CN205590679U - 一种沼气发酵罐 - Google Patents

Abstract

实用新型公开了一种沼气发酵罐，包括发酵罐壳体，发酵罐壳体设有锥体，发酵罐壳体外部螺旋排布有螺旋加热盘管，进料总管与物料进口相连通，在物料进口处设有进料螺杆泵，发酵罐壳体顶部设有若干个进料支管，所有进料支管分别与进料总管相连通；锥体底部开有出料管和排污管，出料管与循环管相连通，循环管与进料总管相连通，锥体底部通过排污管与调节池相连通，在排污管匹配安装有排泥螺杆泵；发酵罐壳体顶部设有出气管。本实用新型具有对发酵罐壳体内腔进行加热保温的螺旋加热盘管，为物料发酵提供了良好的发酵温度环境；发酵罐壳体底部为锥体结构，污泥经过排污管排放到调节池中，未发酵完全物料经过循环管再次循环利用。

Description

一种沼气发酵罐

技术领域

本实用新型涉及大型沼气工程领域，尤其涉及一种新型高效的沼气发酵罐。

背景技术

沼气工程技术就是利用厌氧发酵将有机废弃物转化为清洁能源，为循环经济的发展提供有力支持，尤其是当前阶段，以秸秆为代表的废弃物如果经过焚烧会严重污染大气环境，已经受到各地重视。但是发酵罐体的结构问题给沼气工程具体的实施带来一系列问题，如发酵底泥难以排出，需要每两年排空清洗，缩短了其使用寿命；出料管道阀门等设施暴露在自然环境中，容易腐坏失修；一个种类的物料对发酵罐设计有严格的要求，更换物料时需要大规模整改甚至重新修建等问题，对这些问题的重视与解决，能够为沼气工程产业提供良好的发展条件，提高发酵效率与罐体使用周期，降低运营成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有沼气生产过程中罐体底部的容易堆积淤泥难以排出，难以适应多种物料配比情况，保温设计困难、能耗过大等问题，提供一种沼气发酵罐，具有对发酵罐壳体内腔进行加热保温的螺旋加热盘管，为物料发酵提供了良好的发酵温度环境；发酵罐壳体底部为锥体结构，便于未发酵完全物料与污泥分开，污泥经过最底部的排污管排放到调节池中，未发酵完全物料经过循环管输送到进料总管中而再次循环利用。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

一种沼气发酵罐，包括发酵罐壳体、加热水管、进料总管、出气管、出料管、调节池和锥体，所述发酵罐壳体内部具有发酵腔体，发酵罐壳体的发酵腔体中下部设有锥体，锥体将发酵罐壳体的发酵腔体分割成上部发酵腔体和下部发酵腔体，下部发酵腔体为发酵罐底部内腔；所述发酵罐壳体外部螺旋排布有对发酵腔体内物料进行加热保温的螺旋加热盘管，发酵罐壳体外部还设有与螺旋加热盘管相连通的加热水管；所述进料总管与物料进口相连通，物料进口外接进料***，在物料进口处设有进料螺杆泵，发酵罐壳体顶部设有若干个与上部发酵腔体相连通的进料支管，所有的进料支管分别与进料总管相连通；所述锥体底部开有出料管和排污管，所述出料管与循环管相连通，所述循环管与进料总管相连通，所述锥体底部通过排污管与调节池相连通，在排污管匹配安装有排泥螺杆泵；所述发酵罐壳体顶部设有与上部发酵腔体相连通的出气管。

为了更好地实现本实用新型，本沼气发酵罐还包括加热锅炉，所述加热水管与加热锅炉密闭连通。

进一步的技术方案如下：本沼气发酵罐还包括取样出料管，所述出料管包括上出料管和下出料管，所述排污管连通于锥体的下端端部，上出料管与锥体连通的管口高于下出料管与锥体连通的管口，下出料管与锥体连通的管口高于排污管与锥体连通的管口；所述上出料管和下出料管均与循环管相连通，循环管与取样出料管的进料口连通，取样出料管的出料口与调节池相连通，在取样出料管上设有出料阀。

作为优选，所述上出料管、下出料管、排污管、排泥螺杆泵、进料螺杆泵和物料进口均位于发酵罐底部内腔中。

作为优选，所述排污管上安装有排污阀。

本实用新型较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本实用新型在发酵反应过程中无需搅拌，依靠物料重力竖向推流，发酵物料由于输送时间存在差异在发酵罐壳体内分层，每层物料处于不同的反应阶段；上层物料依次推动下层物料进入锥体内腔，锥体内腔可以将未发酵完全的物料通过循环管输送到进料总管中循环利用，锥体内腔还可以将发酵产生的污泥排放到调节池中。

(2)本实用新型适应范围强，可以适应于中温或高温发酵的多种物料，也可以适用于湿式发酵或干式发酵；发酵罐壳体底部为锥体结构，能够方便对发酵罐壳体的内腔进行清洗，延长了发酵罐壳体的使用寿命。并且，上出料管、下出料管、排污管、排泥螺杆泵、进料螺杆泵和物料进口均位于发酵罐壳体内部，可以避免上述部件被腐坏，增强了其使用寿命，并且降低了操作难度。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

其中，附图中的附图标记所对应的名称为：

1－出气管,2－物料液面,3－螺旋加热盘管,4－进料总管,5－锥体,6－循环管,7－取样出料管,8－调节池,9－上出料管,10－下出料管,11－排污管,12－排泥螺杆泵,13－进料螺杆泵,14－物料进口,15－加热水管,16－发酵罐底部内腔,17－发酵罐壳体,18－进料支管。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明：

实施例

如图1所示，一种沼气发酵罐，包括发酵罐壳体17、加热水管15、进料总管4、出气管1、出料管、调节池8和锥体5，发酵罐壳体17内部具有发酵腔体，发酵罐壳体17的发酵腔体中下部设有锥体5，锥体5将发酵罐壳体17的发酵腔体分割成上部发酵腔体和下部发酵腔体，下部发酵腔体为发酵罐底部内腔16；发酵罐壳体17外部螺旋排布有对发酵腔体内物料进行加热保温的螺旋加热盘管3，发酵罐壳体17外部还设有与螺旋加热盘管3相连通的加热水管15；本沼气发酵罐还包括加热锅炉，加热水管15与加热锅炉密闭连通；加热锅炉为加热水管15提供所需的加热热水，加热水管15向螺旋加热盘管3通入加热热水，螺旋加热盘管3螺旋盘绕于发酵罐壳体17外部，螺旋加热盘管3对上部发酵腔体的物料进行加热保温。

如图1所示，进料总管4与物料进口14相连通，本实用新型的物料进口14位于发酵罐壳体17的内部或外部或顶部或底部均可，物料进口14外接进料***，在物料进口14处设有进料螺杆泵13，发酵罐壳体17顶部设有若干个与上部发酵腔体相连通的进料支管18，所有的进料支管18分别与进料总管4相连通；进料总管4接通物料进口14，物料进口14通过进料螺杆泵13向进料总管4输送物料，进料总管4分别与各个进料支管18相连通，由于各个进料支管18军分别与发酵罐壳体17的上部发酵腔体相连通，那么通过各个进料支管18可以实现向发酵罐壳体17输送物料的目的。锥体5底部开有出料管和排污管11，出料管与循环管6相连通，循环管6与进料总管4相连通，锥体5底部将未发酵完全的物料通过出料管输送到循环管6，循环管6再将未发酵完全的物料输送到进料总管4、进料支管18中，然后通过进料支管18循环回收输送到发酵罐壳体17的上部发酵腔体中继续参与发酵。锥体5底部通过排污管11与调节池8相连通，在排污管11匹配安装有排泥螺杆泵12；排污管11排放锥体5内腔中的发酵完全的污泥，排污管11排放的污泥通过排泥螺杆泵12输送到调节池8中。发酵罐壳体17顶部设有与上部发酵腔体相连通的出气管1，位于发酵罐壳体17内部的物料发酵产生的沼气或可燃气体(甲烷、乙烷等)经过出气管1输送到外部储存设备中储存起来。

本实用新型的发酵罐壳体17从中部开始，形成一个倾角为45度的锥体5，锥体5延伸直至发酵罐壳体17底端。然后发酵罐壳体17下半部分继续使用板材是包裹住整个锥体5，形成完整的圆柱体外壁(即为发酵罐壳体17)，并且发酵罐壳体17底部将锥体5支撑起来悬空。这样一来，整个发酵罐壳体17从外表上看是一个圆柱体结构，但是底部是一个悬空，被支撑的锥体5，下方留有部分活动空间(也就是发酵罐底部内腔16)。发酵罐底部内腔16内设有进料螺杆泵13、排污管11、排泥螺杆泵12，上出料管9、下出料管10，在发酵罐底部内腔16中设置较大的调节池8，调节池8用来对排出物料或污泥暂时储存。进料螺杆泵13、排污管11、排泥螺杆泵12，上出料管9、下出料管10位于罐体内部，减少上述设备因暴露在外面时间太长而损坏。加热***采用太阳能与沼气加热锅炉，让螺旋加热盘管3绕于发酵罐壳体17***，用于对发酵罐壳体17的加热、保温。本沼气发酵罐采用上部进料，设置有多个进料支管18；本沼气发酵罐采用下部出料，出料后可以选择控制是通过出料取样管7直接排放至调节池8，或者通过循环管6接入进料总管4中，起到物料循环的作用。每天新加入的物料利用竖向重力推动物料向下流动，完成进料-反应-出料的过程。

如图1所示，本沼气发酵罐还包括取样出料管7，出料管包括上出料管9和下出料管10，排污管11连通于锥体5的下端端部，上出料管9与锥体5连通的管口高于下出料管10与锥体5连通的管口，下出料管10与锥体5连通的管口高于排污管11与锥体5连通的管口；上出料管9和下出料管10均与循环管6相连通，循环管6与取样出料管7的进料口连通，取样出料管7的出料口与调节池8相连通，在取样出料管7上设有出料阀；打开出料阀时，循环管6中未完全发酵的物料会输送到取样出料管7中，通过取样出料管7取样出循环管6中输送的物质(可能全部是未完全发酵的物料，可能全部是完全发酵的污泥，还可能是未完全发酵的物料与污泥混合物)，然后对该物质进行检验，以判断循环管6循环输送物质的成分，如果全部是未完全发酵的物料，则循环管6继续输送；如果全部是完全发酵的污泥，则循环管6停止输送；如果是未完全发酵的物料与污泥混合物，则循环管6还需要继续输送。

本实用新型优选的上出料管9、下出料管10、排污管11、排泥螺杆泵12、进料螺杆泵13和物料进口14均位于发酵罐底部内腔16中，这样可以保护上出料管9、下出料管10、排污管11、排泥螺杆泵12、进料螺杆泵13和物料进口14免遭暴露在自然环境中，可以避免腐坏失修等危害。

为了便于控制排污管11中污泥的排放，排污管11上安装有排污阀，定期打开排泥阀，可以将反应过程中产生的泥沙等废弃物排放进入到调节池中进行处理。

本实用新型的工作原理如下：

由于物料进口14外接进料***，进料***向物料进口14输送沼气发酵所需的物料(该物料首先需要进行预处理并充分混合)，在物料进口14处通过进料螺杆泵13将物料输送到进料总管4，进料总管4在进料螺杆泵13输送作用下将物料输送到各个进料支管18中，各个进料支管18将物料输送到发酵罐壳体17的上部发酵腔体中，物料在上部发酵腔体中堆积，由于物料发酵会发生水分，上部发酵腔体中具有物料液面2，物料在上部发酵腔体中堆积并依靠物料的重力一层一层落入到锥体5内腔中，在发酵罐壳体17的上部发酵腔体外部或者上部发酵腔体外部以及锥体5内腔外部螺旋排布有螺旋加热盘管3，加热锅炉向加热水管15输送加热热水，加热水管15将加热热水输送到螺旋加热盘管3中，螺旋加热盘管3对发酵罐壳体17内部的发酵物料进行加热保温，为物料发酵提供良好的发酵产生沼气所需的温度环境，提高物料发酵生产沼气的效率。物料在上部发酵腔体中堆积并且发酵，在物料重力作用下，位于上部发酵腔体顶部的物料处于发酵前期，位于锥体5内腔中物料基本处于发酵末期。锥体5的下端端部开有排污管11，排污管11排放锥体5下端的发酵完全后产生的污泥，排污管11在排泥螺杆泵12作用下将污泥排放到调节池8堆放。位于排污管11上方的上出料管9和下出料管10均与锥体5内腔连通，上出料管9和下出料管10将未发酵完全的物料输送到循环管6中，循环管6将未发酵完全的物料接着输送到进料总管4中，进料总管4再将未发酵完全的物料与物料进口14进入的物料混合一同输送到各个进料支管18中，各个进料支管18将物料混合物输送到发酵罐壳体17的上部发酵腔体中继续发酵，实现了可以对未发酵完全的物料的循环利用，提供了能源的利用率。

本实用新型的循环管6与取样出料管7连通，取样出料管7与调节池8相连通，在取样出料管7上设有出料阀；打开出料阀时，循环管6中物质会输送到取样出料管7中，通过取样出料管7取样出循环管6中输送的物质(可能全部是未完全发酵的物料，可能全部是完全发酵的污泥，还可能是未完全发酵的物料与污泥混合物)，然后对该物质进行检验，可以判断循环管6循环输送物质的组分，如果全部是未完全发酵的物料，则循环管6继续输送；如果全部是完全发酵的污泥，则循环管6停止输送；如果是未完全发酵的物料与污泥混合物，则循环管6还是需要继续输送。

发酵罐壳体17顶部具有与上部发酵腔体相连通的出气管1，位于发酵罐壳体17内部的物料发酵产生的沼气或可燃气体(甲烷、乙烷等)会在上部发酵腔体中位于物料液面2之上，位于物料液面2上方的沼气或可燃气体经过出气管1输送到外部储存设备中储存起来。

上述实施方式只是本实用新型的一个优选实施例，并不是用来限制本实用新型的实施与权利范围的，凡依据本实用新型申请专利保护范围所述的内容做出的等效变化和近似替换，均应落在本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种沼气发酵罐，其特征在于：包括发酵罐壳体（17）、加热水管（15）、进料总管（4）、出气管（1）、出料管、调节池（8）和锥体（5），所述发酵罐壳体（17）内部具有发酵腔体，发酵罐壳体（17）的发酵腔体中下部设有锥体（5），锥体（5）将发酵罐壳体（17）的发酵腔体分割成上部发酵腔体和下部发酵腔体，下部发酵腔体为发酵罐底部内腔（16）；所述发酵罐壳体（17）外部螺旋排布有对发酵腔体内物料进行加热保温的螺旋加热盘管（3），发酵罐壳体（17）外部还设有与螺旋加热盘管（3）相连通的加热水管（15）；所述进料总管（4）与物料进口（14）相连通，物料进口（14）外接进料***，在物料进口（14）处设有进料螺杆泵（13），发酵罐壳体（17）顶部设有若干个与上部发酵腔体相连通的进料支管（18），所有的进料支管（18）分别与进料总管（4）相连通；所述锥体（5）底部开有出料管和排污管（11），所述出料管与循环管（6）相连通，所述循环管（6）与进料总管（4）相连通，所述锥体（5）底部通过排污管（11）与调节池（8）相连通，在排污管（11）匹配安装有排泥螺杆泵（12）；所述发酵罐壳体（17）顶部设有与上部发酵腔体相连通的出气管（1）。

2.按照权利要求1所述的一种沼气发酵罐，其特征在于：还包括加热锅炉，所述加热水管（15）与加热锅炉密闭连通。

3.按照权利要求2所述的一种沼气发酵罐，其特征在于：还包括取样出料管（7），所述出料管包括上出料管（9）和下出料管（10），所述排污管（11）连通于锥体（5）的下端端部，上出料管（9）与锥体（5）连通的管口高于下出料管（10）与锥体（5）连通的管口，下出料管（10）与锥体（5）连通的管口高于排污管（11）与锥体（5）连通的管口；所述上出料管（9）和下出料管（10）均与循环管（6）相连通，循环管（6）与取样出料管（7）的进料口连通，取样出料管（7）的出料口与调节池（8）相连通，在取样出料管（7）上设有出料阀。

4.按照权利要求3所述的一种沼气发酵罐，其特征在于：所述上出料管（9）、下出料管（10）、排污管（11）、排泥螺杆泵（12）、进料螺杆泵（13）和物料进口（14）均位于发酵罐底部内腔（16）中。

5.按照权利要求1或4所述的一种沼气发酵罐，其特征在于：所述排污管（11）上安装有排污阀。