[发明专利]一种适用宽筛分物料生产沼气的干式厌氧发酵系统及方法

说明书

本发明公开了一种适用宽筛分物料生产沼气的干式厌氧发酵系统及方法，该系统主要包括：太阳能温室、螺旋式升温给料机、锅炉、螺旋搅拌升温仓、柱塞式进料机、油缸、发酵罐、螺旋式出料机和刮板出料机，物料在所述太阳能温室内温度保持在零度以上，进入螺旋式升温给料机内升温至30～35℃，物料在所述螺旋式升温给料机的作用下送至螺旋搅拌升温仓，进入螺旋搅拌升温仓内升温至38～43℃，物料在所述发酵罐内保持40～43℃并在特定时间完成发酵，最终将有机物料循环利用并生产沼气。因此，本发明提供一种物料浓度高、粒度范围广、耗能低、废液少生产沼气的干式厌氧发酵系统及方法。

技术领域

本发明涉及可再生能源开发与环境保护技术领域，尤其是一种适用宽筛分物料生产沼气的干式厌氧发酵系统及方法。

背景技术

在能源短缺、全球变暖、生态环境恶化的大背景下，节能减排、高效利用资源和发展新能源成为全世界的当务之急。随着工农业生产的迅速发展和人口的增加，农作物秸秆、畜禽粪便和城市生活垃圾这些废弃物以年均5％～10％的速度递增。有机固体废弃物的处置不当，不仅造成了资源的浪费，同时也污染了自然环境。

在众多固体有机废弃物资源化利用的技术中，沼气发酵技术是国内外研究的热点和重点发展方向之一。截至目前我国有各类大中型沼气工程近10万座。但是，在沼气工程的实际运行中发现液体发酵主要存在以下问题：(1)由于液体发酵工艺中发酵原料的总固体含量(TS)5～12％，发酵前需要外加大量的发酵用水，那么伴随沼气产生的大量沼液缺乏合理有效的消纳途径而日益成为制约沼气技术推广和生物燃气产业形成的瓶颈性难题；(2)液体式发酵的进出料多采用螺杆泵，而螺杆泵对物料要求较严格且设备造价高，必须设置沉砂池，将有机质或粪便中的小石块等硬性杂质除去；(3)液体发酵外加发酵用水，势必会增加厌氧反应器的容积，维持发酵顺利进行所必须的增温能耗会大为升高，这对我们冬季寒冷的北方地区的沼气工程的运行费用会大大增加。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种物料浓度高、粒度范围广、耗能低、废液少生产沼气的干式厌氧发酵系统及方法。

本发明通过以下技术方案来实现发明目的：

一种适用宽筛分物料生产沼气的干式厌氧发酵系统，包括太阳能温室1、螺旋式升温给料机2、锅炉5、螺旋搅拌升温仓6、柱塞式进料机8、油缸9、发酵罐10、螺旋式出料机15、刮板出料机16；

其中，所述的螺旋式升温给料机2，其左端与太阳能温室1底部连通，其右端与螺旋搅拌升温仓6上部连通，并且所述的螺旋搅拌升温仓6下部与所述柱塞式进料机8连通，柱塞式进料机8左端与油缸9连通，柱塞式进料机8右端与发酵罐10顶部第二进料口11连通，第二进料口11处设有第一开关阀12控制物料进入发酵罐10，发酵罐10顶部中间设有排气口13，发酵过程产生的沼气由第二开关阀14控制通过排气口13排出，发酵罐10底部与螺旋式出料机15连通，螺旋式出料机15与刮板出料机16连通，使发酵罐10内发酵完成后的熟料通过熟料出口17排出。

一种适用宽筛分物料生产沼气的干式厌氧发酵系统，所述螺旋式升温给料机2通过第一循环热水管3与锅炉5连通，螺旋搅拌升温仓6通过第二循环热水管7与锅炉5连通，第一循环热水管3、第二循环热水管7和锅炉5组成热循环系统对物料起到升温的作用。

一种适用宽筛分物料生产沼气的干式厌氧发酵系统，所述的螺旋搅拌升温仓6料仓内竖向垂直设置锥形螺旋19，起到搅拌和向柱塞式给料机8送料的作用。

一种适用宽筛分物料生产沼气的干式厌氧发酵系统，其特征在于，所述的螺旋搅拌升温仓6可以输送高浓度且粒度范围广的物料，且允许较大的硬质杂物存在。

一种适用宽筛分物料生产沼气的干式厌氧发酵系统，其特征在于，螺旋式出料机15设置在发酵罐10底部，保证物料在发酵罐10均匀下落。

一种适用宽筛分物料的干式厌氧发酵系统生产沼气的方法，包括如下步骤：