一種多相流沼氣池的製作方法
2023-05-21 15:21:21 1
專利名稱：一種多相流沼氣池的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種沼氣池，具體是指一種多相流沼氣池。
背景技術：
沼氣池是採用生物質為原料生產沼氣的系統。不同的原料需要建造不同的沼氣池。比較廣泛使用的沼氣池有莖狀物料沼氣池和流動性物料沼氣池。莖狀物料沼氣池主要適用於秸稈、菜葉、樹葉、青藤、城市垃圾等不易流動的物料；流動性物料沼氣池主要適用於粒狀、粉狀、漿狀原料的沼氣池，這些物料包括糞便、粉體秸稈、短節狀秸稈、粒狀秸稈、廢渣、汙泥、汙水等。傳統的流動性沼氣池大多為靜態發酵沼氣池，如圖1所示，這種沼氣池普遍存在以下幾種問題1、物料分布不均堆積、空洞、過度發酵、發酵不足物料分布不均又包括時間分布不均和空間分布不均。物料時間分布不均是指當物料進入沼氣池內以後，已發酵與沒發酵的物料快速地混合在一起，這種時間分布不均必然帶來的問題在於除渣時部分物料發酵很長時間(過度發酵)，而又存在部分物料剛進入沼氣池不久就被排出沼氣池(發酵不足)。物料空間分布不均是指物料在池內出現堆積、空洞、沉澱、貼壁等現象。空間分布不均導致沼氣池有效容積減小。上述兩種現象不僅會造成沼氣池的有效空間減小，還會使沼氣池的產氣率降低；同時，還會因為生物質沒有得到充分利用而導致其利用率降低。理論和實踐都證明傳統沼氣池的物料空間分布不均現象非常嚴重，並且隨著沼氣池運行時間的延長這些現象還會加劇。2、混合差傳熱、傳質慢、形成氣塞、甲烷菌繁殖生長慢、產氣率低沼氣池需要加熱和保證生物菌的能量需求，所以物料之間需要傳熱。生物過程和化學過程都需要養料、排洩物及其它的物質交換，所以沼氣池需要傳質。但是，靜態沼氣池的傳熱、傳質速度非常慢，直接影響了細菌的繁殖和生長速度，導致沼氣池的產氣率低。為了加強物料混合，在傳統的靜態沼氣池上又增加沼氣池機械攪拌系統，如圖2 所示。帶有機械攪裝置的沼氣池對傳熱、傳質、均勻性、產氣率和除渣等都有較大提高和改善。但是，對傳熱、傳質、均勻性、產氣率和除渣的改善很有限，不能保證沼氣池內真正做到均勻和充分有效。同時，對於大型和特大型沼氣池這種機械攪拌裝置的作用就更小，甚至很難實現。因此，目前使用的沼氣池由於物料分布不均、混合差，使原料物質不能被充分利用， 使得沼氣池產氣率和沼氣產量都受到很大的影響。
實用新型內容本實用新型的目的在於克服目前使用的沼氣池由於物料分布不均、混合差，使原料物質不能被充分利用，從而使得沼氣池產氣率和沼氣產量都受到很大影響的缺陷，提供一種不僅結構簡單，而且成本低廉，還能使原料物質分布均勻，能更好的進行混合發酵，使原料物質能被充分利用，從而大大提高沼氣產量的多相流沼氣池。[0009]本實用新型通過下述技術方案實現一種多相流沼氣池，主要由內部具有發酵間的沼氣池本體組成，在所述沼氣池本體底部還設有流化床。進一步的，所述流化床包括設置在沼氣池本體底部並與發酵間相連通的水室、設置在沼氣池本體上並位於水室與發酵間之間的分布板、以及設置在水室上並具有水泵的進水管。更進一步的，在所述分布板上設有通孔。再進一步的，所述通孔為一個，並設置分布板的中心位置。或者，所述通孔為兩個以上，且所有通孔均勻分布於分布板上。為了滿足需要，在所述沼氣池本體上還設有排水管。為了更好的實現本實用新型，在所述沼氣池本體的內壁上還設有防腐層。為了確保效果，所述防腐層由混泥土、不鏽鋼、襯膠或陶瓷製作而成。本實用新型與現有技術相比，具有以下優點及有益效果(1)本實用新型不僅結構簡單，使用方便，而且成本低廉。(2)本實用新型利用沼氣池本體底部的流化床，使水在通過流化床進入沼氣池本體上部的發酵間後，與原料的固態物質、沼液以及發酵後產生的氣體等形成固體、液體和氣體共存的混合流體，即「多相流」，從而提高了物質的混合率，增強了傳熱傳質效率，提高混合流體的流動性，進而使原料物質的發酵更加徹底，沼氣產量與產氣率均大大提高。(3)本實用新型的水室底部上配置有帶水泵的進水管，通過水泵可以輕鬆地為水室送水，十分方便。(4)本實用新型的分布板上設有多個均勻分布的通孔，既保證了水室內的水順利進入分布板的上方，又保證了進入分布板上方時水流的均勻性，確保發酵間內的混合物處於良好的流化狀態。(5)本實用新型保證了水流到達分布板上方時的均勻性，使分布板上方的物質能夠與水流充分地、均勻地混合，從而使原料物質進行更充分的發酵。(6)本實用新型利用防腐層，有效地防止原料物質對沼氣池的腐蝕，從而延長了沼氣池本體的使用壽命。(7)本實用新型的沼氣池上還設有排水管，能夠為廢水排放提供極大的方便。(8)本實用新型在全密封狀態下運行，無大型機械轉動裝置，安全、可靠、衛生、環保，可大型化、全自動化，是對現有沼氣技術的一次重大突破。
圖1為背景技術中靜態發酵沼氣池的整體結構示意圖。圖2為背景技術中機械攪拌型沼氣池的整體結構示意圖。圖3為本實用新型的整體結構示意圖。其中，圖中附圖標記對應的零部件名稱為1-沼氣池本體，2-發酵間，3-水室，4-分布板，5-進水管，6_水泵，7_通孔，8_排水管，9-防腐層，10-進料口，11-給料機，12-排氣閥，13-排氣管，14-排水閥，15-出料管， 16-出料閥。
具體實施方式
下面結合實施例對本實用新型作進一步地詳細說明，但本實用新型的實施方式不限於此。實施例如圖1所示，本實用新型主要由沼氣池本體1組成，所述沼氣池本體1為內部具有發酵間2的封閉整體。為了防止原料物質腐蝕沼氣池本體1，在所述沼氣池本體1的內壁上還設有防腐層9，該防腐層9由混泥土、不鏽鋼、襯膠或陶瓷製作而成，為了降低原材料成本，本實施例優先選用混泥土。為了使原料物質更好的進行發酵，在所述沼氣池本體1上還設有流化床，所述流化床包括設置在沼氣池本體1底部的水室3，該水室3位於發酵間2的下方，並與發酵間2 相連通。同時，在沼氣池本體1上還設有分布板4，該分布板4位於發酵間2與水室3之間， 從而將發酵間2與水室3隔斷成兩個發酵間體。為了便於將水通過水室3加入發酵間2中， 在所述分布板4上還設有通孔7，所述通孔7設為一個，並設置在分布板4的中間位置；或者所述通孔7設為兩個以上，且所有通孔7均勻分布在分布板4上。而在水室3的底面上則設有進水管5，在該進水管5上還設有水泵6。為了便於將原料物質加入發酵間2中，在所述沼氣池本體1的上還設有與發酵間2 相連通的進料口 10，同時，在該進料口 10上還設有給料機11。給料機11可以根據物料特點設為渣滓泵、螺旋給料機、傳輸機等。為了便於將發酵間2中的水排出，在所述沼氣池本體1的側壁上還設有排水管8，該排水管8與發酵間2相連通，且在該排水管8上還設有排水閥14。而在沼氣池本體1上還設有位於發酵間2的底部的出料管15，在該出料管15上則設有出料閥16。為了便於排出生成的沼氣，在所述沼氣池本體1的頂部還設有具有排氣閥12的排氣管13。使用時，先關閉排氣閥12、排水閥14以及出料閥16，然後啟動給料機11，將原料物質通過給料機11與進料口 10加入發酵間2中。同時打開水泵6，並通過進水管5將水輸送至水室3中。在水泵6的作用力下，水室3中的水通過通孔7噴射入發酵間2中，並與原料物質混合在一起。由於噴入發酵間2中的水增多，從而使附著在沼氣池本體1側壁上的原料物質被浸入水中，同時在水的噴射力的作用下使原料物質呈沸騰狀。此時，由於原料物質與加入的水以及生成的沼氣混合在一起，從而形成固體、液體和氣體並存的混合態，即多相流狀態，利用這種多相流狀態，可以使發酵物質混合更充分、更均勻，使原料物質發酵更徹底。 在發酵一定時間後，打開排水閥14，將溢出的水通過排水管8排出。由於原料物質與水充分的混合在一起，從排水管8排出的水中也混有原料物質，因此將排出的水通過水泵6再抽送入水室3中循環使用，如此可有效節約水源。同時，打開排氣閥12，將產生的沼氣通過排氣管13排出。生產完成後，打開出料閥16，將剩餘的殘渣物質通過出料管15排出。排出殘餘物質後關閉出料閥16，同時關閉排氣閥12與排水閥14，以便下次使用。如上所述，便可較好的實現本實用新型。
權利要求1.一種多相流沼氣池，主要由內部具有發酵間O)的沼氣池本體(1)組成，其特徵在於在所述沼氣池本體(1)底部還設有流化床。
2.根據權利要求1所述的一種多相流沼氣池，其特徵在於所述流化床包括設置在沼氣池本體(1)底部並與發酵間( 相連通的水室(3)、設置在沼氣池本體(1)上並位於水室 (3)與發酵間( 之間的分布板G)、以及設置在水室C3)上並具有水泵(6)的進水管(5)。
3.根據權利要求2所述的一種多相流沼氣池，其特徵在於在所述分布板(4)上設有通孔(7)。
4.根據權利要求3所述的一種多相流沼氣池，其特徵在於所述通孔(7)為一個，並設置分布板的中心位置。
5.根據權利要求3所述的一種多相流沼氣池，其特徵在於所述通孔(7)為兩個以上， 且所有通孔(7)均勻分布於分布板(4)上。
6.根據權利要求1 5任一項所述的一種多相流沼氣池，其特徵在於在所述沼氣池本體(1)上還設有排水管(8)。
7.根據權利要求6所述的一種多相流沼氣池，其特徵在於在所述沼氣池本體(1)的內壁上還設有防腐層(9)。
8.根據權利要求7所述的一種多相流沼氣池，其特徵在於所述防腐層(9)由混泥土、 不鏽鋼、襯膠或陶瓷製作而成。
專利摘要本實用新型公開了一種多相流沼氣池，主要由內部具有發酵間(2)的沼氣池本體(1)組成，其特徵在於在所述沼氣池本體(1)底部還設有流化床。本實用新型不僅結構簡單，而且成本低廉，還能使原料物質進行更充分的發酵，從而能提高沼氣產量三倍以上，因此非常適合推廣運用。
文檔編號C12M1/107GK202157071SQ2011202943
公開日2012年3月7日 申請日期2011年8月15日 優先權日2011年8月15日
發明者賴澤民 申請人:賴澤民