空儲(chǔ)氣夾層并通向物料反應(yīng)間內(nèi)部；物料反應(yīng)間頂部設(shè)置導(dǎo)氣管入口；物料反應(yīng)間下部設(shè)置出料管，出料管與所述出料間連通；還包括位于中空儲(chǔ)氣夾層內(nèi)的積水收集管；在中空儲(chǔ)氣夾層頂部還設(shè)置有沼氣輸送管。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)充分利用系統(tǒng)自身的沼氣進(jìn)行隔熱，有效較少了熱損失，并提高了系統(tǒng)發(fā)酵過(guò)程的穩(wěn)定性；產(chǎn)生的沼氣在儲(chǔ)存過(guò)程中進(jìn)行了自身進(jìn)行了重力脫水，使輸送的沼氣含水量低。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)屬于沼氣生產(chǎn)設(shè)備
，特別是涉及一種自保溫的沼氣池及其運(yùn)行方法。
技術(shù)介紹
沼氣池是我國(guó)農(nóng)村一種常用的生活和養(yǎng)殖廢棄物處理方式，其主要原理是將生活和養(yǎng)殖過(guò)程中產(chǎn)生的糞污排放到沼氣池中進(jìn)行發(fā)酵，降解其中的有毒有害物質(zhì)，同時(shí)產(chǎn)出可用利用的清潔能源—沼氣，降解后的沼渣沼液可以作為有機(jī)肥料使用。沼氣技術(shù)綠色環(huán)保，不產(chǎn)生二次污染，且可以有效緩解一些農(nóng)村地區(qū)能源緊張的情況，是我國(guó)政府大力推廣的技術(shù)之一。雖然我國(guó)近年來(lái)在這方面也取得了不少研究進(jìn)展，如中國(guó)專(zhuān)利“CN201510600163”公開(kāi)了一種沼氣發(fā)酵防結(jié)殼攪拌裝置，由電機(jī)、減速器、連軸器、水封、全螺旋葉片和攪拌軸組成，攪拌軸穿過(guò)沼氣發(fā)酵池上部的預(yù)留口設(shè)置在沼氣發(fā)酵池內(nèi)部，全螺旋葉片沿長(zhǎng)度方向盤(pán)繞在攪拌軸的外表面上，攪拌軸的上部設(shè)置有連軸器，攪拌軸的上端面設(shè)置減速器，減速器的上端設(shè)置電機(jī)，沼氣發(fā)酵池上部的預(yù)留口的上端設(shè)置水封，水封設(shè)置有進(jìn)水口和出水口，該專(zhuān)利技術(shù)用于沼氣發(fā)酵池的攪拌，解決現(xiàn)有沼氣發(fā)酵池頂結(jié)殼及清理困難的問(wèn)題。又如中國(guó)專(zhuān)利“CN201510586721”提供了一種簡(jiǎn)便沼氣發(fā)酵裝置，它主要包括底箱、發(fā)酵袋、發(fā)酵袋底座和管路，該專(zhuān)利技術(shù)所述的裝置可隨時(shí)拆裝，不長(zhǎng)期占用土地，投入成本大幅度降低，并使沼氣發(fā)酵料的填裝和沼渣的拆卸操作和沼氣輸送更加簡(jiǎn)單易行，本專(zhuān)利技術(shù)還提供了使用所述裝置的沼氣發(fā)生方法。然而，沼氣池在環(huán)境溫度較低的時(shí)候發(fā)酵效率較低，雖然現(xiàn)在多采用人工或鍋爐加熱來(lái)進(jìn)行保溫，但是這種保溫方式消耗能源，且增加了人力成本。同時(shí)，目前沼氣池的產(chǎn)生的沼氣含水量較高，這不僅使得增加了后續(xù)脫水設(shè)施工作負(fù)荷，還會(huì)影響脫硫劑的脫硫效果，這些問(wèn)題使目前沼氣池在應(yīng)用上受到一定限制，有待改善。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了解決上述問(wèn)題，本專(zhuān)利技術(shù)提出了一種自保溫的沼氣池及其運(yùn)行方法，充
分利用系統(tǒng)自身的沼氣進(jìn)行隔熱，有效較少了熱損失，延長(zhǎng)了沼氣池系統(tǒng)的工作時(shí)間，并提高了系統(tǒng)發(fā)酵過(guò)程的穩(wěn)定性。同時(shí)，產(chǎn)生的沼氣在儲(chǔ)存過(guò)程中進(jìn)行了自身進(jìn)行了重力脫水，使輸送的沼氣含水量低，質(zhì)量更好。為達(dá)到上述目的，本專(zhuān)利技術(shù)采用的技術(shù)方案是：一種自保溫的沼氣池，包括物料反應(yīng)間、出料間和包裹于物料反應(yīng)間的外的中空儲(chǔ)氣夾層；所述物料反應(yīng)間與中空儲(chǔ)氣夾層的底部之間設(shè)置有剛性支撐結(jié)構(gòu)；還包括進(jìn)料管，所述進(jìn)料管貫穿中空儲(chǔ)氣夾層并通向物料反應(yīng)間內(nèi)部；還包括導(dǎo)氣管，物料反應(yīng)間頂部設(shè)置導(dǎo)氣管入口，且導(dǎo)氣管的自由端沿中空儲(chǔ)氣夾層伸向中空儲(chǔ)氣夾層下部；還包括出料管，物料反應(yīng)間下部設(shè)置出料管，出料管與所述出料間連通；還包括位于中空儲(chǔ)氣夾層內(nèi)的積水收集管，積水收集管的一端穿過(guò)并固定在中空儲(chǔ)氣夾層頂部的外壁上，積水收集管的另一端鋪設(shè)中空儲(chǔ)氣夾層底部；在中空儲(chǔ)氣夾層頂部還設(shè)置有沼氣輸送管。進(jìn)一步的是，所述物料反應(yīng)間為球形結(jié)構(gòu)。采用球形結(jié)構(gòu)，處理同樣體積的發(fā)酵物，散熱面積最小，充分地降低了熱損失，保證了熱源效率。進(jìn)一步的是，所述物料反應(yīng)間的有效容積小于中空儲(chǔ)氣夾層的有效容積。中空儲(chǔ)氣夾層的體積儲(chǔ)存容積較大，能儲(chǔ)存足夠多的沼氣，且儲(chǔ)存沼氣時(shí)不會(huì)占用物料反應(yīng)間的空間，因此物料反應(yīng)間的物料不會(huì)因?yàn)檎託鈨?chǔ)存過(guò)程中產(chǎn)生的壓力而被壓出沼氣池，保證了物料反應(yīng)間內(nèi)的物料有足夠的停留時(shí)間。進(jìn)一步的是，所述出料間為圓柱形。進(jìn)一步的是，所述進(jìn)料管垂直接入物料反應(yīng)間內(nèi)，，且進(jìn)料管的出口設(shè)置在物料反應(yīng)間設(shè)計(jì)液面以下不小于50mm處。進(jìn)一步的是，出料管安裝時(shí)采用向下不小于1°的傾角。進(jìn)一步的是，在所述積水收集管出口處安裝閥門(mén)。進(jìn)一步的是，自保溫沼氣池的制作材料為玻璃鋼或磚混結(jié)構(gòu)；采用磚混結(jié)構(gòu)時(shí)，在物料反應(yīng)間和出料間的內(nèi)壁上涂刷防水材料，在中空儲(chǔ)氣夾層的內(nèi)壁上涂刷防水防漏氣材料。另一方面，本專(zhuān)利技術(shù)還提供了一種自保溫的沼氣池的運(yùn)行方法，包括步驟：發(fā)酵物料通過(guò)進(jìn)料管進(jìn)入物料反應(yīng)間，在物料反應(yīng)間內(nèi)進(jìn)行厭氧發(fā)酵；反應(yīng)產(chǎn)生的沼氣通過(guò)沼氣導(dǎo)氣管進(jìn)入中空儲(chǔ)氣夾層；中空儲(chǔ)氣夾層儲(chǔ)存過(guò)程中，沼氣中所含的水分會(huì)因?yàn)橹亓ψ饔贸两档街锌諆?chǔ)氣夾層底部，由積水收集管向外部排出；中空儲(chǔ)氣夾層的沼氣由沼氣輸送管向外排出；當(dāng)物料反應(yīng)間的物料發(fā)酵完成后，通過(guò)出料管排出到出料間。采用本技術(shù)方案的有益效果：1.中空儲(chǔ)氣夾層將物料反應(yīng)間和外界環(huán)境完全隔離開(kāi)，其間利用導(dǎo)熱系數(shù)低的沼氣來(lái)填充。當(dāng)外界環(huán)境溫度較低時(shí)，物料反應(yīng)池內(nèi)通過(guò)發(fā)酵過(guò)程自身產(chǎn)生的熱量向外輻射時(shí)需通過(guò)沼氣來(lái)傳輸，相對(duì)于一般沼氣池來(lái)說(shuō)，本專(zhuān)利技術(shù)向外輻射的傳熱速率大大降低。2.本專(zhuān)利技術(shù)中，充分利用了氣體導(dǎo)熱系數(shù)低的特點(diǎn)，將系統(tǒng)產(chǎn)生的沼氣環(huán)繞在物料反應(yīng)間周?chē)．?dāng)外界環(huán)境溫度低時(shí)，系統(tǒng)產(chǎn)生的反應(yīng)熱不會(huì)過(guò)快散失，在不需外加熱源的情況下可長(zhǎng)時(shí)間自身維持物料反應(yīng)間溫度，保持較好的處理效果。在無(wú)需外加熱能保溫的情況下，本專(zhuān)利技術(shù)在環(huán)境溫度低的地區(qū)靠自身厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的熱量保溫的時(shí)長(zhǎng)要比普通沼氣池高2-3倍，延長(zhǎng)了沼氣池的運(yùn)行時(shí)間，提高了其工作效率。3.沼氣中所含的水分會(huì)因?yàn)橹亓ψ饔枚两档街锌諆?chǔ)氣夾層底部，從而降低了沼氣中的含水率，減輕了后續(xù)脫水設(shè)施的工作負(fù)荷。4.本專(zhuān)利技術(shù)的設(shè)計(jì)避免了由于沼氣產(chǎn)生的過(guò)程中的氣壓波動(dòng)而使得未發(fā)酵完成的原料就被直接壓到出料間的情況，使進(jìn)的原料均能在發(fā)酵完全后再排出，減少了發(fā)酵過(guò)程進(jìn)行的波動(dòng)性，減少了沼氣產(chǎn)量的波動(dòng)對(duì)處理效果的不穩(wěn)定性影響，使得系統(tǒng)可以按設(shè)計(jì)的停留時(shí)間穩(wěn)定地對(duì)污水進(jìn)行處理。5.本專(zhuān)利技術(shù)，產(chǎn)生的沼氣與物料反應(yīng)間分開(kāi)存放，保證了在儲(chǔ)存過(guò)程中不會(huì)有多余水蒸氣進(jìn)入沼氣，使輸送的沼氣含水量較低，大大降低了后續(xù)過(guò)程中出水裝置的處理負(fù)荷。6.本專(zhuān)利技術(shù)，裝置處理效果穩(wěn)定，管理維護(hù)較為方便，運(yùn)行需要的人工操作較少，適合于農(nóng)村地區(qū)推廣。附圖說(shuō)明圖1為本專(zhuān)利技術(shù)一種自保溫的沼氣池的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本專(zhuān)利技術(shù)一種自保溫的沼氣池的俯視透視圖；圖3為本專(zhuān)利技術(shù)一種自保溫的沼氣池的運(yùn)行方法的流程圖；其中，1是物料反應(yīng)間，2是中空儲(chǔ)氣夾層，3是出料間，4是進(jìn)料管，5是出料管，6是積水收集管，7是導(dǎo)氣管，8是沼氣輸送管，9是支撐結(jié)構(gòu)，10是閥門(mén)。具體實(shí)施方式為了使本專(zhuān)利技術(shù)的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)作進(jìn)一步闡述。在實(shí)施例中，參見(jiàn)圖1和圖2所示，本專(zhuān)利技術(shù)提出了一種自保溫的沼氣池，包括物料反應(yīng)間1、出料間3和包裹于物料反應(yīng)間1的外的中空儲(chǔ)氣夾層2；所述物料反應(yīng)間1與中空儲(chǔ)氣夾層2的底部之間設(shè)置有剛性支撐結(jié)構(gòu)9；還包括進(jìn)料管4，所述進(jìn)料管4貫穿中空儲(chǔ)氣夾層2并通向物料反應(yīng)間1內(nèi)部；還包括導(dǎo)氣管7，物料反應(yīng)間1頂部設(shè)置導(dǎo)氣管7入口，且導(dǎo)氣管7的自由端沿中空儲(chǔ)氣夾層2伸向中空儲(chǔ)氣夾層2下部；還包括出料管5，物料反應(yīng)間1下部設(shè)置出料管5，出料管5與所述出料間3連通；還包括位于中空儲(chǔ)氣夾層2內(nèi)的積水收集管6，積水收集管6的一端穿過(guò)并固定在中空儲(chǔ)氣夾層2頂部的外壁上，積水收集管6的另一端鋪設(shè)中空儲(chǔ)氣夾層2底部；在中空儲(chǔ)氣夾層2頂部還設(shè)置有沼氣輸送管8。作為上述實(shí)施例的優(yōu)化方案，所述物料反應(yīng)間1為球形結(jié)構(gòu)。采用球形結(jié)構(gòu)，處理同樣體積的發(fā)酵物，散熱面積最小，充分地降低了熱損失，保證了熱源效率。優(yōu)選的是，所述物料反應(yīng)間1的有效容積小于中空儲(chǔ)氣夾層2的有效容積；優(yōu)選的，物料反應(yīng)間1的球半徑為1.25-1.5m，有效容積為8-16m3；所述中空儲(chǔ)氣夾層2的球半徑為本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種自保溫的沼氣池，其特征在于，包括物料反應(yīng)間(1)、出料間(3)和包裹于物料反應(yīng)間(1)的外的中空儲(chǔ)氣夾層(2)；所述物料反應(yīng)間(1)與中空儲(chǔ)氣夾層(2)的底部之間設(shè)置有剛性支撐結(jié)構(gòu)(9)；還包括進(jìn)料管(4)，所述進(jìn)料管(4)貫穿中空儲(chǔ)氣夾層(2)并通向物料反應(yīng)間(1)內(nèi)部；還包括導(dǎo)氣管(7)，物料反應(yīng)間(1)頂部設(shè)置導(dǎo)氣管(7)入口，且導(dǎo)氣管(7)的自由端沿中空儲(chǔ)氣夾層(2)伸向中空儲(chǔ)氣夾層(2)下部；還包括出料管(5)，物料反應(yīng)間(1)下部設(shè)置出料管(5)，出料管(5)與所述出料間(3)連通；還包括位于中空儲(chǔ)氣夾層(2)內(nèi)的積水收集管(6)，積水收集管(6)的一端穿過(guò)并固定在中空儲(chǔ)氣夾層(2)頂部的外壁上，積水收集管(6)的另一端鋪設(shè)中空儲(chǔ)氣夾層(2)底部；在中空儲(chǔ)氣夾層(2)頂部還設(shè)置有沼氣輸送管(8)。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種自保溫的沼氣池，其特征在于，包括物料反應(yīng)間(1)、出料間(3)和包裹于物料反應(yīng)間(1)的外的中空儲(chǔ)氣夾層(2)；所述物料反應(yīng)間(1)與中空儲(chǔ)氣夾層(2)的底部之間設(shè)置有剛性支撐結(jié)構(gòu)(9)；還包括進(jìn)料管(4)，所述進(jìn)料管(4)貫穿中空儲(chǔ)氣夾層(2)并通向物料反應(yīng)間(1)內(nèi)部；還包括導(dǎo)氣管(7)，物料反應(yīng)間(1)頂部設(shè)置導(dǎo)氣管(7)入口，且導(dǎo)氣管(7)的自由端沿中空儲(chǔ)氣夾層(2)伸向中空儲(chǔ)氣夾層(2)下部；還包括出料管(5)，物料反應(yīng)間(1)下部設(shè)置出料管(5)，出料管(5)與所述出料間(3)連通；還包括位于中空儲(chǔ)氣夾層(2)內(nèi)的積水收集管(6)，積水收集管(6)的一端穿過(guò)并固定在中空儲(chǔ)氣夾層(2)頂部的外壁上，積水收集管(6)的另一端鋪設(shè)中空儲(chǔ)氣夾層(2)底部；在中空儲(chǔ)氣夾層(2)頂部還設(shè)置有沼氣輸送管(8)。2.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自保溫的沼氣池，其特征在于，所述物料反應(yīng)間(1)為球形結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種自保溫的沼氣池，其特征在于，所述物料反應(yīng)間(1)的有效容積小于中空儲(chǔ)氣夾層(2)的有效容積。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自保溫的沼氣池，其特征在于，所述出料間(3)為圓柱形。5.根據(jù)權(quán)利要...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：潘科，施國(guó)中，何明雄，胡啟春，賀莉，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：農(nóng)業(yè)部沼氣科學(xué)研究所，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：四川;51