[发明专利]一种新型低温厌氧沼气发酵设备

说明书

技术领域

本发明属于沼气发酵领域，具体是一种新型低温厌氧沼气发酵设备。

背景技术

人类社会的能源需求正逐年增加，而化石能源燃烧造成的气候变化问题也受到的世界各国政府的重视，目前全人类都在积极探索使用新能源及可再生能源，其中生物质能源一直是人类赖以生存的重要能源，它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源，沼气能源的使用在在整个生物质能源系统中占有重要地位。

全球应对气候变化形势严峻，控制和减少温室气体排放是抑制全球变暖的主要途径，生物质能源替代传统化石能源的实现温室气体减排的有效手段之一，我国政府及有关部门对生物质能源的利用也极为重视，目前已有一大批优秀的科研成果问世，如户用沼气技术、禽畜粪便沼气技术、生物质气化供气和发电技术等，并取得了较好的经济和社会效益。沼气是由生物质能转换的一种可燃气体。

沼气是一种混合气体，主要成分是甲烷(CH4)，可以直接燃烧，通常在农村地区可供农家烧饭、采暖，在畜禽养殖基地(场)可进行沼气发电，用以解决一部分场区用电。沼气是由人畜粪便、秸秆、污水等各种有机物在密闭的空间内的厌氧(没有氧气)条件下发酵，种类繁多的沼气发酵微生物分解转化，生成的一种可直接燃烧的混合气体。沼气发酵技术也是生物质能转化中的重要组成部分，目前我国推广使用的沼气发酵装置主要有：水压式沼气池、分离储气式沼气池、旋流布料沼气池、强回流沼气池等，但通常由于沼气出渣困难，粪渣沉积，冬季气温低影响沼气产量、操作困难、使用繁琐等原因，造成我国沼气发酵装置安装后使用困难，推广效果较差。

针对冬季低温厌氧发酵困难，国内沼气从业人员进行了技术创新，公告号CN204529848U和CN201695037U的专利通过在罐体内外加装电能或水暖加热器，通过热循环加热，使的厌氧发酵罐保持发酵的正常温度。但是这类设计仍然存在缺陷，如发酵罐体结构设计不合理、发酵罐体内加热装置需要定制、罐体内加热温度不均匀、设备成本高、产气量低等，并且此类厌氧发酵罐体加温装置设计上，并未考虑到发酵罐体的外部保温问题，在罐体加热环节耗能较多，在罐体设计上也未考虑沼渣清淤的问题。这样还是没有从根源上解决北方寒冷地区冬季低温发酵的保温、增温问题，在罐体加温过程中也无法实现能源高效利用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种通过保温提高北方寒冷地区冬季低温发酵沼气产能，能耗低，且具备沼渣清淤功能，并能够扩大发酵原料可用的全粪浓度(TS)的新型低温厌氧沼气发酵设备。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种新型低温厌氧沼气发酵设备，包括厌氧沼气发酵罐体，所述厌氧沼气发酵罐体上具有一端伸入所述厌氧沼气发酵罐体内部的进料管和出料管，所述进料管位于所述厌氧沼气发酵罐体外的一端连接有进料泵，所述出料管位于所述厌氧沼气发酵罐体外的一端连接有出料泵，所述厌氧沼气发酵罐体的顶部具有连通所述储气室的出气管，所述厌氧沼气发酵罐体外壁上包覆有保温层；还包括搅拌装置，所述搅拌装置包括驱动部和搅拌部，所述驱动部安装于所述厌氧沼气发酵罐体的外壁底部，所述搅拌部从所述厌氧沼气发酵罐体的外壁底部水平伸入所述厌氧沼气发酵罐体内部，所述厌氧沼气发酵罐体的侧壁底部或所述厌氧沼气发酵罐体的底壁上安装有带阀门且连通所述厌氧沼气发酵罐体内部的排污管。

本发明的有益效果是：利用所述保温层保持所述厌氧沼气发酵罐体内部的温度相对恒定，提高北方寒冷地区冬季低温发酵沼气产能，能耗低；定期启动所述搅拌装置运转，所述驱动部驱动所述搅拌部搅拌所述厌氧沼气发酵罐体内部的动物粪便等沼气发酵原料及发酵菌种，将沉积的沼渣搅松，并开启排污管上的阀门配合所述搅拌部的搅拌产生的力带动沼渣经过所述排污管排出所述厌氧沼气发酵罐体，具备沼渣清淤功能；同时，由于所述搅拌装置的运转，使所述厌氧沼气发酵罐体内的动物粪便等沼气发酵原料及发酵菌种得到疏松和充分混合，发酵活性区遍布整个所述厌氧沼气发酵罐体内部，使动物粪便等沼气发酵原料及发酵菌种得到充分发酵，进一步提高了沼气产能的同时，由于动物粪便等沼气发酵原料及发酵菌种被所述搅拌装置疏松和充分混合得到充分发酵，使得能够进入所述厌氧沼气发酵罐体内部进行发酵的发酵原料的全粪浓度的范围扩大(传统沼气发酵设备的发酵原料的全粪浓度≤8％，而本发明可用的发酵原料的全粪浓度能够达到40％～50％)。

进一步，还包括自动控制装置，所述厌氧沼气发酵罐体内部安装有加热器，所述厌氧沼气发酵罐体的侧壁上安装有感应端伸入所述厌氧沼气发酵罐体内部的温度传感器，所述自动控制装置通过获取所述温度传感器的温度信号控制所述加热器启停。