[发明专利]一种小麦秸秆制沼气的时机自判定的均匀补料自动控制系统

说明书

一种小麦秸秆制沼气的时机自判定的均匀补料自动控制系统，属于沼气生产控制技术领域。解决现有小麦秸秆制沼气补料系统，因其补料时机、补料量、补料均匀性未考虑产气状况，导致的产气效率不高的问题。本发明提出的控制系统可定时通过电控单元(11)采集布置在发酵池产气出口管路(19)处气体流量传感器(17)和甲烷传感器(18)的信号，分析发酵池(2)当前产气情况，判定是否需要补料；一旦确定补料时机，电控单元(11)计算补料量和发酵液循环时间，以及步进电机(15)的步进速度；电控单元(11)发信号控制补料电磁阀(9)、步进电机和发酵液循环泵(6)运行。本发明提出的小麦秸秆制沼气的补料自动控制系统可根据发酵池状态，准确确定补料时机、补料量，并通过发酵液循环程序调整发酵罐中物料混合均匀性。

技术领域

本发明属于沼气生产控制技术领域，特别涉及一种小麦秸秆制沼气的补料控制系统。

背景技术

小麦秸秆制沼气符合环保及可持续化发展战略，对保障我国能源安全也具有积极作用。目前小麦秸秆持续发酵制沼气工业化生产过程中，补料操作一般都是基于经验，以特定时间间隔后的时刻作为补料时机，易出现补料过迟或过早，导致发酵池内微生物群落萎缩、丰度降低或有机物浓度过大致不产甲烷菌规模过大，沼气效率降低。

为防止补料后小麦秸秆在发酵池内集聚，提高有机物与菌的混合均匀性，从而提高产气效率。专利CN2015209705953和CN2015102553649分别采用设计发酵池结构和在发酵池内喷淋等方法提高小麦秸秆在发酵池内的分布均匀性，但上述方法未考虑当前发酵池产气状况，物料在发酵池内的分布均匀性程度也不可控。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：现有的小麦秸秆制沼气的补料系统，其补料时机、补料均匀性未考虑产气状况，产气效率不高。

提出一种根据发酵池产气中甲烷总量以及甲烷浓度，可自动判断补料时机、补料量，并调节发酵池内物料分布均匀性的小麦秸秆制沼气用补料自动控制系统。

本发明的技术方案：

一种小麦秸秆制沼气的时机自判定的均匀补料自动控制系统，该系统包括滤网、发酵液进循环泵管路、发酵液循环泵、发酵液出循环泵管路、小麦秸秆补料罐、补料电磁阀、补料量标记、电控单元、补料罐均匀散料出口、压料活塞连杆组件、步进电机、秸秆粉均匀释放筛、气体流量传感器、甲烷浓度传感器。

所述的滤网布置在发酵液进循环泵管路端部。

所述的发酵液进循环泵管路，其一端伸入发酵池，端面距发酵池内壁5cm左右；发酵液进循环泵管路表面开有外螺纹与发酵池螺纹连接。

所述的发酵液循环泵，其一端连接发酵液进循环泵管路，另一端连接发酵液出循环泵管路。

所述的小麦秸秆补料罐，其端部为补料罐均匀散料出口；在距补料罐均匀散料出口5-20cm处布置有补料阀；在补料罐均匀散料出口与补料电磁阀之间的小麦秸秆补料罐表面上设有管螺纹，并与发酵液出循环泵管路相连。

所述的补料罐均匀散料出口，其由8个异向孔出口组成，直径为小麦秸秆平均长度的3～5倍。

所述的小麦秸秆补料罐上设有补料量标记，便于确定补料量。

所述的步进电机通过压料活塞连杆组件，与小麦秸秆补料罐相连。

所述的秸秆粉均匀释放筛，与发酵液出循环泵管路端部相连，伸入发酵池，位置尽量远离发酵池废料出口；秸秆粉均匀释放筛上，布置有直径为小麦秸秆平均长度3～5倍的释放孔。

所述的气体流量传感器，与发酵池产气出口管路通过螺纹相连，测量发酵池所产各种气体体积总流量。

所述的甲烷浓度传感器，与发酵池产气出口管路通过螺纹相连，测量发酵池产气中甲烷气体浓度。