[发明专利]一种减少能源消耗的昼夜两用厌氧发酵装置

说明书

本发明为减少能源消耗的昼夜两用厌氧发酵装置，包括沼气池、太阳能加热沼液装置、收集余热加热沼液装置、搅拌装置和沼气收集装置；池体内近顶部设有分隔板，分隔板下方为厌氧发酵区域；太阳能加热沼液装置包括风能动力装置、储液箱、升液管、太阳能沼液加热器、回流管、过滤装置和出液管；过滤装置固定于沼气池内壁上，通过回流管连通储液箱，风能动力装置将沼液经升液管输送至太阳能沼液加热器，并经回流管回流至厌氧发酵区域；收集余热加热沼液装置包括余热收集斗、抽气装置、相变反应装置和散热装置；搅拌装置包括气体分散装置、储能装置、传动装置和搅拌器；沼气收集装置包括沼气收集管和控制装置。本发明实现了风能、太阳能和厨余热量的利用。

技术领域

本发明属于沼气制备技术领域，具体地涉及一种减少能源消耗的昼夜两用厌氧发酵装置。

背景技术

厌氧发酵可以将秸秆等有机物转化为沼气和沼渣，沼气是一种清洁能源，可以替代煤炭等化石能源进行发电，可以有效减少化石能源燃烧带来的环境污染，而沼渣则可以作为有机肥，减少化肥等对土壤的污染。目前，沼气制备主要分为常温和高温两种形式，并且往往需要对沼液不断搅拌；常温制备沼气时，沼气产出速率与产量较低，高温制备沼气时，沼气产出速率与产量较高，但在沼气产生过程中需要对沼液不断加热和搅拌。目前常用的加热和搅拌方式需要消耗外部大量的化石能源，在一定程度上降低了沼气的净产出比重。

现有技术中存在一些关于不依赖化石能源进行加热和搅拌的厌氧发酵装置，如申请号为201810631767.2的专利公开了一种沼气池增温调节装置，包括沼气发生池、太阳能光伏组、太阳能集热器、温差发电器和蓄电池等。该方案中使用太阳能光伏组和温差发电器进行发电，并将电存储在蓄电池中，使用蓄电池进行加热沼液；但是，该方案在使用过程中，对沼液加热不均匀，存在秸秆等有机物的利用效率不高的问题。同样的，又如申请号为202110511581.5的专利公开了一种秸秆、粪便混合厌氧发酵反应器及其发酵沼气工艺，包括罐体、导气管、分散管、喷出管和叶轮等。该方案中使用沼气收集过程中的动力带动叶轮旋转，实现沼液循环。但是，该方案在使用过程中只能确保局部沼液的循环搅拌，容易产生物料部分堆积的情况。

发明内容

本发明针对上述技术问题，提出一种可实现沼液的均匀加热并防止物料堆积，同时可有效解决沼液加热和搅拌过程中外部化石能源的消耗的减少能源消耗的昼夜两用厌氧发酵装置。

本发明的上述目的通过如下技术方案来实现：

一种减少能源消耗的昼夜两用厌氧发酵装置，其特征在于：包括沼气池、太阳能加热沼液装置、收集余热加热沼液装置、搅拌装置和沼气收集装置；

所述沼气池包括池体和设置于池体外的保温外层；在池体内靠近顶部位置设置有分隔板，将池体内分隔为上下两个区域，分隔板下方区域为为厌氧发酵区域；在沼气池上部一侧和底部一侧分别设置有贯穿池体和保温外层的进料口和出料口，在进料口和出料口的外端均安装有阀门；

所述阳能加热沼液装置包括风能动力装置、储液箱、升液管、太阳能沼液加热器、回流管、过滤装置和出液管；所述风能动力装置和储液箱设置于沼气池的外部一侧，所述太阳能沼液加热器安装于沼气池的顶部，所述过滤装置固定安装在池体靠近底部的内壁上；所述出液管贯穿安装于沼气池靠近底部的位置，其内端延伸至过滤装置对应位置，其外端与储液箱的内腔连通；所述风能动力装置包括外壳、风叶、二级增速锥齿轮传动机构和离心装置，风叶、二级增速齿轮传动机构和离心装置依次驱动连接，所述离心装置伸入到储液箱内腔中，离心装置的外壳的下部设置有进液孔、上部设置有出液孔；所述升液管的一端与离心装置的出液孔连接，另一端与太阳能沼液加热器的顶部入液口；太阳能沼液加热器的底部出液口与回流管的上端连接，所述回流管贯穿沼气池的顶部及分隔板，其下端延伸至厌氧发酵区域的上方；