幹法生產沼氣及有機肥新技術的製作方法

2023-06-14 16:39:11

專利名稱：幹法生產沼氣及有機肥新技術的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種幹法生產沼氣及有機肥新技術。它主要應用於城市生活垃圾、餐 廚垃圾、禽畜糞便、作物秸稈等生產沼氣和有機肥的技術領域。
背景技術：
據調查，我國每年產出城市生活垃圾2. 5億噸，禽畜糞便30多億噸，作物秸稈10 億噸。目前我國對這些有機廢棄物的無害化、資源化的厭氧發酵處理方式有兩種一是溼法厭氧發酵生產沼氣及有機肥，該辦法是用水將原料與空氣隔絕，形成厭 氧環境。這種方法比較成熟，一些地方也在應用。但是它最大的缺陷是要消耗大量的水資 源，同時還要對沼渣、沼液進行二次處理。總建設項目投資大、佔用資源多、維護困難。二是間歇式幹法厭氧發酵生產沼氣和有機肥，該辦法是利用密閉容器將原料與空 氣隔絕，形成厭氧環境。它不消耗水資源、不產生沼液、沼渣，無需二次無害化處理。但是這 種方式在入料和出料時必須中斷發酵過程，設備佔用土地面積較大，操作人員勞動環境惡 劣、勞動強度大。

發明內容
本發明的目的在於研製出一種在生產過程中，不消耗水資源，不產生沼渣、沼液， 無需二次處理，佔地面積小且能夠實現沼氣和有機肥連續生產的新技術。本發明從生產工藝及生產設備兩個方面著手研究，根據連續化生產的技術要求， 由設備的結構保證工藝要求的實現和工程化的實用性。技術方案為實現上述目的，本發明採用以下設計方案在工藝方面將生產過程分為三個階段進行預處理階段、厭氧發酵階段、後處理階 段。1.預處理階段即原材料的篩選、粉碎、調整、攪拌並裝入耗氧艙內的階段。為保 證沼氣和有機肥的產出率和品質，將原料的碳氮比調整到25 30 1，並加入菌種進行攪 拌，充分混合後，裝入耗氧艙內。2.厭氧發酵階段即沼氣和有機肥生產階段。提高產氣率是厭氧發酵階段的關鍵 環節。為了保證快速大量的產生沼氣，採用智能溫度調節裝置保證發酵階段的溫度在55°C 左右。在厭氧艙內按發酵周期要求逐級跌落行進，以保證連續化生產。3.後處理階段即沼氣和有機肥的收集、排出階段。沼氣通過艙內的輸氣管道，經 過脫水、脫硫處理後，儲存在儲氣罐內。有機肥通過出料艙排出艙外。同時，恢復出料艙內 的厭氧狀態。工藝流程見圖1.本發明涉及的設備是由耗氧艙、厭氧艙、出料艙、排氣管等組成。其特徵在於耗氧 艙密封蓋、耗氧艙、厭氧艙上密封蓋、厭氧艙、厭氧艙下密封蓋、出料艙、出料艙下密封蓋，依次自上而下密封聯結。出料艙側面安裝有排氣管、閥門和排氣泵。沼氣輸出管、沼氣輸出管 閥門安裝在厭氧艙側面。厭氧艙隔斷門組安裝在厭氧艙內。本發明涉及的生產設備，由於各艙密封連接，耗氧艙與厭氧艙用厭氧艙上密封蓋 隔絕，厭氧艙與出料艙用厭氧艙下蓋隔絕，形成了打開厭氧艙上、下艙蓋形成一個整體，關 閉厭氧艙上、下蓋分成三個部分，進料後耗氧部分在耗氧艙進行，不影響厭氧艙沼氣的產 生。發酵完成後，物料進入出料艙後期腐熟，由於厭氧艙下密封蓋關閉，出料時不影響厭氧 艙沼氣的生產。本發明的優點是工藝過程合理、設備結構獨特、運行成本低、實現了幹法沼氣及 有機肥的連續生產。


圖1本發明工藝流程2本發明設備示意2中所示耗氧艙密封蓋(1)、耗氧艙(2)、厭氧艙上密封蓋(3)、厭氧艙(4)、厭 氧艙下密封蓋(5)、厭氧艙隔斷門(6)、厭氧艙隔斷門(6. 2)、厭氧艙隔斷門(6. 3)、出料艙 (7)、出料艙密封蓋(8)、排氣管(9)、排氣閥門(10)、排氣泵(11)、沼氣輸出管(12)、沼氣輸 出管閥門(13)。
具體實施例方式以下是一實施例的生產過程1.設備初始狀態關閉耗氧艙密封蓋(1)、出料艙密封蓋(8)、沼氣輸出管閥門 (13)，打開厭氧艙上密封蓋(3)、厭氧艙下密封蓋(5)、厭氧艙隔斷門(6)、厭氧艙隔斷門 (6. 2)、厭氧艙隔斷門(6. 3)、排氣閥門(10)。啟動排氣泵(11)，由於本發明整體密封連接， 因此，設備內的空氣經排氣管(9)、排氣閥門(10)、排氣泵(11)排出，當設備內部成微真空 狀態時，關閉厭氧艙上密封蓋(3)、厭氧艙下密封蓋(5)、厭氧艙隔斷門(6)、厭氧艙隔斷門 (6. 2)、厭氧艙隔斷門(6.3)排氣閥門(10)後，關閉排氣泵(11)。2.耗氧產酸階段打開耗氧艙密封蓋(1)，將調製好的物料裝入耗氧艙(2)，關閉 耗氧艙密封蓋(1)，這時物料開始消耗裝料時跟隨進入耗氧艙(1)的空氣中的氧氣。3.厭氧產沼氣階段當耗氧艙(1)中的氧氣被耗盡後，耗氧艙(1)中變為厭氧環 境。打開厭氧艙上密封蓋(3)，物料在重力的作用下落入厭氧艙(4)最上層，被厭氧艙隔斷 門(6)承接。關閉厭氧艙上密封蓋(3)，此時厭氧艙(4)中並未有氧氣進入，厭氧艙(4)保 持厭氧環境。物料在厭氧艙內開始產生沼氣，打開沼氣輸出管閥門(13)，沼氣通過沼氣輸出 管(12)輸出到沼氣後處理設備。打開厭氧艙隔斷門(6)，厭氧艙(4)的物料，落到厭氧艙隔斷門(6.2)上，關閉厭 氧艙隔斷門(6)，厭氧艙上層物料向下移動一層，厭氧艙隔斷門的層數根據產量要求適當增 減，一般不少於五層。重複上述2、3的階段過程，順序打開厭氧艙隔斷門(6. 3)、(6. 2)、(6)，物料下落後 關閉，形成連續的分層下落，直到物料下落到最底層。4.出料階段打開厭氧艙下密封蓋(5)，厭氧艙 (4)最底層的物料落入出料艙(7)，關閉厭氧艙下密封蓋(5)，此時沒有空氣進入厭氧艙(4)。厭氧艙(4)保持厭氧環境， 厭氧艙(4)內的物料繼續發酵產生沼氣。打開出料艙密封蓋(8)，發酵好的物料出艙。關閉 出料艙密封蓋(8)，此時有大量氧氣進入出料艙。為排除掉氧氣，打開排氣閥門(10)、排氣 泵(11)對出料艙進行排氣，空氣經排氣管排出，當出料艙形成真空後關閉排氣閥門(10)、 排氣泵(11)。 至此，完成幹法連續生產沼氣及有機肥的全過程。
權利要求
一種幹法生產沼氣及有機肥新技術，其特徵是將生產過程分為三個階段進行，預處理階段、厭氧發酵階段、後處理階段；原料按照沼氣及有機肥的質量需求，通過預處理階段的工藝處理，將原料的碳氮比調整為25-30∶1；厭氧發酵階段在全密閉的發酵艙內進行，艙內溫度保持在55℃左右。
2.根據權利要求1所述的一種幹法生產沼氣及有機肥新技術，其特徵是所述的全密 閉發酵艙是由耗氧艙密封蓋(1)、耗氧艙(2)、厭氧艙上密封蓋(3)、厭氧艙(4)、厭氧艙下密 封艙蓋(5)、厭氧艙隔斷門(6)、(6.2)、(6. 3)、出料艙(7)、出料艙密封蓋(8)、排氣管(9)、 排氣閥門(10)、排氣泵(11)、沼氣輸出管(12)、沼氣輸出管閥門(13)等組成。其特徵是耗 氧艙(2)、厭氧艙(4)、出料艙(7)自上而下依次密封連接；厭氧艙隔斷門(6)、(6. 2)、(6. 3) 依次安裝在厭氧艙內；出料艙側面安裝有排氣管(9)、排氣閥門(10)、排氣泵(11)；在厭氧 艙側面安裝有沼氣輸出管(12)、沼氣輸出管閥門(13)。
全文摘要
本發明涉及一種幹法生產沼氣及有機肥新技術。它主要應用於城市生活垃圾、禽畜糞便、作物秸稈等生產沼氣及有機肥的技術領域。其主要特徵是將生產過程分為三個階段進行，預處理階段、厭氧發酵階段、後處理階段。在預處理階段，將原料的碳氮比調整至25-30∶1。厭氧發酵階段，溫度保持在55℃左右。厭氧發酵設備主要由耗氧艙(2)、厭氧艙(4)、出料艙(7)自上而下依次密封連接而成，厭氧艙內設有隔斷門(6)、(6.2)、(6.3)，出料艙側面安裝有排氣管(9)及閥門(10)、排氣泵(11)，厭氧艙側面安裝有沼氣輸出管(12)及閥門(13)。本發明的優點是工藝合理、設備結構獨特、運行成本低、應用範圍廣。
文檔編號C05F17/02GK101838162SQ20091011956
公開日2010年9月22日 申請日期2009年3月16日 優先權日2009年3月16日
發明者劉克鋒, 劉永光, 張鵬輝, 李旭, 李愛和, 玉紅, 王紅利, 石愛平, 趙彰榮, 陳學珍, 黃友誠 申請人:北京農學院