[发明专利]一种大型钢筋混凝土沼气发酵罐

说明书

技术领域

本发明涉及沼气发酵装置，尤其涉及一种用钢筋混凝土制造的大型沼气发酵装置，属于生物质能源技术领域。

背景技术

我国的沼气生产技术和发展规模均居世界前列。特别是农村户用沼气池技术，已有多项国家标准。但这种技术仅限于一家一户，不适合大规模沼气生产。

近年来，大中型沼气工程不断涌现，技术日趋成熟，配套设备接近国际先进水平。但绝大多数项目是出于环保目的，其中，规模化畜禽养殖场为粪污处理而建的沼气工程最多，畜禽粪便成为大中型沼气工程的主要发酵原料。

我国农村幅员辽阔，畜禽养殖场只是呈“点”分布。而具有丰富的农作物秸秆原料的“面”上，却很少见到大中型沼气工程。

我国是世界上最大的农业生产国，根据草谷比计算，农业每年产生各类农作物秸秆约7亿多吨，除用于肥料、饲料、基料以及造纸等工业原料外，约有3亿多吨农作物秸秆没有被有效利用。预计2010年我国主要农作物秸秆将达到7.8亿吨。以“十一五”期间的发展速度测算，到2015年我国主要农作物秸秆将达到9亿吨左右，其中一半可作为生物质能源的原料。

为此，国家农业部先后在多个省、市进行以农作物秸秆为主要发酵原料生产沼气的项目示范，取得可喜的成果。实践证明，农作物秸秆作为沼气发酵原料完全可行。

虽然示范项目取得成功，但是很难大面积、产业化推广。其主要原因一是投资太大，特别是沼气生产的核心设备-厌氧消化器规模小，造价高，而独立的贮气柜也价格不菲。二是有的厌氧消化设备不适应农作物秸秆沼气发酵，特别表现在进出料困难。解决这两个关键技术问题将大大推动我国农作物秸秆能源化产业的发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种造价低廉，而且适应农作物秸秆为发酵原料的大型沼气发酵装置，降低投资规模，促进沼气产业的发展。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

采用钢筋混凝土和塑料材料制造大型沼气发酵罐，代替传统钢板材料，使大型沼气发酵罐的造价大幅度降低。沼气生产过程中，将农作物秸秆原料经过预处理，使其软化，采用泵输送方式，解决农作物秸秆原料进出料难的问题。

这种大型钢筋混凝土沼气发酵罐的容积可达几百立方米到几千立方米。

本发明的大型钢筋混凝土沼气发酵罐为立式、圆筒型。主要结构由罐体、柔性贮气柜、保护罩三部分组成。

圆筒状罐体用钢筋混凝土浇筑，其大部分埋在地下。焊接成圆筒状的塑料板材连接体，将钢筋混凝土罐体与设在其顶部的柔性贮气柜连接，密封结合为一体。接近地表和地上部分罐体用塑料保温材料包裹，保温。

柔性贮气柜由柔性贮气膜制造，可为升降式、布袋式、半球式或其它形式。

保护罩用钢结构彩钢板制造，将罐体的地上部分和柔性贮气柜全部罩在其中，起保护和装饰作用。

进料口设在钢筋混凝土罐体上部的塑料板材连接体处，其连接的进料管直抵罐体底部，相当于由沼气发酵罐底部进料。

出料口设在钢筋混凝土罐体上部的塑料板材连接体处，其高度低于气液分界面。出料口外面设有控流装置，因此，料液不能随意流出。出料口可设置一个，也可在相同高度不同方向设置多个。

沼气排出口在钢筋混凝土罐体上部的塑料板材连接体顶部，贮气柜下方。

农作物秸秆沼气主要生产工艺过程：

①、将秸秆切碎，送入预处理罐。

②、往预处理罐内加入碱液，对秸秆进行碱处理，处理结束后将残液排出。

对农作物秸秆原料进行碱处理的目的是对植物纤维组织进行降解，以提高厌氧消化效率和产气率。同时，农作物秸秆软化，便于用泵输送，解决了农作物秸秆原料进出料难的问题。

③、添加N源，调整C/N。

④、加入循环使用的沼液，调整原料的TS％。

⑤、用渣浆泵将经过预处理和C/N、TS％调整的发酵原料，打入厌氧消化器底部，发酵过的料液从上部的出料口排出。

⑥、产生的沼气经脱水器、脱硫塔净化后，由沼气增压泵输入管网系统。

生产过程采取半连续的进出料方式，即定期、定量进料和出料。

厌氧消化过程稻草原料约40天，玉米秸秆原料约30天。

上述生产工艺的突出特点是：

农作物秸秆切碎、送入预处理罐后的工艺流程中，物料输送全部经由泵和管道完成。经过预处理的农作物秸秆发酵物料用泵输入厌氧消化器内，进料非常方便。进料的同时，在泵压力和发酵物料本身浮力的作用下，发酵过的物料由罐体上部的出料口自行排出。利用泵采用料液循环的方式实现搅拌功能。大大减轻劳动强度，降低动力消耗。机械化程度高，作业环境清洁。