[发明专利]秸秆沼气发酵装置

说明书

技术领域

本发明属于能源领域，具体涉及一种秸秆沼气发酵装置。 

背景技术

农作物秸秆来源广泛，资源量大，大量秸秆未能得到有效的处理带来一系列环境问题。秸秆沼气化利用可有效的解决这一难题，同时产生优质的生物能源——沼气，已成为秸秆资源化利用的重要手段之一。现有秸秆连续发酵装置的原料一般需要做粉碎等预处理，因其流动性差，通常需采用机械搅拌实现传质传热。秸秆比重轻，进入发酵装置后易上浮形成硬壳，导致池内产生的沼气集聚受阻，原料利用率降低。造成现行秸秆沼气连续发酵装置物料浓度低，出料基本依靠机械设备完成，设备投入大，能耗高，厌氧消化产气效率低。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中秸秆沼气连续发酵装置物料浓度低，原料利用率低，出料依靠机械设备，设备投入大，能耗高，厌氧消化产气效率低的缺陷，提供一种可直接消化大颗粒秸秆，能耗低，进出料顺畅，投入产出比低的秸秆沼气发酵装置。 

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的： 

本发明的秸秆沼气发酵装置由发酵罐（11）和贮液单元（1）组成，发酵罐（11）为立式罐体，罐体顶部设有进料管（10）和带阀门的沼气管口（9），罐体底部设有带阀门的排渣口（7），其特征在于进料管（10）中安装有重力推料器（6），由重力推料器（6）封闭进料管（10），进料管（10）上方设有贮料单元，贮料单元、重力推料器（6）和控制元件组成自动加料单元，贮料单元中设有加料斗和重力推料器开闭元件，加料斗与进料管（10）对应，重力推料器开闭元件分别与重力推料器（6）和控制元件连接；罐体顶部设有回流管口（5），回流管口（5）通过循环泵（2）与贮液单元（1）相连；罐体上部设有溢流管（8）或/和液面指示元件，溢流管（8）的低点高于进料管（10）的出口，高点低于沼气管口（9）的进口；罐体内上部装有圆台状挡渣环板（14），挡渣环板（14）上端与进料管（10）的出口连接，挡渣环板（14）下端与罐体内壁连接，环板上开筛孔；罐体内下部装有液渣分离板（16），液渣分离板（16）倾斜安装，液渣分离板（16）上开筛孔，周边与罐体内壁连接，液渣分离板（16）最低部位与排渣口（7）的底部相连；发酵罐（11）底部设有带阀门的排液管（3），排液管（3）的出口与贮液单元（1）对应或相连。

上述方案中，所述发酵罐（11）罐体内壁装有连通管（4），连通管（4）的高端高于溢流管（8）的高点，连通管（4）的底端位于液渣分离板（16）的最高部位。 

上述方案中，所述贮液单元（1）为贮液池或贮液罐。 

上述方案中，所述溢流管（8）的出口与贮液单元（1）对应或相连。 

上述方案中，所述重力推料器（6）与进料管（10）为间隙配合，重力推料器（6）可在进料管（10）内自由滑动，重力推料器（6）上部与进料管（10）上部设有卡死装置，防止重力推料器（6）通过进料管（10）滑入发酵罐（11）内。 

上述方案中，所述挡渣环板（14）锥度大于30°，液渣分离板（16）倾斜角度大于15°。 

上述方案中，所述贮液单元（1）设有筛板（18）或/和多孔渣框，排渣口（7）与贮液单元（1）对应或连接。 

上述方案中，所述液面指示元件与控制元件连接，控制元件与排渣口（7）阀门连接，液面指示元件、控制元件和排渣口（7）阀门组成自动排渣单元。 

本发明的原理是：通过发酵装置的设计使发酵物料停留在反应器中部，防止浮渣上浮结壳；设计重力驱动装置，使高浓度发酵物料在重力和进料推动力的作用下，从上往下自动行走；回流底部发酵液至顶部，使主发酵形成压力差，促使发酵液在发酵物料内均匀渗透，实现厌氧微生物与发酵物料充分接触，促进厌氧消化的连续、高效进行。 

本发明的秸秆沼气发酵装置中，发酵罐由贮气区、水封区、主发酵区、次发酵区等4部分组成，顶部为贮气区，其下为水封区，进料管底部深入水封区液面下，保证贮气区的气密性。挡渣环板分开水封区和主发酵区，阻止进料秸秆上浮，同时发酵液可通过环板的小孔进入主发酵区，挡渣环板锥度大于30°，便于重力推料器推动发酵物料向主发酵区底部运动。液渣分离板分开主发酵区和次发酵区，阻止发酵秸秆进入次发酵区，发酵液可通过液渣分离板的小孔进入次发酵区，液渣分离板倾斜角度大于15°，便于发酵固体残渣滑动出料。溢流管用于控制液面高度，防止发酵液进入沼气管。连通管保持次发酵区与贮气区的气压平衡，防止回流发酵液直接经连通管直接进入次发酵区。