專利名稱：一種寒冷地區(qū)冬季不耗能沼氣生產(chǎn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于環(huán)境保護(hù)與可再生能源領(lǐng)域，特別涉及一種全新結(jié)構(gòu)厭氧反應(yīng)器及其附屬設(shè)施。
背景技術(shù)：
沼氣是通過有機(jī)物(畜禽糞便、秸桿、有機(jī)垃圾等)的發(fā)酵產(chǎn)生的，它作為一種新型的可再生能源在我國廣大農(nóng)村得到了應(yīng)用，在不少地區(qū)已經(jīng)初具規(guī)模，并取得了顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，它不僅代替節(jié)省了大量的傳統(tǒng)能源，而且使大量的糞便、垃圾等得到了較好的轉(zhuǎn)化利用，凈化了環(huán)境。然而，目前戶用沼氣常用的反應(yīng)器由于結(jié)構(gòu)功能不夠完善，技術(shù)方法落后等原因，致使我國修建的戶用沼氣反應(yīng)器普遍存在著產(chǎn)氣率低，增溫耗能大且效果不佳等問題。產(chǎn)氣率低主要原因在于增保溫措施不完善致使發(fā)酵溫度低 并且反應(yīng)器內(nèi)部不設(shè)有攪拌裝置，一般反應(yīng)器建在地下，外面利用柴草覆蓋，有的建在畜禽舍內(nèi)，反應(yīng)器池體幾乎都不單獨(dú)做保溫，反應(yīng)器受外界溫度影響，冬季溫度較低時(shí)，產(chǎn)氣量急劇降低，特別是在北方寒冷地區(qū)，冬季近4個(gè)月的時(shí)間基本上不能正常運(yùn)行，同時(shí)，反應(yīng)器因不設(shè)有攪拌裝置，大大降低了發(fā)酵的效率；增溫耗能大且效果不佳主要表現(xiàn)在加熱一般需耗用外加能源，即使采用太陽能技術(shù)，也因集熱裝置位置高于反應(yīng)器，需要通過泵循環(huán)才能將產(chǎn)生的熱能傳入反應(yīng)器內(nèi)，需要耗用外加能源，并且增溫效果不佳。為解決目前我國農(nóng)村沼氣工程中存在的技術(shù)問題，開發(fā)一種保溫效果好、耗能低的沼氣發(fā)酵裝置十分必要。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種寒冷地區(qū)冬季不耗能沼氣生產(chǎn)裝置，使其能夠充分利用太陽能來為發(fā)酵料液增溫，并且采用最有效的增溫保溫技術(shù)措施，使吸收的能量很好的保持住，盡最大限度減少反應(yīng)器內(nèi)發(fā)酵原料的熱量損失。一種寒冷地區(qū)冬季不耗能沼氣生產(chǎn)裝置，其特征是包括進(jìn)料裝置、進(jìn)料口、攪拌器、厭氧反應(yīng)器、排料口、排料池、太陽能真空集熱管、應(yīng)急電熱器、支架、蓄熱水箱，所述的進(jìn)料裝置安裝在地面上；所述的進(jìn)料口焊接于厭氧反應(yīng)器的上部，其下端伸入到厭氧反應(yīng)器內(nèi)部液面以下；所述的厭氧反應(yīng)器安裝在支架上，蓄熱水箱安裝于厭氧反應(yīng)器的下面，攪拌器安裝在厭氧反應(yīng)器的內(nèi)部；所述的排料口焊接于厭氧反應(yīng)器罐體的尾部，且排料池位于排料口的下面；所述的蓄熱水箱內(nèi)部設(shè)有應(yīng)急電熱器，且蓄熱水箱與位于其下面的太陽能真空集熱管連接相通，太陽能真空集熱管上面覆蓋有能夠卷放的遮光板。所述的進(jìn)料裝置包括料斗、鋼絲拉繩、軌道、動(dòng)力輸出，所述的料斗位于軌道底端靠近地面的位置，且料斗通過軌道與進(jìn)料口相連；所述的鋼絲拉繩與動(dòng)力輸出相連。所述的攪拌器包括滑鍵軸、手動(dòng)搖桿、槳葉，所述的槳葉固定在滑鍵套上，滑鍵套與滑鍵軸通過滾動(dòng)軸承連接，且槳葉由手動(dòng)搖桿帶動(dòng)，在轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)沿軸向滑移。所述的厭氧反應(yīng)器的罐體殼層設(shè)計(jì)成內(nèi)膽和外膽雙層結(jié)構(gòu)，兩膽的中間抽成真空，形成真空夾層，內(nèi)膽的內(nèi)表面刷有防熱輻射涂料，外膽采用非金屬材料制成，厭氧反應(yīng)器的頂部安裝有出氣管，且厭氧反應(yīng)器和蓄熱水箱整體位于罐體外保溫的內(nèi)部，罐體外保溫采用絕熱材料制成。所述的蓄熱水箱內(nèi)部設(shè)有測(cè)溫儀，且蓄熱水箱安裝有進(jìn)水管和高位排氣口，高位排氣口與液位儀連通。有益效果本實(shí)用新型在反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)有單葉片渦旋推進(jìn)攪拌器，驅(qū)動(dòng)輕便，可通過手動(dòng)搖桿帶動(dòng)攪拌葉片邊轉(zhuǎn)動(dòng)邊推進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)酵料液的充分混合攪拌。冬季運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)白天利用太陽能吸收的能量足以補(bǔ)償其在夜間所散失的能量，使系統(tǒng)在不耗用任何外加能源的情況下，能夠保證正常發(fā)酵產(chǎn)氣。其優(yōu)點(diǎn)在于增保溫效果好，不耗用外加能源，產(chǎn)氣率高，可以保證寒冷地區(qū)冬季正常使用。本實(shí)用新型采用鋼絲拉繩牽引翻轉(zhuǎn)料斗進(jìn)料，進(jìn)料方便、容易，運(yùn)行可靠無故障。反應(yīng)器設(shè)計(jì)成內(nèi)外膽雙層結(jié)構(gòu)，中間抽成真空，有效防止熱量以對(duì)流方式向外散失；內(nèi)膽內(nèi)表面涂有放熱輻射涂料，有效減少熱量以輻射形式向外散失；外膽采用非金屬材料制成，并 且反應(yīng)器外部覆蓋有絕熱保溫材料，可以很好解決熱量以傳導(dǎo)形式向外散失。反應(yīng)器下部設(shè)有蓄熱水箱，水箱與下部的太陽能集熱管直接連通，利用太陽能使水箱中的水加熱，同時(shí)熱量不斷地向反應(yīng)器內(nèi)料液傳遞，實(shí)現(xiàn)料液增溫。太陽能集熱管和蓄熱水箱設(shè)置在反應(yīng)器下方的好處是不用通過泵循環(huán)就可以將熱量傳遞到上方的反應(yīng)器內(nèi)，而且以水介質(zhì)間接傳遞能量可以防止集熱管堵塞。同時(shí)，水箱中的水又能起到很好的蓄能作用，可以防止料液夜間溫度驟然下降，維持正常發(fā)酵產(chǎn)氣的溫度。水箱內(nèi)還設(shè)有應(yīng)急電加熱器，正常情況不需啟用，只有在連續(xù)陰天時(shí)啟用，用以補(bǔ)償發(fā)酵料液的熱量散失。太陽能集熱管上面覆蓋有可卷放的遮光板，可以調(diào)控反應(yīng)器內(nèi)料液的溫度。采用單葉片減阻攪拌，驅(qū)動(dòng)力矩小，手搖即可，同時(shí)靠料液的反作用力推動(dòng)槳葉沿軸向向前滑動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)整個(gè)反應(yīng)器內(nèi)料液的混合攪拌，從而提高發(fā)酵產(chǎn)氣率。反應(yīng)器處于高位，便于內(nèi)部料液的順利排出。總之本實(shí)用新型可依靠太陽能對(duì)發(fā)酵料液進(jìn)行有效增溫，并且依靠多重有效的保溫措施確保冬季生產(chǎn)的發(fā)酵溫度，加上高位水箱以及單葉片減阻攪拌器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，共同保障其在正常低溫條件下的穩(wěn)定運(yùn)行并且不耗用外加能源。本實(shí)用新型具有以下明顯的社會(huì)效益(I)人畜糞便投入沼氣池發(fā)酵后，既能減少了農(nóng)家肥料堆慪對(duì)環(huán)境的污染，又能有效地將寄生在人畜糞便的細(xì)菌性病源、病毒性病源、寄生性病源及蚊蠅蟲卵殺滅，減少疾病傳染發(fā)生，改善農(nóng)戶的衛(wèi)生狀況及居住環(huán)境。(2)擴(kuò)大燃料資源，將原來不作燃料使用的人畜糞便及其他生活廢料變成燃料加以利用，變廢為寶，節(jié)約能源。(3)通過使用沼氣，使廣大農(nóng)婦從煙熏火燎的傳統(tǒng)炊事方式中解脫出來，既節(jié)約勞動(dòng)力資源，又減少疾病傳播。(4)增加有機(jī)肥料，促進(jìn)無公害農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)，可以向社會(huì)提供大量的無公害農(nóng)產(chǎn)品O
以下結(jié)合
及具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明圖I是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。[0019]圖2是本實(shí)用新型的進(jìn)料裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是反應(yīng)器罐體的剖視圖。圖4是攪拌器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中I-進(jìn)料裝置、2-進(jìn)料口、3-攪拌器、4-厭氧反應(yīng)器、5-排料口、6-排料池、
7-地面、8-太陽能真空集熱管、9-應(yīng)急電熱器、10-支架、11-蓄熱水箱、12-測(cè)溫儀、13-液位儀、14-真空夾層、15-出氣管、16-罐體外保溫、17-進(jìn)水管、18-料斗、19-鋼絲拉繩、20-軌道、21-動(dòng)力輸出、22-滑鍵軸、23-手動(dòng)搖桿、24-槳葉。
具體實(shí)施方式
如圖所示，該寒冷地區(qū)冬季不耗能沼氣生產(chǎn)裝置主要由進(jìn)料裝置I、厭氧反應(yīng)器4、蓄熱水箱11、太陽能真空集熱管8、攪拌器3、罐體外保溫16、排料系統(tǒng)構(gòu)成。運(yùn)行前先將太陽能真空集熱管8的遮光板放下，以降低其溫度，當(dāng)太陽能真空集熱管8溫度降至40°C以下時(shí)，再向蓄熱水箱11內(nèi)注水，以防太陽能真空集熱管8溫度太高遇冷水炸裂，通過液位儀13觀察直到蓄熱水箱11加滿水為止。將糞便與鍘切的秸桿混合，按C/N為25 I配料，加入少量的水，用塑料膜覆蓋，堆慪3 5天，然后開始進(jìn)料，通過進(jìn)料裝置I進(jìn)料時(shí)，每次上料都要預(yù)先向料斗18中灑入少量的水，然后向料斗18中裝入發(fā)酵原料，通過鋼絲拉繩19牽引將發(fā)酵料順利送入?yún)捬醴磻?yīng)器4中，不會(huì)發(fā)生粘料現(xiàn)象，根據(jù)反應(yīng)器的體積，計(jì)算出大概的進(jìn)料量，按概算的進(jìn)料量進(jìn)料并向厭氧反應(yīng)器4中加水，調(diào)整料液濃度在6%以上，冬季濃度稍高達(dá)到10% 12%，并且液面高度要沒過進(jìn)料口 2下端200mm，達(dá)到密封反應(yīng)器的目的，初次啟動(dòng)時(shí)，要加入30%的接種物，并且運(yùn)行時(shí)要監(jiān)測(cè)溫度和酸堿度，并調(diào)控溫度在25 30°C范圍內(nèi)，PH值在6. 8 7. 4范圍內(nèi)。正常運(yùn)行后，每天利用攪拌器3攪拌料液兩次，每次攪拌5分鐘，產(chǎn)生的沼氣提供給用戶作生活燃料使用，每半月更新一次發(fā)酵原料，通過啟動(dòng)排料系統(tǒng)利用重力排出發(fā)酵料液的30%，再利用進(jìn)料裝置I補(bǔ)充等量的新料，料液在厭氧反應(yīng)器4內(nèi)大概的水力滯留時(shí)間為45天，排出的沼肥用于農(nóng)戶的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。
權(quán)利要求1.一種寒冷地區(qū)冬季不耗能沼氣生產(chǎn)裝置，其特征是包括進(jìn)料裝置(I)、進(jìn)料口(2)、攪拌器(3)、厭氧反應(yīng)器(4)、排料口(5)、排料池(6)、太陽能真空集熱管(8)、應(yīng)急電熱器(9)、支架(10)、蓄熱水箱(11)，所述的進(jìn)料裝置(I)安裝在地面(7)上；所述的進(jìn)料口(2)焊接于厭氧反應(yīng)器(4)的上部，其下端伸入到厭氧反應(yīng)器(4)內(nèi)部液面以下；所述的厭氧反應(yīng)器(4)安裝在支架(10)上，蓄熱水箱(11)安裝于厭氧反應(yīng)器(4)的下面，攪拌器(3)安裝在厭氧反應(yīng)器(4)的內(nèi)部；所述的排料口(5)焊接于厭氧反應(yīng)器(4)罐體的尾部，且排料池(6)位于排料口(5)的下面；所述的蓄熱水箱(11)內(nèi)部設(shè)有應(yīng)急電熱器(9)，且蓄熱水箱(11)與位于其下面的太陽能真空集熱管(8)連接相通，太陽能真空集熱管(8)上面覆蓋有能夠卷放的遮光板。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種寒冷地區(qū)冬季不耗能沼氣生產(chǎn)裝置，其特征是所述的進(jìn)料裝置(I)包括料斗(18 )、鋼絲拉繩(19 )、軌道(20 )、動(dòng)力輸出(21)，所述的料斗(18 )位于軌道(20 )底端靠近地面(7 )的位置，且料斗(18 )通過軌道(20 )與進(jìn)料口( 2 )相連；所述的鋼絲拉繩(19)與動(dòng)力輸出(21)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種寒冷地區(qū)冬季不耗能沼氣生產(chǎn)裝置，其特征是所述的攪拌器(3)包括滑鍵軸(22)、手動(dòng)搖桿(23)、槳葉(24)，所述的槳葉(24)固定在滑鍵套上，滑鍵套與滑鍵軸(22 )通過滾動(dòng)軸承連接，且槳葉(24)由手動(dòng)搖桿(23 )帶動(dòng)，在轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)沿軸向滑移。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種寒冷地區(qū)冬季不耗能沼氣生產(chǎn)裝置，其特征是所述的厭氧反應(yīng)器(4)的罐體殼層設(shè)計(jì)成內(nèi)膽和外膽雙層結(jié)構(gòu)，兩膽的中間抽成真空，形成真空夾層(14)，內(nèi)膽的內(nèi)表面刷有防熱輻射涂料，外膽采用非金屬材料制成，厭氧反應(yīng)器(4)的頂部安裝有出氣管(15)，且厭氧反應(yīng)器(4)和蓄熱水箱(11)整體位于罐體外保溫(16)的內(nèi)部，罐體外保溫(16)采用絕熱材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種寒冷地區(qū)冬季不耗能沼氣生產(chǎn)裝置，其特征是所述的蓄熱水箱(11)內(nèi)部設(shè)有測(cè)溫儀(12)，且蓄熱水箱(11)安裝有進(jìn)水管(17)和高位排氣口，高位排氣口與液位儀(13)連通。
專利摘要一種寒冷地區(qū)冬季不耗能沼氣生產(chǎn)裝置,屬于環(huán)境保護(hù)與可再生能源領(lǐng)域，反應(yīng)器設(shè)計(jì)成真空夾層結(jié)構(gòu)，可減少熱量散失；反應(yīng)器下部設(shè)有蓄熱水箱，能起到很好的蓄能作用；太陽能集熱管設(shè)在反應(yīng)器底部，不用通過泵循環(huán)可直接傳熱，節(jié)能、增溫效果好；水箱內(nèi)應(yīng)急電加熱器，陰天能夠補(bǔ)償增溫；單葉片渦旋推進(jìn)攪拌器，驅(qū)動(dòng)輕便、省力，攪拌效果好；鋼絲拉繩牽引翻轉(zhuǎn)料斗進(jìn)料，進(jìn)料方便。整套裝置增保溫效果好，操作方便，不耗用外加能源，產(chǎn)氣率高，可以保證寒冷地區(qū)冬季正常使用。
文檔編號(hào)C12M1/02GK202576413SQ201220260080
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月4日
發(fā)明者趙國明, 矯云學(xué), 袁存亮, 張重, 張蕾蕾, 邢向欣, 裴海林, 符艷輝, 丁偉, 李愛芹, 陳濤 申請(qǐng)人:吉林省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究院