一种CO2秸秆气肥反应池 |
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| 申请号 | CN202011260796.6 | 申请日 | 2020-11-12 | 公开(公告)号 | CN112375664A | 公开(公告)日 | 2021-02-19 |
| 申请人 | 胡洋; | 发明人 | 胡洋; 胡德鸿; | ||||
| 摘要 | 本 发明 属于秸秆 回收利用 技术领域，具体的说是一种CO2秸秆气肥反应池，包括池体、进料管和出料管；所述池体为圆柱形空腔式结构体；本发明通过使 发酵 腔、缓冲腔和储气囊中的气压逐一降低，缓冲腔的气压增大对导流槽内的 水 流形成 挤压 作用，进而使水流顺着第一通槽进入储气囊中，当水流完全进入储气囊中后储气囊与缓冲腔之间导通，进而使缓冲腔内的沼气向出气囊中流动，并在气压平衡后，水流在重 力 的作用下重新汇聚在第一通槽内，通过缓冲腔上 凝结 的水珠为导流环上的导流槽不断的补充水流，可以使缓冲槽内的水流保持一定的水位，同时沼气在缓冲腔内升压的过程中也使内部蕴含的水汽逐渐析出，进而使输送至储气囊中的沼气 含水量 进一步降低。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种CO2秸秆气肥反应池，其特征在于：包括池体(1)、进料管(11)和出料管(12)；所述池体(1)为圆柱形空腔式结构体；所述池体(1)空腔内固连有隔板(13)；所述隔板(13)将池体(1)内腔分隔为发酵腔(14)和缓冲腔(2)；初始状态下所述缓冲腔(2)内存在一定的水溶液；所述进料管(11)固连于池体(1)一侧侧壁；所述进料管(11)相对于池体(1)外壁倾斜设计；所述出料管(12)固连于池体(1)远离进料管(11)一侧；所述出料管(12)“L”形设计；所述进料管(11)和出料管(12)均与发酵腔(14)导通设计；所述隔板(13)上固连有均匀分布的导气管(21)；所述导气管(21)两端分别延伸至发酵腔(14)和缓冲腔(2)内；所述导气管(21)位于缓冲腔(2)内一端呈倒“U”形设计； |
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| 说明书全文 | 一种CO2秸秆气肥反应池技术领域背景技术[0002] 现有技术中农业生态中的气肥反应池中的填充原料中秸秆占据一大比例，秸秆由于密度小、质轻，在气肥反应池中容易漂浮聚集在沼液上层，在持续的发酵过程中由于漂浮在上层的秸秆难以被分解，漂浮过程中发酵热量的烘烤以及失水导致秸秆干缩，同时沼气发酵过程中的有机酸逐渐在秸秆上积累，进而导致秸秆之间相互连接，进而在沼液上部形成结壳层，结壳层的存在不仅直接对沼气的上升产生了阻碍作用，使沼气无法及时向上排放，同时结壳层的存在还使沼气中的二氧化碳和硫化氢气体大量溶解于沼液中，进而使沼液PH值降低，进而造成发酵反应速率减低，进而导致产气效率降低，现有技术中为了改善结壳层的存在多数采用机械结构或充气破壳法对结壳层进行破碎，但是这两者均需要人为主动操作，不仅增大了人工作劳动量同时这两种方法均存在一定的时限，对产气的效率还是存在一定的抑制，且会增加外接动力源需要额外的能量输出。 [0003] 鉴于此，本发明研制一种CO2秸秆气肥反应池，用于解决上述技术问题。 发明内容[0004] 为了弥补现有技术的不足，解决现有技术中气肥反应池中秸秆类材料形成的浮渣易在沼液上层形成结壳层，阻碍气肥反应池产气的问题，本发明提出的一种CO2秸秆气肥反应池。 [0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种适用于农业生态的气肥反应池，包括池体、进料管和出料管；所述池体为圆柱形空腔式结构体；所述池体空腔内固连有隔板；所述隔板将池体内腔分隔为发酵腔和缓冲腔；初始状态下所述缓冲腔内存在一定的水溶液；所述进料管固连于池体一侧侧壁；所述进料管相对于池体外壁倾斜设计；所述出料管固连于池体远离进料管一侧；所述出料管“L”形设计；所述进料管和出料管均与发酵腔导通设计；所述隔板上固连有均匀分布的导气管；所述导气管两端分别延伸至发酵腔和缓冲腔内；所述导气管位于缓冲腔内一端呈倒“U”形设计；所述池体上方固连有导向管；所述导向管内固连有环形板；所述环形板上表面固连有储气囊；所述储气囊远离池体一侧固连有重力板；所述储气囊为波纹型设计；所述储气囊用于存储沼气；所述池体靠近导向管一侧开设有均匀分布的第一通槽；所述第一通槽将储气囊与缓冲腔导通设计；所述隔板位于缓冲腔内固连有导向板；所述导向板“十”形设计；所述导气管均位于导向板间隙中；所述隔板上开设有均匀分布的第一滑槽；所述第一滑槽与导向板间隙对应且相互靠近；所述第一滑槽内滑动连接有滑动柱；所述滑动柱两端分别延伸至发酵腔和缓冲腔内；所述滑动柱位于缓冲腔内固连有滑动板；所述滑动板靠近隔板一侧开设有弧形槽；所述滑动柱位于发酵腔内固连有多个移动杆；多个所述移动杆呈放射形排布；所述移动杆均以滑动柱为中心向下倾斜设计；所述移动杆上均安装有移动板；所述移动板均沿圆周方向倾斜设置； [0006] 所述发酵腔内浮动连接有浮动环；所述浮动环内壁开设有第二滑槽；所述浮动环内壁安装有辅助板；所述辅助板延伸至第二滑槽内且通过第二滑槽与浮动环之间滑动连接；所述辅助板位于第二滑槽内一端通过弹簧相互连接； [0007] 所述缓冲腔位于导向板上方固连有导流环；所述导流环上开设有导流槽；所述第一通槽均延伸至导流环内并于导流槽底部开口设计；所述第一通槽与导流槽构成“U”形结构；所述池体以及缓冲腔靠近导向管一侧均弧形设计且弧形开口远离导向管设计。 [0008] 优选的，所述导向管内壁开设有均匀分布的第三滑槽；所述重力板延伸至第三滑槽内设计；所述重力板位于第三滑槽内一端开设有第二通槽。 [0009] 优选的，所述第二通槽内固连有延展袋；所述延展袋为具有延伸性的薄膜材料制成；初始状态下所述延展袋内填充有水；所述重力板位于储气囊与导向管之间固连有测试管；所述测试管延伸至延展袋内。 [0010] 优选的，所述隔板靠近发酵腔一侧固连有均匀分布的支撑管；所述支撑管上开设有均匀分布的第四滑槽；所述滑动柱延伸至支撑管内部。 [0011] 优选的，所述移动杆靠近支撑管一侧固连有连接环；所述连接环滑动连接于支撑管外壁；所述第四滑槽内滑动连接有孔板；所述孔板表面开设有均匀分布的限位孔；所述限位孔内滑动连接有铰接板；所述铰接板延伸至支撑管内部且与滑动柱铰接；所述移动板为水浮性材料制成。 [0012] 优选的，所述移动板上开设有转动槽；所述移动板与移动杆通过转动槽转动连接；所述移动杆内部开设有第三通槽；所述第三通槽内通过弹簧弹性连接有限位齿；所述限位齿延伸至连接环底部；所述转动槽表面开设有均匀分布的齿槽；所述限位齿与齿槽相匹配。 [0013] 本发明的有益效果如下： [0014] 1.本发明所述的一种CO2秸秆气肥反应池，通过设置缓冲腔和导气管，利用沼气在水溶液中具备向上漂浮的作用，进而对沼气进行汇聚，并将汇聚的沼气作为动力，在不断增大的气压作用下将滑动密封的滑动板在导向板的间隙中运动，并利用滑动板的运动带动发酵腔中的移动板和移动杆进行上下运动，进而对发酵腔中的沼液和浮渣产生搅拌作用，进而使浮渣和沼液相互接触面积增大，使浮渣形成结壳层的难度增大，有效地降低结壳层对气肥反应池产气的影响，同时缓冲腔内水流的还可以起到隔温的作用，当外界温度较低时，缓冲层还可以有效地对冷空气产生隔绝作用，进而使发酵腔内保持较高的温度，便于发酵反应的进行。 [0015] 2.本发明所述的一种CO2秸秆气肥反应池，通过使发酵腔、缓冲腔和储气囊中的气压逐一降低，缓冲腔的气压增大对导流槽内的水流形成挤压作用，进而使水流顺着第一通槽进入储气囊中，当水流完全进入储气囊中后储气囊与缓冲腔之间导通，进而使缓冲腔内的沼气向出气囊中流动，并在气压平衡后，水流在重力的作用下重新汇聚在第一通槽内，通过缓冲腔上凝结的水珠为导流环上的导流槽不断的补充水流，可以使缓冲槽内的水流保持一定的水位，同时沼气在缓冲腔内升压的过程中也使内部蕴含的水汽逐渐析出，进而使输送至储气囊中的沼气含水量进一步降低。附图说明 [0016] 下面结合附图对本发明作进一步说明。 [0017] 图1是本发明的主视图； [0018] 图2是图1中A处的局部放大图； [0019] 图3是本发明的剖视图； [0020] 图4是图3中B处的局部放大图； [0021] 图5是图3中C处的局部放大图； [0022] 图中：池体1、进料管11、出料管12、隔板13、发酵腔14、缓冲腔2、导气管21、导向板22、第一滑槽23、滑动柱24、滑动板25、导向管3、环形板31、储气囊32、重力板33、第一通槽 34、移动杆4、移动板41、支撑管42、第四滑槽43、连接环44、孔板45、限位孔46、铰接板47、浮动环5、第二滑槽51、辅助板52、导流环6、导流槽61、第三滑槽7、第二通槽71、延展袋72、测试管73、转动槽8、第三通槽81、限位齿82、齿槽83。 具体实施方式[0023] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。 [0024] 如图1至图5所示，本发明所述的一种CO2秸秆气肥反应池，包括池体1、进料管11和出料管12；所述池体1为圆柱形空腔式结构体；所述池体1空腔内固连有隔板13；所述隔板13将池体1内腔分隔为发酵腔14和缓冲腔2；初始状态下所述缓冲腔2内存在一定的水溶液；所述进料管11固连于池体1一侧侧壁；所述进料管11相对于池体1外壁倾斜设计；所述出料管12固连于池体1远离进料管11一侧；所述出料管12“L”形设计；所述进料管11和出料管12均与发酵腔14导通设计；所述隔板13上固连有均匀分布的导气管21；所述导气管21两端分别延伸至发酵腔14和缓冲腔2内；所述导气管21位于缓冲腔2内一端呈倒“U”形设计；所述池体 1上方固连有导向管3；所述导向管3内固连有环形板31；所述环形板31上表面固连有储气囊 32；所述储气囊32远离池体1一侧固连有重力板33；所述储气囊32为波纹型设计；所述储气囊32用于存储沼气；所述池体1靠近导向管3一侧开设有均匀分布的第一通槽34；所述第一通槽34将储气囊32与缓冲腔2导通设计；所述隔板13位于缓冲腔2内固连有导向板22；所述导向板22“十”形设计；所述导气管21均位于导向板22间隙中；所述隔板13上开设有均匀分布的第一滑槽23；所述第一滑槽23与导向板22间隙对应且相互靠近；所述第一滑槽23内滑动连接有滑动柱24；所述滑动柱24两端分别延伸至发酵腔14和缓冲腔2内；所述滑动柱24位于缓冲腔2内固连有滑动板25；所述滑动板25靠近隔板13一侧开设有弧形槽；所述滑动柱24位于发酵腔14内固连有多个移动杆4；多个所述移动杆4呈放射形排布；所述移动杆4均以滑动柱24为中心向下倾斜设计；所述移动杆4上均安装有移动板41；所述移动板41均沿圆周方向倾斜设置； [0025] 现有技术中农业生态中的气肥反应池中的填充原料中秸秆占据一大比例，秸秆由于密度小、质轻，在气肥反应池中容易漂浮聚集在沼液上层，在持续的发酵过程中由于漂浮在上层的秸秆难以被分解，漂浮过程中发酵热量的烘烤以及失水导致秸秆干缩，同时沼气发酵过程中的有机酸逐渐在秸秆上积累，进而导致秸秆之间相互连接，进而在沼液上部形成结壳层，结壳层的存在不仅直接对沼气的上升产生了阻碍作用，使沼气无法及时向上排放，同时结壳层的存在还使沼气中的二氧化碳和硫化氢气体大量溶解于沼液中，进而使沼液PH值降低，进而造成发酵反应速率减低，进而导致产气效率降低，现有技术中为了改善结壳层的存在多数采用机械结构或充气破壳法对结壳层进行破碎，但是这两者均需要人为主动操作，不仅增大了人工作劳动量同时这两种方法均存在一定的时限，对产气的效率还是存在一定的抑制，工作时，将秸秆之类的发酵原料通过进料管11输入至发酵腔14中，发酵原料堆积在发酵腔14中，逐渐在发酵菌种的作用下产生发酵反应，进而使发酵腔14内温度升高，并伴随着沼气的产生，由于温度升高，原料中的水分开始蒸发，混同沼气在升腾作用下向上升起，进而使沼气混同水蒸气漂浮在发酵产物上方，随着发酵反应的持续进行发酵腔14内的气压逐渐增大，进而在增大的气压的作用下使沼气混同水蒸气通过导气管21进入缓冲腔2中，水蒸气和沼气通过导气管21在缓冲腔2内的水溶液中形成气泡，水蒸气逐渐溶解于水溶液中，沼气则以气泡的形式向上漂浮，并逐渐汇聚在滑动板25下表面的弧形槽内，随着弧形槽内的沼气逐渐堆积，进而使滑动板25和滑动柱24在导向板22的间隙内向上升起，滑动柱24上升的过程中带动位于发酵腔14内的移动杆4向上运动，进而带动移动板41上升，当滑动板25与导向板22脱离后，弧形槽内汇聚的气体向缓冲腔2内冲击，进而使滑动板25失去浮力作用，导致滑动板25在重力的作用下向下掉落，并连同滑动柱24上连接的移动杆4、移动板41均向下掉落，进而在移动板41和移动杆4的上下运动的过程中对沼液进行冲击，进而使沼液表面漂浮的沼渣受到搅拌作用，一方面对黏连的沼渣形成破碎作用，同时还使沼渣与沼液接触，进而使部分沼渣向下沉积，缓冲腔2内的沼气逐渐通过第一通槽34向储气囊 32中汇聚，并在气压增大后推动重力板33在导向管3内向上移动，通过设置缓冲腔2和导气管21，利用沼气在水溶液中具备向上漂浮的作用，进而对沼气进行汇聚，并将汇聚的沼气作为动力，在不断增大的气压作用下将滑动密封的滑动板25在导向板22的间隙中运动，并利用滑动板25的运动带动发酵腔14中的移动板41和移动杆4进行上下运动，进而对发酵腔14中的沼液和浮渣产生搅拌作用，进而使浮渣和沼液相互接触面积增大，使浮渣形成结壳层的难度增大，有效地降低结壳层对气肥反应池产气的影响，同时缓冲腔2内水流的还可以起到隔温的作用，当外界温度较低时，缓冲层还可以有效地对冷空气产生隔绝作用，进而使发酵腔14内保持较高的温度，便于发酵反应的进行； [0026] 所述发酵腔14内浮动连接有浮动环5；所述浮动环5内壁开设有第二滑槽51；所述浮动环5内壁安装有辅助板52；所述辅助板52延伸至第二滑槽51内且通过第二滑槽51与浮动环5之间滑动连接；所述辅助板52位于第二滑槽51内一端通过弹簧相互连接； [0027] 工作时，移动杆4和移动板41在滑动柱24的作用下逐渐向上升起，由于移动板41相对于移动杆4倾斜设置，移动板41在上升的过程中对沼液起到扬升的作用，同时移动板41在上移的过程中还可以利用倾斜的角度对漂浮在沼液上的浮动环5上的辅助板52形成推动作用，进而使辅助板52在第二滑槽51内相互挤压滑动，进而使辅助板52在第二滑槽51内转动，辅助板52转动的过程中对沼液上漂浮的浮渣起到推动作用，进而有效的增强对浮渣的搅拌作用，进而在漂浮在沼液上的浮渣受力破碎、飘散，有效的避免浮渣之间相互粘结形成结壳层； [0028] 所述缓冲腔2位于导向板22上方固连有导流环6；所述导流环6上开设有导流槽61；所述第一通槽34均延伸至导流环6内并于导流槽61底部开口设计；所述第一通槽34与导流槽61构成“U”形结构；所述池体1以及缓冲腔2靠近导向管3一侧均弧形设计且弧形开口远离导向管3设计； [0029] 工作时，进入缓冲腔2内的沼气中蕴含的部分水蒸气逐渐凝结在缓冲腔2的内壁上，并随着气体含量的增多，缓冲腔2内的气压逐渐增大，由于发酵腔14、缓冲腔2和储气囊32中的气压逐一降低，缓冲腔2的气压增大对导流槽61内的水流形成挤压作用，进而使水流顺着第一通槽34进入储气囊32中，当水流完全进入储气囊32中后储气囊32与缓冲腔2之间导通，进而使缓冲腔2内的沼气向出气囊中流动，并在气压平衡后，水流在重力的作用下重新汇聚在第一通槽34内，通过缓冲腔2上凝结的水珠为导流环6上的导流槽61不断的补充水流，可以使缓冲槽内的水流保持一定的水位，同时沼气在缓冲腔2内升压的过程中也使内部蕴含的水汽逐渐析出，进而使输送至储气囊32中的沼气含水量进一步降低，同时将缓冲腔2和储气囊32之间不完全导通的设计，还可以有效地使缓冲腔2内的气压形成较大的变化，可以有效地将凝结在缓冲腔2内的水流重新压回发酵腔14中，进而便于滑动板25在导向板22中的上下移动。 [0030] 作为本发明的一种实施方式，所述导向管3内壁开设有均匀分布的第三滑槽7；所述重力板33延伸至第三滑槽7内设计；所述重力板33位于第三滑槽7内一端开设有第二通槽71；所述第二通槽71内固连有延展袋72；所述延展袋72为具有延伸性的薄膜材料制成；初始状态下所述延展袋72内填充有水；所述重力板33位于储气囊32与导向管3之间固连有测试管73；所述测试管73延伸至延展袋72内； [0031] 工作时，沼气进入储气囊32中，进而使储气囊32将重力板33向上顶起，重力板33在向上移动的过程中使延展袋72与第三滑槽7底部脱离，进而使延展袋72在内部水流的重力的作用下向下扩充与第三滑槽7内壁之间紧贴，有效地增强重力板33和储气囊32之间的间隙的密封性，当储气囊32破碎时，沼气进入储气囊32和导向管3的间隙中，气体具备向外运动的特性，进而随着沼气的逐渐外泄，沼气顺着测试管73向延展袋72内部输送，进而使沼气经过水流过滤后向外排泄，一方面沼气经水流过滤后，内部含有的硫化氢气体溶解于水中，进而降低外泄的沼气的毒性，同时沼气在延展袋72水溶液中形成连续的气泡，可以有效的产生预警作用。 [0032] 作为本发明的一种实施方式，所述隔板13靠近发酵腔14一侧固连有均匀分布的支撑管42；所述支撑管42上开设有均匀分布的第四滑槽43；所述滑动柱24延伸至支撑管42内部；所述移动杆4靠近支撑管42一侧固连有连接环44；所述连接环44滑动连接于支撑管42外壁；所述第四滑槽43内滑动连接有孔板45；所述孔板45表面开设有均匀分布的限位孔46；所述限位孔46内滑动连接有铰接板47；所述铰接板47延伸至支撑管42内部且与滑动柱24铰接；所述移动板41为水浮性材料制成； [0033] 工作时，滑动板25和滑动柱24向上运动的过程中带动铰接板47向上运动，铰接板47受到限位孔46限位作用逐渐向限位孔46外移动，直至铰接板47与孔板45垂直，此时随着滑动柱24的持续上升，在铰接板47的作用下带动孔板45同步在第四滑槽43内滑动，同时延伸至外界的铰接板47与连接环44接触，进而使上移的滑动柱24带动移动杆4和移动板41向上运动，便于对沼液上层的浮渣进行破碎、搅散，当滑动柱24未上移时，滑动柱24和孔板45均掉落在第四滑槽43的底部，进而使滑动柱24上铰接的铰接板47与孔板45之间形成高度差，进而使铰接板47与孔板45之间倾斜，导致铰接板47收缩于限位孔46内，使铰接板47对连接环44的上下滑动不产生影响，进而有效的使连接环44、移动杆4和移动板41可以有效的始终漂浮于沼液表层，进而便于移动杆4和移动板41对沼液上漂浮的浮渣的破碎。 [0034] 作为本发明的一种实施方式，所述移动板41上开设有转动槽8；所述移动板41与移动杆4通过转动槽8转动连接；所述移动杆4内部开设有第三通槽81；所述第三通槽81内通过弹簧弹性连接有限位齿82；所述限位齿82延伸至连接环44底部；所述转动槽8表面开设有均匀分布的齿槽83；所述限位齿82与齿槽83相匹配； [0035] 工作时，铰接板47在孔板45上限位孔46的作用下逐渐伸出，并在上升的过程中对限位齿82形成向上的推力，进而使限位齿82在第三通槽81内向上运动，使限位齿82脱离第三通槽81延伸至齿槽83中，进而使受到沼液浮力作用的移动板41和移动杆4之间固定，并在滑动柱24向下掉落的过程中限位齿82与铰接板47脱离，在重力的作用下限位齿82收缩于第三通槽81内，进而使移动杆4上的移动板41在重力作用下与沼液液面垂直，进而使向下掉落的移动板41更加轻松的进入沼液中，同时还使掉落的移动板41对沼液的剪切力增大，有效地将黏连的浮渣破碎。 [0036] 具体工作流程如下： [0037] 工作时，将秸秆之类的发酵原料通过进料管11输入至发酵腔14中，发酵原料堆积在发酵腔14中，逐渐在发酵菌种的作用下产生发酵反应，进而使发酵腔14内温度升高，并伴随着沼气的产生，由于温度升高，原料中的水分开始蒸发，混同沼气在升腾作用下向上升起，进而使沼气混同水蒸气漂浮在发酵产物上方，随着发酵反应的持续进行发酵腔14内的气压逐渐增大，进而在增大的气压的作用下使沼气混同水蒸气通过导气管21进入缓冲腔2中，水蒸气和沼气通过导气管21在缓冲腔2内的水溶液中形成气泡，水蒸气逐渐溶解于水溶液中，沼气则以气泡的形式向上漂浮，并逐渐汇聚在滑动板25下表面的弧形槽内，随着弧形槽内的沼气逐渐堆积，进而使滑动板25和滑动柱24在导向板22的间隙内向上升起，滑动柱24上升的过程中带动位于发酵腔14内的移动杆4向上运动，进而带动移动板41上升，当滑动板25与导向板22脱离后，弧形槽内汇聚的气体向缓冲腔2内冲击，进而使滑动板25失去浮力作用，导致滑动板25在重力的作用下向下掉落，并连同滑动柱24上连接的移动杆4、移动板 41均向下掉落，进而在移动板41和移动杆4的上下运动的过程中对沼液进行冲击，进而使沼液表面漂浮的沼渣受到搅拌作用，一方面对黏连的沼渣形成破碎作用，同时还使沼渣与沼液接触，进而使部分沼渣向下沉积，缓冲腔2内的沼气逐渐通过第一通槽34向储气囊32中汇聚，并在气压增大后推动重力板33在导向管3内向上移动。 |
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