[发明专利]弯管式大型塑料厌氧消化器

说明书

技术领域

本发明涉及厌氧消化装置，尤其涉及一种用塑料材料制造的弯管式大型厌氧消化器，属于生物质能源技术领域。

背景技术

我国的沼气生产技术和发展规模均居世界前列。特别是农村户用沼气池技术，已有多项国家标准。但这种技术仅限于一家一户，不适合大规模沼气生产。

近年来，大中型沼气工程不断涌现，技术日趋成熟，配套设备接近国际先进水平。但绝大多数项目是出于环保目的，其中，规模化畜禽养殖场为粪污处理而建的沼气工程最多，畜禽粪便成为大中型沼气工程的主要发酵原料。

我国农村幅员辽阔，畜禽养殖场只是呈“点”分布。而具有丰富的农作物秸秆原料的“面”上，却很少见到大中型沼气工程。

我国是世界上最大的农业生产国，根据草谷比计算，农业每年产生各类农作物秸秆约7亿多吨，除用于肥料、饲料、基料以及造纸等工业原料外，约有3亿多吨农作物秸秆没有被有效利用。预计2010年我国主要农作物秸秆将达到7.8亿吨。以“十一五”期间的发展速度测算，到2015年我国主要农作物秸秆将达到9亿吨左右，其中一半可作为生物质能源的原料。

为此，国家农业部先后在多个省、市进行以农作物秸秆为主要发酵原料生产沼气的项目示范，取得可喜的成果。实践证明，农作物秸秆作为沼气发酵原料完全可行。

虽然示范项目取得成功，但是很难大面积、产业化推广。其主要问题是设备造价高，投资大。

大中型沼气工程的技术关键是厌氧消化。传统厌氧消化设备多为立式发酵罐或卧式发酵池，用钢板制作，或用钢筋混凝土浇筑，造价高。这是造成沼气工程投资大的重要原因。

目前，有的沼气设备生产企业推出红泥塑料、玻璃钢、或PVC等塑料材质沼气罐。这些产品都是农村混凝土户用沼气池的替代品，结构简单，体积小，只有几到十几立方米，大的不过几十立方米，不能规模化生产沼气。

发明内容

本发明的目的在于提供一种造价低廉的大型厌氧消化装置，降低大型沼气工程的投资规模，促进农作物秸秆沼气产业化发展。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

采用塑料材料制造弯管式大型厌氧消化器，代替传统的钢板制造的立式发酵罐或钢筋混凝土制造的卧式发酵池。

塑料材料强度高，塑性、韧性好，具有良好的焊接性和耐腐蚀性。适于制成管状，埋于地下。价格低廉，使用寿命长，优于钢制和钢筋混凝土发酵设备。

这种弯管式大型塑料厌氧消化器的容积可达几百立方米到几千立方米。

本发明的弯管式大型塑料厌氧消化器为圆管状。其大部分横卧浅埋在地下，出低端向高端呈3％～5％的坡度，有利于沼气排出。地上部分为立式圆筒形。地下和地上两部分的夹角大于90°。

弯管式大型塑料厌氧消化器特别适用农作物秸秆厌氧消化生产沼气。农作物秸秆含有大量纤维，纤维细胞多为空心状，里面含有空气，在沼液中处于漂浮状态。从下部进料时，秸秆发酵物料会自动向上漂移。

进料管穿过地下土层，由厌氧消化器底部将经过预处理的发酵物料送进厌氧消化器。发酵后的物料由地面上的出料口排出。产生的沼气由顶部的沼气出口排出。

弯管式大型塑料厌氧消化器的主体由塑料板材，如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、丙烯腈、丁二烯和苯乙烯聚合物(ABS)、尼龙(PA)等板材焊接而成。其中PE和PP板材最为经济实用。

其它如进料、出料等物料输送管道均为塑料管材。

本发明的有益效果

本发明的弯管式大型塑料厌氧消化器耐酸碱，抗腐蚀，强度高，使用寿命长，大幅度降低设备造价，节省投资。由于大部分埋在地下，地上部分低矮，保温性能好，避雷、防火，安全性能高。

附图说明

附图是本发明提出的弯管式大型塑料厌氧消化器的结构示意图

图中 1-弯管式大型塑料厌氧消化器埋在地下部分 2-弯管式大型塑料厌氧消化器的地上部分 3-进料管 4-出料口 5-沼气出口6-气液界面 7-地面 8-土层

具体实施方式

以一个1,000立方米容积的弯管式大型塑料厌氧消化器为例：

如图所示，弯管式大型塑料厌氧消化器直径为5米；地下部分(1)长49米，直立部分高1米；地上部分(2)高2米；总长度52米。

地下部分(1)高端距地面(7)1米，低端距地面(7)2.5米，坡度3％。

发酵物料经进料管(3)穿过地下土层(8)，由低端进入厌氧消化器。发酵后的物料由地面上的出料口(4)排出。沼气由顶部沼气口(5)排出。

弯管式大型塑料厌氧消化器的主体用低压高密度聚乙烯(PE)板材焊接而成。其它如进料、出料等物料输送管道均为PE塑料管材。