生物氣體熱電聯動裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及能源利用領域，具體而言，涉及一種生物氣體熱電聯動裝置。其包括發酵罐；發酵罐為圓柱體；發酵罐外部設置有加熱層，用于保持發酵罐內的溫度恒定；發酵罐的一側設置有進料口；發酵罐的上部的一側設置有出氣口；發酵罐內設置有長軸攪拌器，用于攪拌發酵罐內的發酵原料。本發明生物氣體熱電聯動裝置，通過在原料預處理裝置中進行預處理后，再有發酵罐外設置的加熱層將發酵罐內的溫度恒定保持在40℃，之后進行均勻攪拌，在發酵罐的無氧陰暗環境下，完成有機物的分解。這種方式會先將原料中的有害物質進行了處理，不會因為原料中可能存在有害物質從而影響到發酵效果。
【專利說明】生物氣體熱電聯動裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及能源利用領域，具體而言，涉及一種生物氣體熱電聯動裝置。
【背景技術】
[0002]沼氣是有機物質在厭氧條件下，經過微生物的發酵作用而生成的一種混合氣體。沼氣，顧名思義就是沼澤里的氣體。人們經常看到，在沼澤地、污水溝或糞池里，有氣泡冒出來，如果我們劃著火柴，可把它點燃，這就是自然界天然發生的沼氣。由于這種氣體最先是在沼澤中發現的，所以稱為沼氣。
[0003]沼氣是有機物經微生物厭氧消化而產生的可燃性氣體。沼氣是多種氣體的混合物，一般含甲烷50~70%，其余為二氧化碳和少量的氮、氫和硫化氫等。其特性與天然氣相似。沼氣除直接燃燒用于炊事、烘干農副產品、供暖、照明和氣焊等外，還可作內燃機的燃料以及生產甲醇、福爾馬林、四氯化碳等化工原料。經沼氣裝置發酵后排出的料液和沉渣，含有較豐富的營養物質，可用作肥料和飼料。
[0004]目前沼氣主要是通過有機垃圾、農業廢棄物、人畜糞便等來實現厭氧發酵從而產生的，人畜糞便、秸桿、污水等各種有機物在密閉的沼氣池內，在厭氧(沒有氧氣)條件下發酵，類繁多的沼氣發酵微生物分解轉化，從而產生沼氣。制取的生物氣(即沼氣)可以用來發電等公用工程。
[0005]但是，通常 用于厭氧發酵的原料的來源可能存在農藥化肥、添加劑等不利于細菌生長的有害物質，往往會影響厭氧發酵的效果。

【發明內容】

[0006]本發明的目的在于提供一種生物氣體熱電聯動裝置，以解決上述的問題。
[0007]在本發明的實施例中提供了一種生物氣體熱電聯動裝置，包括發酵罐；
[0008]發酵罐為圓柱體；
[0009]發酵罐內設置有加熱層，用于保持發酵罐內的溫度恒定；
[0010]發酵罐的一側設置有進料口 ；
[0011]發酵罐的上部的一側設置有出氣口；
[0012]發酵罐內設置有長軸攪拌器，用于攪拌發酵罐內的發酵原料。
[0013]進一步的，加熱層外還依次設置有隔離層和防風雨層。
[0014]進一步的，發酵罐上方設置有儲氣室；
[0015]儲氣室為拱頂圓柱體，其內部與發酵罐連通。
[0016]進一步的，生物氣體熱電聯動裝置還包括喂料裝置；
[0017]喂料裝置包括輸送筒和傳動滾筒；
[0018]輸送筒的一端與進料口連接；
[0019]傳動滾筒設置在輸送筒內，沿發酵原料輸送方向均勻排列兩排；
[0020]傳動滾筒的外側螺旋排布有破碎片，用于破碎經過輸送筒內的發酵原料。[0021]進一步的，生物氣體熱電聯動裝置還包括軟化裝置；
[0022]軟化裝置與進料口連接，用于將發酵原料軟化處理。
[0023]進一步的，生物氣體熱電聯動裝置還包括水解池；
[0024]水解池與進料口連接，用于將水解食物殘渣。
[0025]進一步的，生物氣體熱電聯動裝置還包括后期發酵罐；
[0026]后期發酵罐的結構與發酵罐的結構相同；
[0027]后期發酵罐與發酵罐之間通過凈化處理裝置連接。
[0028]進一步的，發酵罐的材質為鋼。
[0029]本發明生物氣體熱電聯動裝置，通過在原料預處理裝置中進行預處理后，再有發酵罐外設置的加熱層將發酵罐內的溫度恒定保持在40°C，之后進行均勻攪拌，在發酵罐的無氧陰暗環境下，完成有機物的分解。這種方式會先將原料中的有害物質進行了處理，不會因為原料中可能存在有害物質從而影響到發酵效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]為了更清楚地說明本發明【具體實施方式】或現有技術中的技術方案，下面將對【具體實施方式】或現有技術 描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0031]圖1為本發明實施例生物氣體熱電聯動裝置結構示意圖；
[0032]圖2為本發明實施例圖1的A-A截面示意圖；
[0033]圖3為本發明實施例流程圖；
[0034]圖4為本發明另一種實施例流程圖。
[0035]圖中，1:儲料箱；2:水解池；3:喂料裝置；4:進料口 ；5:外層；6:內層；7:儲氣室；8:出氣口 ；9:防風雨層；10:隔離層；11:加熱層；12:長軸攪拌器；13:滑竿攪拌器；14:糞池；15:輸送筒；16:傳動滾筒；17:破碎片。
【具體實施方式】
[0036]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將對本發明的技術方案進行清楚、完整的描述。顯然，所描述的實施例僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所得到的所有其它實施例，都屬于本發明所保護的范圍。
[0037]在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
[0038]如圖1所示，本發明提供了生物氣體熱電聯動裝置，包括發酵罐；
[0039]發酵罐為圓柱體；
[0040]發酵罐內設置有加熱層11，用于保持發酵罐內的溫度恒定；[0041]發酵罐的一側設置有進料口 4 ;
[0042]發酵罐的上部的一側設置有出氣口 8 ;
[0043]發酵罐內設置有長軸攪拌器12，用于攪拌發酵罐內的發酵原料。
[0044]發酵罐為圓柱體三層結構；發酵罐的最內層為加熱層，用于保持發酵罐內的溫度恒定；發酵罐的一側設置有進料口，原料無害化處理裝置。發酵罐內設置有獨特的長軸攪拌器，低能產氣，滿轉速，大范圍攪動特性，用于攪拌發酵罐內的發酵原料。提高發酵效率本發明生物氣體熱電聯動裝置，通過在原料預處理裝置中進行預處理后，再有發酵罐外設置的加熱層將發酵罐內的溫度恒定保持在40°C，之后進行均勻攪拌，在發酵罐的無氧陰暗環境下，完成有機物的分解。這種方式會先將原料中的有害物質進行了處理，不會因為原料中可能存在有害物質從而影響到發酵效果。
[0045]儲料箱I內的禽畜糞便或農業源發酵原料經輸送泵定時定量輸送到發酵罐中進行厭氧發酵。發酵原料進入發酵罐內后，加熱層11開始給發酵原料進行加熱，給發酵罐內保證40°C恒溫。此時，長軸攪拌器12開始工作，還可以設置有滑竿攪拌器13，對發酵罐內的發酵原料進行多方位的攪拌，從而將發酵罐內的發酵原料進行充分均勻攪拌。在發酵罐的無氧陰暗環境等條件下甲烷桿菌將有機物分解，生成高價值的生物氣體，有效的減少了有害物質對發酵的影響。
[0046]—年 四季產氣量穩定；智能化程度高；利用自身熱能回收裝置滿足自身熱能需要；具有自檢防爆裝置，安全可靠；常年保持40°C恒溫發酵；獨有的無害化處理技術，保證發酵罐的原料恒定發酵，產氣量穩定，與國內同類產品比較產氣量增加30%左右。
[0047]進一步的，加熱層11外還依次設置有隔離層10和防風雨層9。
[0048]為防止加熱層11對發酵罐內加熱時的向外散熱，在加熱層11外設置有隔離層10。發酵罐裸露在外，經常會受風吹雨淋等自然環境的影響，因此在隔離層10外設置有防風雨層9，可以有效的減少風吹雨淋日曬等自然環境對發酵罐的侵蝕，從而增加了發酵罐的使用壽命。
[0049]進一步的，發酵罐上方設置有儲氣室7 ；
[0050]儲氣室7為拱頂圓柱體，其內部與發酵罐連通。
[0051]為了儲存生成的生物氣體，發酵罐上設置有儲氣頂，其內設置有儲氣室7。儲氣頂分內層6和外層5兩層，內層6為氣密性隔膜，外層5上的堅固的外部隔膜起到防雷電、冰雹、雨雪和紫外線的作用。
[0052]進一步的，生物氣體熱電聯動裝置還包括喂料裝置3 ；
[0053]喂料裝置3包括輸送筒15和傳動滾筒16 ；
[0054]輸送筒15的一端與進料口 4連接；
[0055]傳動滾筒16設置在輸送筒15內，沿發酵原料輸送方向均勻排列兩排；
[0056]傳動滾筒16的外側螺旋排布有破碎片17，用于破碎經過輸送筒15內的發酵原料。
[0057]農業源發酵原料通過喂料裝置3進入發酵罐內進行發酵。輸送筒15內設置有兩排傳動滾筒16，通過帶動傳動滾筒16的轉動實現將農業源發酵原料輸送進發酵罐內。傳動滾筒16的外側螺旋排布有破碎片17，破碎片17可以單圈設置，也可以多圈設置，可以將經過輸送筒15內的農業源發酵原料通過設置在高速旋轉的傳動滾筒16上的破碎片17被破碎，從而能使農業源發酵原料在發酵罐內發酵更充分。[0058]破碎片17可以是金屬的，也可以是其他材質的；可以是方形的，也可以是圓形的；也就是說，其只要能實現將農業源發酵原料破碎即可。
[0059] 進一步的，生物氣體熱電聯動裝置還包括軟化裝置；
[0060]軟化裝置與進料口 4連接，用于將發酵原料軟化處理。
[0061]各種發酵原料可以經過軟化裝置進行軟化處理，從而將發酵原料水含量、溫度和PH值等調整為適宜的數值，從而能夠更有利于發酵原料在發酵罐內的發酵。
[0062]進一步的，生物氣體熱電聯動裝置還包括水解池2 ；
[0063]水解池2與進料口 4連接，用于將水解食物殘渣。
[0064]水解階段是復雜的非溶解性的聚合物被轉化為簡單的溶解性單體或二聚體的過程。將填料安裝在水解池2內，對攪動的廢水進行水力切割，使懸浮狀態的污泥與水充分混合，為水解酸化菌的生長提供有利條件。
[0065]進一步的，生物氣體熱電聯動裝置還包括后期發酵罐；
[0066]后期發酵罐的結構與發酵罐的結構相同；
[0067]后期發酵罐與發酵罐之間通過凈化處理裝置連接。
[0068]根據工藝流程，發酵后的原料還需要進行后期發酵。發酵罐和后期發酵裝置之間設有專利凈化裝置。凈化過程在70°C的環境下持續一個小時。后期發酵過程在預應力混凝土結構的圓柱體發酵罐內進行。后發酵工藝主要是將發酵殘渣貯存并進一步發酵，在符合一定技術指標的前提下作為農業肥料輸送到農場。發酵罐和后期發酵罐都安裝有攪拌機用以對發酵材料和發酵殘渣進行均化處理。
[0069]進一步的，發酵罐的材質為鋼。
[0070]需要指出的是，發酵罐的材質可以是鋼，也可以是其他材質，如使用混凝土等。
[0071]綜上所述，本發明的工藝流程圖3所示，發酵罐是鋼質的拱頂圓柱體結構，外部有加熱層11，隔離層10和防風雨層9。為了儲存生成的生物氣體，發酵罐安裝了儲氣頂，儲氣頂分內層6和外層5兩層，內層6為氣密性隔膜，堅固的外部隔膜起到防雷電、冰雹、雨雪和紫外線的作用。為了提高氣體生成量，除了禽畜糞便外，發酵罐內還需要添加其他發酵原料。農業源發酵材料，如玉米青貯等，通過技術上非常成熟且無需看管的螺旋式輸送設備直接投入發酵罐。螺旋式輸送設備擁有儲量多達30立方米的原料儲箱，其優點在于操作者每天只需填充儲箱并一次性將儲箱內的原料投入發酵罐，提高了工作效率。其他發酵材料，如食品殘渣，廢棄油脂等，在投入發酵罐前需要先做預處理，儲存在25°C恒溫的儲罐內一段時間。
[0072]綜上所述，本發明的工藝流程圖3所示，運來的禽畜糞便被堆積到糞池14內儲存并由一臺輸送泵定時定量輸送到發酵罐中進行厭氧發酵。在40°C恒溫，均勻攪拌，無氧陰暗環境等條件下甲烷桿菌將有機物分解，生成高價值的生物氣體。
[0073]獲取的生物氣體在裝有內燃機的發電機組內進行燃燒，其所含能量的35%轉化為電能，50 %轉化成熱能。電能直接輸送到電網，熱能在加熱發酵罐、原料儲罐和凈化裝置以外還可以給企業和居民供暖。
[0074]工藝流程還可以如圖4所示，糞便、食物殘渣和農業源發酵原料經過預處理后，進入發酵罐內發酵，發酵后的原料再進行后期發酵。
[0075]發酵罐和后期發酵裝置之間設有凈化處理裝置。凈化過程在70°C的環境下持續一個小時。后期發酵過程在預應力混凝土結構的圓柱體發酵罐內進行。
[0076]后發酵工藝主要是將發酵殘渣貯存并進一步發酵，在符合一定技術指標的前提下作為農業肥料輸送到農場。發酵罐和后期發酵罐都安裝有攪拌機用以對發酵材料和發酵殘渣進行均化處理。
[0077]獲取的生物氣體在裝有內燃機的發電機組內進行燃燒，其所含能量的35%轉化為電能，50 %轉化成熱能。電能直接輸送到電網，熱能在加熱發酵罐、原料儲罐和凈化裝置以外還可以給企業和居民供暖。
[0078]1、生物氣體產生的過程:
[0079]I)水解過程:
[0080]水解階段是復雜的非溶解性的聚合物被轉化為簡單的溶解性單體或二聚體的過程。本發明采用填料安裝在水解池2內，對攪動的廢水進行水力切割，使懸浮狀態的污泥與水充分混合，為水解酸化菌的生長提供有利條件。
[0081]2)發酵過程:
[0082]被稱作發酵基的有機物在保持特定物理條件的發酵罐內(發酵容器、生物氣體反應堆)進行厭氧發酵(無氧氣參與)。在這個過程中，有機物中的碳物質分四步被分解成生物氣體。四步分解生物氣體過程分別是:1.水解；2.酸化；3.生成醋酸；4.生成甲烷。經過以上厭氧發酵過程生成的生物氣體密度為1.21公斤/立方，平均甲烷氣體含量為60%，二氧化碳氣體含量為40%，另有少量其他氣體(02、H2S, NH4等等)。
[0083]生物氣體可燃性技術指標:
[0084]表1生物氣體(60%甲烷，38%二氧化碳)與其他可燃性氣體技術比較
[0085]
【權利要求】
1.一種生物氣體熱電聯動裝置，其特征在于，包括發酵罐； 所述發酵罐為圓柱體； 所述發酵罐內設置有加熱層，用于保持所述發酵罐內的溫度恒定； 所述發酵罐的一側設置有進料口； 所述發酵罐的上部的一側設置有出氣口； 所述發酵罐內設置有長軸攪拌器，用于攪拌所述發酵罐內的發酵原料。
2.根據權利要求1所述的生物氣體熱電聯動裝置，其特征在于，所述加熱層外還依次設置有隔離層和防風雨層。
3.根據權利要求2所述的生物氣體熱電聯動裝置，其特征在于，所述發酵罐上方設置有儲氣室； 所述儲氣室為拱頂圓柱體，其內部與所述發酵罐連通。
4.根據權利要求3所述的生物氣體熱電聯動裝置，其特征在于，還包括喂料裝置； 所述喂料裝置包括輸送筒和傳動滾筒； 所述輸送筒的一端與所述進料口連接； 所述傳動滾筒設置在所述輸送筒內，沿發酵原料輸送方向均勻排列兩排； 所述傳動滾筒的外側螺旋排布有破碎片，用于破碎經過輸送筒內的發酵原料。
5.根據權利要求3所述的生物氣體熱電聯動裝置，其特征在于，還包括軟化裝置； 軟化裝置與進料口連接，用于將發酵原料軟化處理。
6.根據權利要求3所述的生物氣體熱電聯動裝置，其特征在于，還包括水解池； 所述水解池與所述進料口連接，用于將水解食物殘渣。
7.根據權利要求1所述的生物氣體熱電聯動裝置，其特征在于，還包括后期發酵罐； 所述后期發酵罐的結構與所述發酵罐的結構相同； 所述后期發酵罐與所述發酵罐之間通過所述凈化處理裝置連接。
8.根據權利要求1-7任一項所述的生物氣體熱電聯動裝置，其特征在于，所述發酵罐的材質為鋼。
【文檔編號】C12M1/02GK103937661SQ201410212422
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年5月20日 優先權日:2014年5月20日
【發明者】李耀軍 申請人:喬春明