立塔型多級循環(huán)聯(lián)動(dòng)的高效發(fā)酵系統(tǒng)產(chǎn)生甲烷的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種沼氣發(fā)酵系統(tǒng)，特別涉及多級沼氣發(fā)酵系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]沼氣，化學(xué)名；甲烷，顧名思義就是沼澤里的氣體；隨著中國沼氣科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和農(nóng)村家用沼氣的推廣，根據(jù)當(dāng)?shù)厥褂靡蠛蜌鉁?、地質(zhì)等條件，家用沼氣池有固定拱蓋的水壓式池、大揭蓋水壓式池、吊管式水壓式池、曲流布料水壓式池、頂返水水壓式池、分離浮罩式池、半塑式池、全塑式池和罐式池。形式雖然多種多樣，但是歸總起來大體由水壓式沼氣池、浮罩式沼氣池、半塑式沼氣池和罐式沼氣池四種基本類型變化形成的。
[0003]現(xiàn)有的多種沼氣依然存在發(fā)酵效率低下，沼液對流效果差，發(fā)酵原料利用率低等諸多問題，阻礙了，沼氣池的大范圍推廣以及應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，現(xiàn)有沼氣的發(fā)酵效率低下，沼氣對流效果差，發(fā)酵路線短，以及發(fā)酵原料利用率低等問題。
[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是。
[0006]立塔型多級循環(huán)聯(lián)動(dòng)的高效發(fā)酵系統(tǒng)，其包括一級發(fā)酵系統(tǒng)和二級發(fā)酵系統(tǒng)，二級發(fā)酵系統(tǒng)的安裝位置高于一級發(fā)酵系統(tǒng)，一級發(fā)酵系統(tǒng)和二級發(fā)酵系統(tǒng)之間通過導(dǎo)水管連接；
一級發(fā)酵系統(tǒng)其包括一級發(fā)酵管道、進(jìn)出料筒，進(jìn)出料桶插入一級發(fā)酵管道上設(shè)置的與之相匹配的開口，進(jìn)出料筒內(nèi)設(shè)置有一延伸至一級發(fā)酵管道底部并且將一級發(fā)酵管道分隔的隔板，進(jìn)出料筒被分隔成一級進(jìn)料筒和一級出料筒，進(jìn)出料筒的側(cè)壁延伸至一級發(fā)酵管道的沼液液面以下位置；一級發(fā)酵管道內(nèi)設(shè)置有多個(gè)擋氣板，進(jìn)出料筒的側(cè)壁與相鄰的擋氣板或者相鄰的擋氣板之間形成一個(gè)發(fā)酵區(qū)，一級發(fā)酵管道內(nèi)的每個(gè)發(fā)酵區(qū)上都連接有獨(dú)立的導(dǎo)氣管；
二級發(fā)酵系統(tǒng)，其包括二級發(fā)酵管道、二級進(jìn)料管、二級出料管、水壓間，二級發(fā)酵管道兩端側(cè)分別連接二級進(jìn)料管和二級出料管，二級進(jìn)料管和二級出料管插入二級發(fā)酵管道內(nèi)，二級進(jìn)料管的側(cè)壁和二級出料管的側(cè)壁深入二級發(fā)酵管道的沼液液面以下，水壓間放置于二級發(fā)酵管道的上部，水壓間與二級出料管之間連接有水平放置的出料管排水管；二級發(fā)酵管道內(nèi)設(shè)置有位于多個(gè)位于二級進(jìn)料管和二級出料管之間的擋氣板，二級進(jìn)/出料管側(cè)壁與相鄰的擋氣板之間形成一個(gè)發(fā)酵區(qū)或者相鄰的擋氣板之間形成一個(gè)發(fā)酵區(qū)，二級發(fā)酵管道的每個(gè)發(fā)酵區(qū)上都連接有獨(dú)立的導(dǎo)氣管；出料管排水管上設(shè)置有控制二級出料管中的沼液單向流入水壓間的單向閥；
一級發(fā)酵管道與二級進(jìn)料管之間連接有第一導(dǎo)水管，一級發(fā)酵管道與二級出料管之間連接有第二導(dǎo)水管，第一導(dǎo)水管和第二導(dǎo)水管上設(shè)置有控制一級發(fā)酵管道內(nèi)的沼液單向流入二級發(fā)酵管道的單向閥，第一導(dǎo)水管以及第二導(dǎo)水管與二級進(jìn)/出料管連接位置最低點(diǎn)所在的水平面低于水壓間最低點(diǎn)所在的水平面；水壓間側(cè)面與一級發(fā)酵管道之間連接有第三導(dǎo)水管，第三導(dǎo)水管上設(shè)置有控制水壓間內(nèi)的沼液單向流入一級發(fā)酵管道內(nèi)的單向閥。
[0007]進(jìn)一步改進(jìn)的方案。
[0008]上述的一級發(fā)酵管道為環(huán)形發(fā)酵管道，二級發(fā)酵管道由剖面為圓形、矩形、橢圓形等幾何形狀沿直線方向拉伸獲得的實(shí)體。
[0009]進(jìn)一步改進(jìn)的方案。
[0010]在第一導(dǎo)水管和第二導(dǎo)水管與二級進(jìn)料管和二級出料管的連接位置處設(shè)置有弧形的擋板。
[0011]進(jìn)一步改進(jìn)的方案。
[0012]水壓間上還設(shè)置有與一級發(fā)酵管道連接第四導(dǎo)水管，第四導(dǎo)水管上設(shè)置有控制水壓間內(nèi)的沼液單向流入一級發(fā)酵管道內(nèi)的單向閥。
[0013]進(jìn)一步改進(jìn)的方案。
[0014]進(jìn)出料筒頂部所在的水平面距離地面的高度Hl應(yīng)當(dāng)大于二級發(fā)酵系統(tǒng)的水壓間的最高點(diǎn)所在的水平面；一級發(fā)酵管道頂部連接有導(dǎo)氣柱，導(dǎo)氣柱的頂部連接有導(dǎo)氣管，導(dǎo)氣柱頂部所在的水平面距離地面的高度H2應(yīng)當(dāng)大于或者等于Hl。
[0015]進(jìn)一步改進(jìn)的方案。
[0016]水壓間頂部采用密封結(jié)構(gòu)，防止雜物落入水壓間中，并且水壓間頂部連接有與大氣相通的排氣管，保證水壓間內(nèi)氣壓與外界大氣壓一致。
[0017]立塔型多級循環(huán)聯(lián)動(dòng)的高效發(fā)酵系統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)生甲烷的方法，其步驟在于:
A、將發(fā)酵原料倒入一級發(fā)酵系統(tǒng)的進(jìn)料筒中以及倒入二級發(fā)酵系統(tǒng)的二級進(jìn)料管內(nèi)；
B、一級發(fā)酵系統(tǒng)內(nèi)發(fā)酵產(chǎn)生沼氣并積聚于進(jìn)出料筒的側(cè)壁與相鄰的擋氣板或者相鄰的擋氣板之間形成的發(fā)酵區(qū)內(nèi)，擠壓一級發(fā)酵管道內(nèi)的沼液流向第一導(dǎo)水管和第二導(dǎo)水管，隨著第一導(dǎo)水管和第二導(dǎo)水管中沼液液面的上升，最終流入二級發(fā)酵管道內(nèi)；
C、二級發(fā)酵系統(tǒng)內(nèi)發(fā)酵產(chǎn)生沼氣并積聚于二級進(jìn)/出料管側(cè)壁與相鄰的擋氣板之間或者相鄰的擋氣板之間形成的發(fā)酵區(qū)內(nèi)，擠壓二級發(fā)酵管道內(nèi)的沼液流向二級進(jìn)料管、二級出料管以及布菌裝置的排水管，并通過出料管排水管單向流入水壓間中；
D、使用一級發(fā)酵管道內(nèi)存儲的沼氣時(shí)，水壓間內(nèi)存儲的沼液通過第三導(dǎo)水管和第四導(dǎo)水管流入一級發(fā)酵管道中；
E、使用二級發(fā)酵管道內(nèi)存儲的沼氣時(shí)，水壓間內(nèi)存儲的沼液流入一級發(fā)酵管道內(nèi)，并將一級發(fā)酵管道內(nèi)的沼液擠壓至二級發(fā)酵管道內(nèi)；
F、如此反復(fù)的產(chǎn)生沼氣以及使用沼氣。
[0018]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)取得的進(jìn)步和優(yōu)點(diǎn)在于:一級發(fā)酵系統(tǒng)采用的環(huán)形發(fā)酵管道，發(fā)酵路線長，一級發(fā)酵系統(tǒng)與二級發(fā)酵系統(tǒng)的同步發(fā)酵促進(jìn)沼液在系統(tǒng)內(nèi)的循環(huán)流動(dòng)，有效的促進(jìn)沼液的攪拌，并帶動(dòng)菌種的均勻分布，提高系統(tǒng)內(nèi)的發(fā)酵效率。
【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖做簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3為本發(fā)明的一級發(fā)酵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖4為本發(fā)明的一級發(fā)酵系統(tǒng)的進(jìn)出料筒結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖5為本發(fā)明的一級發(fā)酵系統(tǒng)的導(dǎo)氣管結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖6為本發(fā)明的二級發(fā)酵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖7為本發(fā)明的二級發(fā)酵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖中標(biāo)示為:
10、一級發(fā)酵系統(tǒng)；12、進(jìn)出料筒；122、一級進(jìn)料筒；124、一級出料筒；126、隔板；111、一級第一發(fā)酵區(qū)；112、一級第二發(fā)酵區(qū)；113、一級第三發(fā)酵區(qū)；114、一級第四發(fā)酵區(qū)；115、一級第五發(fā)酵區(qū)；13、一級第一擋氣板；14、一級第二擋氣板；15、一級第三擋氣板；16、一級第四擋氣板；17、導(dǎo)氣柱；18、導(dǎo)氣管。
[0028]22、第一導(dǎo)水管；24、第二導(dǎo)水管。
[0029]32、第三導(dǎo)水管；34、第四導(dǎo)水管。
[0030]40、二級發(fā)酵系統(tǒng)；41、二級發(fā)酵管道；42、二級進(jìn)料管；43、二級擋氣板；44、二級出料管；45、擋板。
[0031]50、水壓間；52、進(jìn)料管排水管；54、出料管排水管；56、排氣管。
[0032]60、支架。
[0033]70、布菌裝置；72、排水管；74、布菌管道；76、布菌孔。
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下，所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。
[0035]如圖1-7所示，立塔型多級循環(huán)聯(lián)動(dòng)的高效發(fā)酵系統(tǒng)，其包括一級發(fā)酵系統(tǒng)10、二級發(fā)酵系統(tǒng)40，二級發(fā)酵系統(tǒng)40底部設(shè)置有支架60，使得二級發(fā)酵系統(tǒng)40所在的位置高于一級發(fā)酵系統(tǒng)10，其基本原理在于，一級發(fā)酵系統(tǒng)10內(nèi)發(fā)酵產(chǎn)生沼氣時(shí)，一級發(fā)酵系統(tǒng)10內(nèi)的沼氣在沼氣氣壓作用下擠壓至二級發(fā)酵系統(tǒng)40內(nèi)，二級發(fā)酵系統(tǒng)40內(nèi)發(fā)酵產(chǎn)生沼氣時(shí)，占據(jù)二級發(fā)酵系統(tǒng)40內(nèi)的空間并擠壓二級發(fā)酵系統(tǒng)內(nèi)的沼液流向位于二級發(fā)酵系統(tǒng)頂部的水壓間內(nèi)；使用一級發(fā)酵系統(tǒng)10內(nèi)存儲的沼氣時(shí)，一級發(fā)酵系統(tǒng)內(nèi)的沼氣氣壓下降，使得二級發(fā)酵系統(tǒng)頂部水壓間內(nèi)的沼液回流至一級發(fā)酵系統(tǒng)內(nèi)，或者使用二級發(fā)酵系統(tǒng)40內(nèi)存儲的沼氣時(shí)，二級發(fā)酵系統(tǒng)頂部水壓間內(nèi)的沼液回流至二級發(fā)酵系統(tǒng)內(nèi)，從而完成整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的沼液循環(huán)流動(dòng)；本發(fā)明的發(fā)酵原料優(yōu)先選擇動(dòng)物糞便，二級發(fā)酵管道內(nèi)可以插入一定量的秸桿等。
[0036]如圖1、2、3、4所示，一級發(fā)酵系統(tǒng)10，其包括一級發(fā)酵管道、進(jìn)出料筒12，一級發(fā)酵管道上設(shè)置有與進(jìn)出料筒12相對應(yīng)的開口