[发明专利]秸秆粪便垃圾连续干发酵一罐式高效能沼气生产器及工艺

说明书

本发明公开了一种秸秆粪便垃圾连续性干发酵一罐式高效能沼气生产器，包括顶部开口的生产器罐体和设置在罐体顶部与罐体滑动连接的贮气罩，罐体内设置有可打开与闭合的双相隔离装置，有效将反应体系中的干物质集聚于罐体下部双相隔离装置的下方，产生甲烷的沼液集中于双相隔离装置的上方，生产的沼气集聚于贮气罩内贮存，生产器罐体整体形成由下到上的固、液、气三段结构，实现好氧、厌氧、产酸、产氢、产甲烷等一罐式高效能发酵生产出沼气并输出使用，其设备简单、工艺简便，设备制造和工艺运行成本低，占地面积小，投资少，产气稳定，产气率高，进出料方便，适用于工业化应用，对提升我国沼气干发酵技术水平具有较大推动作用。

技术领域

本发明属于沼气发酵装置与工艺技术领域，尤其涉及一种秸秆粪便垃圾单体连续性干发酵一罐式高效能沼气生产器及其一罐式先进发酵工艺。

背景技术

在能源短缺、全球变暖、生态环境恶化的大背景下，节能减排、高效利用资源和发展新能源成为全世界的当务之急。据统计,我国已成为世界上固体有机废弃物产出量最大的国家之一，其中农作物秸秆年产量达7亿多吨，可供青贮的茎叶等鲜料约10亿吨，畜禽粪便排放量134亿吨，城市垃圾7万吨以上，随着工农业生产的迅速发展和人口的增加，这些废弃物以年均5%～10%的速度递增，这些废弃物蕴藏着可以被利用的巨大能量，不能良好利用，将是严重的污染源，造成严重的生态环境污染，若能良好利用、变废为宝，则是宝贵的资源。

在众多固体有机废弃物资源化利用的技术中，沼气干发酵技术是国内外研究的热点和重点发展方向之一，沼气干发酵又称固体厌氧发酵,它是以秸秆、生活垃圾和畜禽粪便等固体有机废弃物为原料,利用厌氧微生物发酵产生沼气，反应体系中的干物质（TS）含量达到20%～40%。沼气干发酵具有稳定性好、处理量大、占地少、节水等优点。

在过去的20年间，欧洲沼气工业得到了蓬勃发展，德国上个世纪90年代开始进行间歇式干法沼气发酵技术及工业装备的研发，沼气发酵罐以地上立式圆形为主，罐体内部侧面或顶部中央安装有搅拌器，能耗高，后又发展出干湿同步发酵，用钢筋混凝土建造的干式发酵柜和大体积的循环水储存池，虽然其技术发展到目前，工艺产气稳定，实现了工业化应用，但其占地面积大，工艺复杂、成本高。

我国从20世纪80年代开始了户用沼气干发酵研究，并于本世纪开始开展大中型沼气干发酵技术研究，设计了卧式螺带式搅拌发酵罐、弹性覆膜覆盖厌氧干发酵装置和新型柔性顶膜车库式干发酵装置，以及农业部沼气科学研究所开发的秸秆沼气连续分层发酵技术，采用每天定时、定量从反应器的顶部均匀布料，并按照进料的顺序成层状推压下行，出料依靠自压从底部排出。我国现有的沼气干发酵技术设备和工艺还存在占地面积大、投入成本高、产气率低、产气不稳定、进出料难、传质传热效果差、增温保温功能低等诸多不足之处。并且占地面积大、投入成本高、产气率低、产气不稳定、进出料难一直是困扰我国沼气干发酵技术发展的关键问题，需要进一步开发研究，提升我国沼气干发酵技术水平。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种连续性干发酵一罐式高效能沼气生产器及其发酵工艺，以秸秆、粪便、垃圾为原料，其设备简单、工艺简便，设备制造和工艺运行成本低，占地面积小，投资少，产气稳定且产气率高，进出料方便，适用于工业化应用，对提升我国沼气干发酵技术水平具有较大推动作用。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：该连续性干发酵一罐式高效能沼气生产器，包括顶部开口的生产器罐体和设置在罐体顶部与罐体滑动连接的贮气罩，所述罐体内设置有可打开与闭合的双相隔离装置，所述贮气罩上布设有多个纵向柱杆，双相隔离装置上布设有多个与所述纵向柱杆相对应配合的穿孔，所述纵向柱杆由所述穿孔贯穿过所述双相隔离装置，多个纵向柱杆的下端均与一栅栏底座连接。

所述双相隔离装置包括固定板和活动板，固定板和活动板间通转轴连接，固定板和活动板上分别布设有若干通孔，两板间的通孔相互对应时，双相隔离装置打开，两板间的通孔相互错位时，双相隔离装置闭合。

所述固定板和活动板的通孔均呈扇形间隔分布。