专利汇可以提供中小型集中供气沼气发酵罐专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种中小型沼气集中供气 发酵 罐设备,是一个具有较强 刚度 的卧式金属罐体,是由中间筒体及两端封头结构构成。这种沼气发酵设备有三个主要特点:一是不设 酸化 池;二是不设储气罐,使用电器及仪表系统降压、稳压供气;三是利用 太阳能 房储热保温并在罐体内装置热 水 加热器。前两个特点能减少项目占地和设备投资,第三个特点能将罐内 温度 长期控制在最佳发酵温度区段内,实现了不受地区和季节限制的全天候产气、供气,特别适用于有 温泉 或余热水资源的地区使用,生态效益、社会效益和经济效益十分可观。,下面是中小型集中供气沼气发酵罐专利的具体信息内容。
1、一种中小型集中供气沼气发酵罐,由筒体及两端的封头构成, 并在罐体内安装发酵料液加温装置,这一结构不但具有较强的刚度, 而且气密性能优良。
其特征是:在由筒体[1]及两端的封头[2]构成的罐体[10]内,纵 向布置安装管状发酵料液加温装置[20],加温装置内传热介质为液 体水。进水管[21]装在罐体下部,并同罐壁[11]保持一定的间距,出 水管由两个同时出水的并排双管组成,左出水管[22]和右出水管[28] 除平行放置外,相互间也留有一定的间距,两个出水管布置在进水管 [21]的上部,进水管头部[23]同左出水管尾部[24]和右出水管尾部[29] 都穿过封头壁[12]置于封头[2]外面,同外设的加热设备相联接。进水 管[21]同两个出水管的折回联接,在罐体内靠近另一侧封头[2]近处进 行。进水管[21]的尾部[42]与横向管[45]相联接,结构成丁字形输水 管[27]。横向管[45]的两端与左右出水管相联通,构成供热水的出水 回路。为使进水管[21]同两个出水管在罐内固定牢固,两个出水管安 放在横担[31]上,横担[31]的两端横向固定在罐体两侧的罐壁[11]上, 进水管[21]则以支撑座[32]支护,整个加温装置[20]被牢牢的固定在 罐体内。
在罐体顶部开一人孔[3]能方便对罐内设施进行维护和修理,人 孔圈[33]的下端[52]同罐体大开孔[34]焊接成一体,人孔圈[33]上端 [53]同带槽面[38]的槽面法兰[35]相焊接,上压带有榫面[39]的人孔 盖[36]用于封盖人孔[3],在槽面法兰[35]的下侧面[56]同人孔盖[36] 的上侧面[55]都焊制相互对称,带有通孔[41]的支撑耳板[44]支撑, 长销轴[37]穿于耳板孔[41]内,并用开口销[54]固定,当打开人孔盖 [36]时,人孔盖[36]可以方便的进行回转,并支撑人孔盖[36]防止滑 落,在槽面法兰[35]的槽面[38]内垫置一个密封垫[40])能将人孔[3] 密封。当封盖时,人孔盖[36]上的榫面[39]置于密封垫[40]上面,达 到密封的目的。在罐体顶部开出气口[7]同输气管[8]以法兰联接,并 在输气管路上装置截止阀以方便维护修理管路和供气。在罐体顶部安 装压力表[60]显示罐内贮气状况。在罐体顶部安装安全阀[4]能有效防 止发酵罐超压运行。在罐体下部装置前安座[13]和后安座[14]起支撑 作用。在罐体两侧装置左侧测温器[19]和右侧温器[49],两个测温器 斜插入罐体内,用于测量罐体内液料温度。罐体一端封头底部开一出 渣口[5]上装出渣阀[6]用于排放沼渣和沼液。进料口[15]安装在罐体 侧面接近端头处,并装置一个进料阀[16]除能防止罐内发酵料液回流 外,还起到防止气体外泄的双重作用。在进料口[15]相对应的另一端, 开溢流口[17]显示和限定罐体内发酵料液的液面高度。溢流口[17]外 装置溢流阀[18],当进入罐体内发酵料液达到溢流口限定的液面高度 时,即停止进料,将溢流阀[18]关闭。溢流口[17]有效的防止了在装 料时超过规定的容积,并显示了罐体内发酵料液的液面位置。
本发明的中小型集中供气沼气发酵罐,安装时必须采取三项措 施:(1)限定罐体呈东西方向摆放,罐体中线在偏西5-15度角之间, 并且前方不得有高大树木或建筑物遮挡阳光;(2)罐体外表图刷黑色 油漆;(3)建设坡式太阳能玻璃房,将罐体罩在房内。采取上述措施 的目的,就是一年四季充分利用太阳能为罐体内发酵料液加温,提高 沼气产气率和原料利用率,降低运行成本,增加综合效益。
2、如权利要求1所述的中小型集中供气沼气发酵罐,在罐体内 安装的加温装置能有效的对发酵料液进行加温,其特征是加温装置在 罐体内呈管状纵向布置安装,进水管[21]经过横向管[45]与左出水管 [22]和右出水管[28]构成进热水的出水回路。加温装置内液体水被外 设的加热设备加热后,经由外设的热水管道泵向进水管[21]中输送, 热水经由竖水管[42]进入到横向管[45]中,又被分别输送进左出水管 [22]和右出水管[28]中,热水通过两个出水管又流回到外设的加热设 备中,水被再加热后,又向进水管[21]中输送,进行不间断的循环。 外设的热水管道泵由一个电接点温度计[51]来进行自动控制,控制罐 体内的发酵料液的温度,使其发酵料液的发酵温度基本恒定,并使沼 气产气量保持在最高水平。
2.背景技术 本发明涉及了一种中小型集中供气沼气发酵罐,它为 沼气工业化生产提供了高效节能的沼气发酵设备,能实现大规模集中向 用户供应甲烷含量非常高的优质沼气的目的。所提供的中小型集中供气 沼气发酵罐能够全天候不间断连续产气、供气,即使在北方地区的严冬 季节也能保证罐体内始终处于较高的发酵温度,满足了用户使用沼气的 需求。本发明的中小型沼气集中供气发酵罐,在除供气之外,同时也为 禽畜养殖厂的粪便处理及生产、生活中所排放的有机污物、污水的降解 提供了环保设备。
目前所建造的各种式样的沼气发酵装置或沼气池,大多是以钢筋混 凝土为材料来进行建造,虽然在建造过程中采用了多层密封技术,但密 封层仍有许多大于甲烷分子直径3.76×10-10m四倍以上的孔隙,这些孔隙 是非闭合性的开放孔隙,在一定的沼气压力下,沼气中甲烷气体通过这 些孔隙渗漏出去,造成沼气池内的甲烷气体大量逸出,这就是沼气池所 产沼气中甲烷含量一直处在低水平的一个重要原因,由于池内压力很 小,再加上甲烷气体的大量泄漏,致使溶解在沼液中的二氧化碳从沼液 中分解出来,使得沼气中二氧化碳浓度高达百分之四十左右,由于二氧 化碳是甲烷菌消化利用的重要原料,这样损失了大量的营养物质,使总 体产气量更加下降。这些钢筋混凝土结构的中小型沼气发酵装置及其沼 气池更存在着启动困难、启动时间长、甚至无法启动运行等缺陷,并存 在着施工周期长,占地面积大,施工质量难以控制等弊端,致使一些工 程因施工质量不合格,而不能正常运行,所投资运营的经济效益无法保 证,市场竞争能力很弱,尚不具备商业化运营和批量化生产条件。
本发明就是针对上述沼气发酵装置及沼气池所存在的缺陷和弊端所 做出的改进发明,用以取代和更新钢筋混凝土结构的沼气发酵装置及其 沼气池。
3.发明内容 本发明的中小型集中供气沼气发酵罐是以如下方式实 现的:一个具有较高强度的罐体是由中间筒体及两端封头构成,并在罐 体顶部开一人孔,人孔圈的下端同罐体开孔焊接成一体,人孔圈上端同 槽面的法兰相焊接,上压盖带有榫面的人孔盖,在槽面法兰的侧面同人 孔盖的侧面,都焊制有相互对称的带有通孔的支撑耳板,孔内装置一长 销轴,当打开人孔盖时,人孔盖可以方便的进行回转,并支撑人孔盖防 止滑落,在槽面内垫置一个密封垫圈,当人孔盖盖合时其榫面置于槽面 内,达到密封的目的。在罐体顶部一侧开出气口,出气口同输气管以法 兰联接,并在输气管路上装置一个截止阀,以方便管路的维修和供气。 同时在罐体顶部安装安全阀,当罐体内储存的沼气超压时,安全阀自动 开启,有效的防止发酵罐超压运行,所安装的安全阀应不少于两个。在 罐体顶部安装一个压力表,以便随时观察罐体内储气压力状况。在罐体 下部装置前后两组支座起支撑作用。罐体一端封头底部开一出渣口,安 装出渣阀门。进料口安装在罐体侧面的端头处,进料口上也装置进料阀, 除能防止罐体内原料回流外,还起到防止气体外泄的双重作用。
本发明的重要贡献有三条:第一条,不设酸化池,减少项目占地和 投资。为了使发酵过程不出现酸化现象,主要采取三项措施,一是初次 投料时加大接种量;二是搜集发酵原料后进行堆沤处理;三是投料同时 加入适量的石灰水澄清液。第二条,不设储气罐,减少项目占地和投资。 在这方面主要采取两项措施,一是利用发酵罐本身储气间高压储存沼 气,以满足用户大量用气;二是利用仪表、电器自动调压装置向用户供 气,保证灶前压力稳定和用气安全。目前我国多采用湿式储气罐,本发 明不设储气罐在北方地区能减少安全越冬的麻烦。第三条,沼气发酵罐 呈东西方向摆放;罐体外面涂刷黑色油漆;建设坡式太阳能玻璃房储热 保温;并在罐体内安装加温装置。这样,就实现了在罐体内外对发酵料 液的加温。加温装置在罐体内呈管状纵向布置安装,其中进水管装在罐 体下部,并同罐壁保持一定的间距,出水管也同罐体保持有一定的间距, 进水管同出水管的管端穿过封头,置于封头外端,同外设的加热设备相 联接。进水管同出水管的折回联接在罐体内进行,进水管的弯管向上, 以丁字形管同两个出水管同时联接成整体,构成供热水的出水回路。为 使进水管同出水管在罐体内固定牢固,出水管安放在横担上,横担的两 端被固定在罐体两侧的内壁上,横担可设置多组,进水管则以支撑座支 护。这一结构不但坚固耐用,而且在对罐体内的发酵液料进行加温时, 能使发酵液料受热均匀,更不会出现发酵料液局部过热现象。由于采取 了对罐体内发酵料液进行加温的有效措施,能使罐体内的发酵温度始终 处在最佳的发酵温度区段内,使罐体内发酵料液的发酵分解速度加快, 这样不但使发酵周期大大缩短,而且提高了有效容积的单位利用率,使 单位容积的产气量大增,所产出的沼气甲烷含量高,产气充足,更加显 示了沼气发酵罐的优越性。
4.附图说明 以下将根据本发明的一个实施例,结合图示详细描述 供气沼气发酵罐的具体结构和运行情况。
图1是本发明的一种中小型集中供气沼气发酵罐主体结构图。
图2是本发明的一种中小型集中供气沼气发酵罐纵向剖面图。
图3是本发明的一种中小型集中供气沼气发酵罐按A-A线剖面图。
图4是本发明的一种中小型集中供气沼气发酵罐人孔结构剖面图。
参照图1,沼气发酵罐由筒体[1]及两端的封头[2]焊接构成罐体[10], 在罐体内纵向布置安装管状发酵料液加温装置[20],加温装置内传热介 质为液体水。进水管[21]装在罐体下部,并同罐壁[11]保持一定的间距, 出水管以两个同时出水的并排双管组成,左出水管[22]和右出水管[28] 除平行放置外,相互间也留有一定的间距,两个出水管布置在进水管[21] 上部,同进水管[21]及罐壁[11]均保持一定的间隔距离,其进水管头部 [23]同左出水管尾部[24]和右出水管尾部[29]都穿过封头壁[12]置于封 头[2]外面,同外设的加热设备相联接。进水管[21]同两个出水管的折 回联接,在罐体内靠近另一侧封头[2]近处进行,进水管[21]的进水管尾 部竖管[42]同横向管[45]相联接,构成丁字形输水管[27]。横向管[45] 两端又同左出水管[22]、右出水管[28]相联接成整体,构成供热水的出 水回路。为使进水管[21]同两个出水管在罐体内固定牢固,两个出水管 安放在横担[31]上,横担[31]的两端横向固定在罐体两侧的罐壁[11]上, 进水管[21]则以支撑座[32]支护,整个发酵料液加温装置[20]被牢牢的固 定在罐体内。顶部开一人孔[3]能方便对罐体内设施进行维护和修理,人 孔圈[33]的下端[52]同罐体大开孔[34]焊接成一体,人孔圈[33]上端[53] 同带槽面[38]的槽面法兰[35]相焊接,上压带有榫面[39]的人孔盖[36] 用于封盖人孔[3],在槽面法兰[35]的下侧面[56]同人孔盖[36]的上侧面 [55]都焊制相互对称,带有通孔[41]的上耳板[44]和带有通孔[41]的下耳 板[57]支撑。长销轴[37]穿于耳板孔[41]内,并用开口销[54]固定,当打 开人孔盖[36]时,可提拉拉手环[59]人孔盖[36]被提起,并可以方便的进 行回转,并支撑人孔盖[36]防止滑落,在槽面法兰[35]的槽面[38]内垫置 一个密封环圈[40]封盖时,人孔盖[36]]上的榫面[39]置于密封环圈[40] 上面,达到密封的目的。在罐体顶部开出气口[7]同输气管[8]以法兰联 接,并在输气管路上装置截止阀以方便维护修理管路和供气。在罐体顶 部安装压力表[60]显示罐中储存沼气压力状况。同时在罐体上部安装安 全阀[4]能有效防止发酵罐超压运行。在罐体下部,装置前安座[13]和后 安座[14]起支撑罐体的作用。在罐体两侧装置左测温器[19]]和右测温器 [49],两个测温器分别从罐体]两侧斜插入罐体内,用于测量罐体内料液 温度。罐体一端底部开一出渣口[5]上装出渣阀[6]用于排放沼渣和沼液。 进料口[15]安装在罐体侧面接近封头处,并装置一个进料阀[16]除能防 止罐体内发酵料液回流外,还起到防止气体外泄的双重作用。在进料口 [15]相对应的另一端设液位溢流口[17],并装置溢流阀[18]。当装进的发 酵料液达到限定液面时即停止进料,将溢流阀[18]关闭,即为所规定发 酵料液容积。溢流口[17]有效的防止了在装料时超过所规定容积,并显 示了罐体内发酵料液的液面位置。
本发明的这种结构保证了沼气发酵所需的最佳发酵环境,使发酵温 度始终处于最为理想的发酵温度区段内。为大面积众多用户的集中供气 提供了优良的沼气发酵设备。
5.具体实施方式 详细描述本发明中小型集中供气沼气发酵罐的具 体操作和安全运行情况。
本发明的中小型集中供气沼气发酵罐在安装时:(1)罐体呈东西方向 摆放,(2)应具有坚固的基础支墩支撑,支墩必须坚硬牢固,能长期承受 罐体同内容物的全部重量,不允许偏斜并防止倾覆。(3)罐体安装完成后, 将罐体外表涂刷黑色油漆,以利于吸光升温。(4)建设坡式太阳能玻璃房 将罐体罩在房内,以便充分利用太阳光能给罐体内发酵料液加温。(5) 用另外设置的上料泵向罐体内输送投放发酵料液。
由于发明的沼气发酵罐,采取了对罐体内发酵液料进行加温的有效 措施,能将罐中发酵料液的温度始终调控在最佳发酵温度区段内,因而 所投放的发酵料液其浓度应调制到百分之三十左右,这一浓度不但最大 限度的利用了罐体的有效容积,而且此时的产气量指数也是最高的。投 料时,应将发酵料液充分搅拌,并掺混均匀,装料完成后,几天内即可 源源不断的产出沼气来。为保证向用户所输送的沼气压力稳定,并适合 沼气灶具的使用,在输送管网前安装自动调压装置,沼气经调至输送管 网压力后,向用户输送,满足了用户各类型沼气灶具的安全燃烧,安全 用气。
综上所述,本发明中小型集中供气沼气发酵罐总体结构合理,重量 轻,运行效率高,产气速度快,安全可靠,经济实用。项目占地少、投 资成本低,特别适合北方地区。同时罐体各部件具有较强的刚度和稳定 性,密封性能优良,绝无漏气、漏水现象出现。运输、安装、操作简单 易行,使用寿命长。进料、出料极其方便,可实现全天候产气、供气, 并且可实现无人值守自动化管理稳压运行,节省了大量能源及其人力物 力,最有效合理的利用了生物资源。由于本发明集中供气沼气发酵罐可 选择批次投料和连续投料等多种方式进行,这样沼气的发酵过程不受进 出料影响,因此它的发酵过程是连续进行的,并且它的发酵速度快,有 机物分解较彻底,沼气生产周期短,设备利用率高,卫生条件好,所排 出的沼液、沼渣是优质的有机肥,从而使有机质得到充分利用。实践证 明,本发明有较高的可行性,生态效益、经济效益和社会效益十分显著, 深受广大沼气用户的喜爱和欢迎,为大力推广沼气先进技术和设备,为 我国沼气技术的推广普及应用做出了新贡献。
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