一种大型畜禽粪便秸秆混合原料厌氧发酵罐及其方法技术

本发明专利技术公开了一种大型畜禽粪便秸秆混合原料厌氧发酵罐及其方法，罐体为厚钢板焊接，罐体直径18～22米，罐体高径比为0.9～1.2:1，罐体容量5000～6000m³，罐体顶部设置沼气出口、正负压保护器、压力变送器及观察透光孔，控制罐内气压维持在正常的正负压状态；沼气出口分别安装阻火器和沼气质量流量计及沼气分析仪，罐体上部液位处设置溢流管，有效保证大型发酵罐安全和沼气品质；物料混合度测量装置及时对罐体内物料发酵过程进行有效控制；罐体上安装多个温度变送器与加热盘管装置配套，及罐体外包有保温层，有效控制罐体内料液温度；罐体内还安装中心搅拌装置、循环喷淋破壳装置、浮渣切割破壳装置，有效提高搅拌效率和破壳效率，产气率高，节能排减。

An anaerobic fermenting tank for large livestock and poultry manure straw mixed raw materials and its method

The invention discloses a large livestock manure straw anaerobic fermentation tank and method for thick plate welding, the tank, the tank is 18~22 meters in diameter, the ratio of height to diameter is 0.9 ~ 1.2:1, 5000 ~ 6000m tank capacity tank is arranged on the top of the export fand, biogas, positive and negative pressure protection device, pressure transmitter and observation of light hole, control the pressure in the tank to maintain pressure in the normal state of positive and negative; methane outlet are respectively installed Zuhuo and biogas quality flow and biogas analyzer, set the level at the upper part of the tank overflow pipe, effectively ensure the large fermentation tank safety and quality of biogas; mixing degree measuring device for fermentation tank material timely and effectively control the temperature of a plurality of devices; the transmitter and the heating coil supporting the installation of the tank, and tank covered with insulation layer, effectively control the temperature of liquid material in the tank; the tank is installed The center stirring device, the circulation spray shell breaking device, the scum cutting and the shell breaking device can effectively improve the mixing efficiency and the shell breaking efficiency, the gas production rate is high, and the energy saving is reduced.

【技术实现步骤摘要】
一种大型畜禽粪便秸秆混合原料厌氧发酵罐及其方法
本专利技术涉及一种大型畜禽粪便秸秆混合原料厌氧发酵罐及其方法，属于生物发酵

技术介绍
沼气技术是采用厌氧消化技术处理各类有机废弃物降解并制取清洁能源沼气的系统工程设备，厌氧消化技术利用厌氧微生物活动将有机物分解为甲烷、二氧化碳和水，使物料得到减量化、稳定化、资源化的处理处置。我国农村规模化畜禽养殖成为优势产业，也带来了严重的污染问题，畜禽养殖场废弃物污染影响农村生态平衡及生活环境，将畜禽粪便废弃物污染变成资源再利用是最有效解决办法，沼气工程具有能源、生态和经济等较好的综合效益，农村积极推广和应用的工程；同时农村种植农作物耕种水稻、玉米、小麦产生大量秸秆，每年产生大量秸秆废弃物，农作物秸秆长期成为农村面源污染源头，在田间焚烧，产生大量浓重的烟雾，影响农村及城市生态环境，提高农作物秸秆的综合开发利用，针对农村沼气发酵中畜禽粪便原料的不足，提高沼气池利用率，为弥补沼气发酵原料单一及不足，将秸秆与畜禽粪便混合作为发酵原料，这样可以解决当前厌氧发酵原料问题。现有农村沼气工程规模小，以小型发酵罐居多，罐体直径不超过10m，畜禽粪便秸秆混合原料处理量低，而且，混合原料厌氧发酵实际运行过程中，由于畜禽粪便、秸秆混合原料含有较高的纤维类物质，在厌氧发酵过程中易在反应器上部形成浮渣层并硬化结壳，如不及时处理解决，原料搅拌不充分均匀，导致沼气无法顺利进入储气装置中，影响发酵系统正常运行，严重影响产气率，能耗大，严重结壳还会造成反应器罐爆裂，危及人身安全，因此，普遍存在着原料浓度低、发酵温度低、原料破壳低、产气率低等问题，关键在于厌氧发酵设备现有搅拌方式、搅拌结构、破壳粉碎及发酵装置存在问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是现有厌氧发酵设备规模较小，发酵处理量较低，设备结构不合理，无法有效对发酵形成浮渣硬化进行破壳，导致搅拌分散不均匀，沼气产气率低的问题，提供一种大型畜禽粪便秸秆混合原料厌氧发酵罐及其方法，罐内通过设置搅拌破壳，切割破壳、喷淋破壳装置并进行加热、保温，使罐内保持恒温，原料搅拌更均匀，提高破壳率，产气率高，节能排减、节约成本。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种大型畜禽粪便秸秆混合原料厌氧发酵罐，包括罐体，其特征在于：所述罐体为钢板焊接密闭的圆柱形内空腔体，所述罐体顶部设置沼气出口、正负压保护器、压力变送器及观察透光孔，所述沼气出口分别安装阻火器和沼气质量流量计及沼气分析仪，所述罐体底部设置进料口和出料管，所述罐体上部液位处设置溢流管，所述罐体外包有保温层，所述罐体下部及上部安装物料混合度测量装置、温度变送器，所述物料混合度测量装置一端安装在罐体内，所述罐体内还安装中心搅拌装置、循环喷淋破壳装置、浮渣切割破壳装置和加热盘管装置。作为优选，所述中心搅拌装置设置有多层搅拌器并安装在搅拌轴上。作为优选，所述循环喷淋破壳装置为罐体圆周内壁纵向均布安装喷淋管及喷嘴，所述喷淋管底部与螺杆泵连接。作为优选，所述浮渣切割破壳装置为罐体圆周纵向均布安装吸渣管及喇叭口切割头。作为优选，所述螺杆泵与出料管连接，所述螺杆泵将发酵罐底部的料液抽至喷淋管的喷嘴喷射冲击液面上结壳浮渣。作为优选，所述加热盘管装置为多层热水盘管。作为优选，所述物料混合度测量装置包括测量仪和测试头，所述测试头一端安装在罐体内。作为优选，所述压力变送器与正负压保护器控制罐内气压维持在正常的正负压状态。作为优选，所述物料混合度测量装置为测量仪连接测试头，所述测量仪安装在罐体外，所述测试头一端安装在罐体内。一种大型畜禽粪便秸秆混合原料厌氧发酵方法，其工艺方法步骤如下：1）罐体、混合原料制备：所述罐体用厚钢板焊接成密闭型圆柱形内空腔罐体，所述罐体顶部安装沼气出口，所述罐体底部安装进料口和出料管，直径18～22米，发酵罐高径比为0.9～1.2:1，发酵罐容量5000～6000m³；粉碎秸秆与畜禽粪便混合原料，采用恒温投料发酵罐进料口内，物料温度35～38℃，混合原料浓度10～12%；2）罐体压力、安全控制：所述罐体顶部安装正负压保护器、压力变送器，控制罐内气压维持在正常的正负压状态；所述罐体上部液位处安装溢流管，保证罐体液位不超出警示线；所述罐体顶部安装观察透光孔，所述沼气出口安装阻火器；3）罐体物料、沼气测量，所述沼气出口分别安装沼气质量流量计及沼气分析仪，所述罐体下部及上部安装物料混合度测量装置，发酵过程中对物料进行混合程度测量；4）物料发酵中心搅拌及循环喷淋、浮渣切割破壳：所述中心搅拌装置为多层搅拌器搅拌叶片上翻或下压与水平面成30～45°倾角搅拌物料并对液面破壳；所述循环喷淋破壳装置由喷嘴口设置在液面上且与液面成15～25°，喷淋管的喷嘴喷射出压力水冲击液面上结壳浮渣并破壳；所述浮渣切割破壳装置由喇叭口切割头切割液面结壳物料并吸入浮渣进入吸渣管排出罐体外；5)抽出料液循环利用:所述螺杆泵将罐体底部出料管抽出液循环输入喷淋管及喷嘴,所述喷淋管的喷嘴喷射出压力水冲击液面上结壳浮渣并破壳；6）罐体温控与保温：所述罐体内安装加热盘管装置，所述罐体下部及上部安装多个温度变送器与加热盘管装置配套控制罐体内温度；所述罐体外包有保温层，罐体内温度保持35～38℃；7）发酵罐内经上述发酵工艺步骤，使罐体内保温物料完成发酵过程，新进入的混合原料在中心搅拌下迅速与发酵罐内的全部发酵液菌种混合，沼气出口持续排出沼气,并进行沼气质量流量计量及沼气分析。本专利技术具有的优点和积极效果是：1、本专利技术大型畜禽粪便秸秆混合原料厌氧发酵罐，在发酵罐内集搅拌破壳、循环喷淋破壳、上部浮渣切割破壳为一体，多重破壳技术手段整体协调，同时解决畜禽粪便秸秆混合原料在厌氧发酵过程中在发酵罐液面形成浮渣层并硬化结壳，使破壳效果达到最佳，原料搅拌充分均匀，利于发酵使沼气顺利进入储气装置中，发酵系统正常运行，提高沼气产气率，解决了由于畜禽粪便秸秆混合原料的物料粘性大，且含固率高，发酵液内易结壳堵塞混合效果会有所下降的问题，同时也解决了现有湿式厌氧发酵存在的发酵设备管道堵塞、产气率较低问题，处理工艺先进，自动化程度高。2、本专利技术大型畜禽粪便秸秆混合原料厌氧发酵罐，罐体采用厚钢板焊接，能储存大容量物料，能承载较大气压与热能，直径18～22米，发酵罐高径比大，中心搅拌轴上可安装多层搅拌器，改进传统发酵罐体制作材料、小型发酵罐处理容量小及发酵罐高径比小，能较好的处理粉碎秸秆与畜禽粪便混合原料，采用恒温投料，通过搅拌发酵完全，产气率高；同时在发酵罐沼气出口安装阻火器，罐顶上安装正负压保护器、压力变送器，控制罐内气压维持在正常的正负压状态，有效保证大型发酵罐安全；罐体上安装多个温度变送器与加热盘管装置配套控制罐体内温度，及罐体外包有保温层，有效控制罐体内料液温度；沼气出口分别安装沼气质量流量计及沼气分析仪，有效保证沼气品质，物料混合度测量装置即时对罐体内物料发酵过程进行有效控制，有效保证大型厌氧发酵罐生产沼气产品质量。3、本专利技术大型畜禽粪便秸秆混合原料厌氧发酵罐，通过发酵罐内中心搅拌轴上安装中心搅拌单元，使第一层搅拌器处于液位下面，通过旋桨式搅拌叶片上翻与水平面成35度倾角，旋桨式搅拌叶片推动物料向上流动轨迹，旋桨式搅拌叶片打散物料并起到破壳作用；由于发酵本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大型畜禽粪便秸秆混合原料厌氧发酵罐，包括罐体，其特征在于：所述罐体为钢板焊接密闭的圆柱形内空腔体，所述罐体顶部设置沼气出口、正负压保护器、压力变送器及观察透光孔，所述沼气出口分别安装阻火器和沼气质量流量计及沼气分析仪，所述罐体底部设置进料口和出料管，所述罐体上部液位处设置溢流管，所述罐体外包有保温层，所述罐体下部及上部安装物料混合度测量装置、温度变送器，所述物料混合度测量装置一端安装在罐体内，所述罐体内还安装中心搅拌装置、循环喷淋破壳装置、浮渣切割破壳装置和加热盘管装置。

【技术特征摘要】
1.一种大型畜禽粪便秸秆混合原料厌氧发酵罐，包括罐体，其特征在于：所述罐体为钢板焊接密闭的圆柱形内空腔体，所述罐体顶部设置沼气出口、正负压保护器、压力变送器及观察透光孔，所述沼气出口分别安装阻火器和沼气质量流量计及沼气分析仪，所述罐体底部设置进料口和出料管，所述罐体上部液位处设置溢流管，所述罐体外包有保温层，所述罐体下部及上部安装物料混合度测量装置、温度变送器，所述物料混合度测量装置一端安装在罐体内，所述罐体内还安装中心搅拌装置、循环喷淋破壳装置、浮渣切割破壳装置和加热盘管装置。2.根据权利要求1所述的一种大型畜禽粪便秸秆混合原料厌氧发酵罐，其特征在于：所述中心搅拌装置设置有多层搅拌器并安装在搅拌轴上。3.根据权利要求1所述的一种大型畜禽粪便秸秆混合原料厌氧发酵罐，其特征在于：所述循环喷淋破壳装置为罐体圆周内壁纵向均布安装喷淋管及喷嘴，所述喷淋管底部与螺杆泵连接。4.根据权利要求1所述的一种大型畜禽粪便秸秆混合原料厌氧发酵罐，其特征在于：所述浮渣切割破壳装置为罐体圆周纵向均布安装吸渣管及喇叭口切割头。5.根据权利要求1、3所述的一种大型畜禽粪便秸秆混合原料厌氧发酵罐，其特征在于：所述螺杆泵与出料管连接，所述螺杆泵将发酵罐底部的料液抽至喷淋管的喷嘴喷射冲击液面上结壳浮渣。6.根据权利要求1所述的一种大型畜禽粪便秸秆混合原料厌氧发酵罐，其特征在于：所述加热盘管装置为多层热水盘管。7.根据权利要求1所述的一种大型畜禽粪便秸秆混合原料厌氧发酵罐，其特征在于：所述物料混合度测量装置包括测量仪和测试头，所述测试头一端安装在罐体内。8.根据权利要求1所述的一种大型畜禽粪便秸秆混合原料厌氧发酵罐，其特征在于：所述压力变送器与正负压保护器控制罐内气压维持在正常的正负压状态。9.根据权利要求1所述的一种大型畜禽粪便秸秆混合原料厌氧发酵罐，其特征在于：所述物料混合度测量装置为测量仪连接测试头，所述测...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建林，李清林，
申请(专利权)人：湖北中涢环保能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42