[发明专利]一种半连续式加热型沼气发生罐

说明书

技术领域

本发明涉及生物能源技术领域，特别是一种可在不同气温下应用的农村居民户用半连续式加热型沼气发生罐。

背景技术

沼气作为可再生绿色能源，不仅原料来源广，污染小，而且使用时方便卫生、热效率高。因而沼气成为世界上许多国家和地区资助推广的生物能源项目。尤其在我国广大农村地区，能源、卫生等公共资源相对缺乏，而用作沼气生产原料的作物秸秆和牲畜粪便丰富，推广户用沼气，首先能够为广大农村居民家庭提供日常生活所需能源，减轻偏远地区能源压力；其次提供一种清洁有效的处理废弃农作物的途径，可改善居民的生活环境；最后，使用沼气这种绿色能源，效率更高，更环保，利于保护环境。总之，使用沼气能够提高农村居民的生活水平和改善生活质量，具有直接的经济效益与社会效益。

沼气发生器（沼气池或沼气罐）是沼气系统中的关键设备，几十年来人们一直在不断地对这一关键设备进行探索和改进。目前使用的沼气发生器，大都为结构比较简单的封闭式罐体结构，罐体内下部为发酵池，罐体上部有进料口和出气口，为防止罐内压力过大发生安全事故，一般都在罐体顶部安装监测罐内压力的压力计、报警器及防爆泄压阀。这种沼气发生器采取一次性投料，物料的酸化和发酵不分开，采用大气温度下或太阳能加热发酵，无机械搅拌，使用过程中存在以下缺点：

1、由于采取一次性投料，在投入大量原料后，便密闭使其反应，直到原料耗尽，在此期间无暂停和重启，沼气发生器的启动和停车所需时间长，相应的工作周期也较长。

2、整个产气过程产气量不均衡，投料初期需要很长的预备期使物料酸化，反应末期物料基本消耗干净，在这两个阶段产气量少，而中期因物料充足且反应条件良好，产气量大。

3、沼气发生器的运行不能进行调节和控制，反应中期产气量大，沼气发生器的安全性差。

4、运行周期结束后需要大出料，费时费力。

5、发生器体积庞大，使用不便，不利于保温和加温，即使是太阳能加热，受气候影响，冬季寒冷地区会停产或因产气量不足导致无法用于农村居室采暖。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有沼气发生器的缺点，提供一种体积小、可随时进出料、产气稳定可控、不需停产清池、能够在气温较低情况下运行的半连续式加热型沼气发生罐。

为实现上述目的，本发明提供的半连续式加热型沼气发生罐，包括密封的罐体；发酵池位于罐体内下部；罐体的上部有进料口和出气口，顶部安装有压力计、报警器及防爆泄压阀；其特点是：

所述发酵池由同轴布置的圆筒形内间隔壁和外间隔壁将其分隔成容积大致相等的中心区、中间区和边缘区；其中外间隔壁分为高度相等的平直段和高度凸起的顶板段，顶板段上沿具有平滑过渡的弧度；内间隔壁的上沿略高于外间隔壁平直段上沿，内间隔壁的下部设有一组使中心区与中间区相通的下开口；在边缘区靠近外间隔壁的罐体底壁上开设有出料口；在发酵池内铺设有为发酵池中沼液加热保温用的加热管路，该加热管路密封穿过罐体底部，引出罐体外；

在罐体中部的内壁上设有向内凸出的水平平台，平台上铺设有凹槽型的环形轨道，通过该平台和环形轨道安装有与所述发酵池相对应的酸化池装置；该酸化池装置包括一组形状相同的酸化池；每个酸化池为上端开口下底封闭的槽型容器，水平截面为扇环形，容积与所述发酵池的中心区的容积相等；在每个酸化池的两侧壁面上、沿通过其重心的直线方向对称设有支撑转轴，该支撑转轴利用轴承和套筒架设在相邻两酸化池之间，安装于每个酸化池两侧的支架杆上的凹槽内；相邻两个酸化池共用一个支架杆，所有支架杆的内端均固定于中心固定环上，外端固定于外固定环上，构成连接为一体的酸化池支撑架；外固定环下面安装有一组脚轮，脚轮置于所述环形轨道的凹槽内；外固定环的上表面固定有大齿圈；酸化池由酸化池驱动装置驱动，转动到所述发酵池外间隔壁的顶板段位置时，其底部触及顶板段上沿、并绕两侧支撑转轴向内侧作90°翻转；

所述酸化池驱动装置包括位于罐体外部的电动机、减速器、联轴器Ⅰ、主动磁转子和位于罐体内部的从动磁转子、驱动齿轮两部分，通过屏蔽罩Ⅰ将两部分密封隔离；安装于罐体外部的电动机通过减速器和联轴器Ⅰ带动位于屏蔽罩Ⅰ侧壁外的主动磁转子做旋转运动，主动磁转子通过磁耦合作用驱动位于屏蔽罩Ⅰ侧壁内的从动磁转子做同步转动，进而带动固定于从动磁转子转轴上的驱动齿轮转动；驱动齿轮与所述酸化池装置中的大齿圈啮合，驱动酸化池装置整体旋转；