[发明专利]一种半连续式的氨化秸秆与沼渣夹心式混合发酵装置

说明书

本发明公开一种半连续式的氨化秸秆与沼渣夹心式混合发酵装置，包括发酵罐、沼液循环管路以及发酵供料装置，所述发酵罐内的发酵物料由若干个沿着竖直方向排列的发酵单元组成，每个发酵单元包括自上而下排列的氨化秸秆层、生物炭层以及沼渣层；所述发酵罐的顶部设有进料口和出气口，底部设有出料口；所述沼液循环管路的一端连接在发酵罐的出液口处，另一端连接在发酵罐的进液口处；所述发酵供料装置通过连接至发酵罐的进料口的供料管依次将沼渣、生物炭以及氨化秸秆输送至发酵罐中。该混合发酵装置通过将沼渣与氨化秸秆进行混合发酵，优化物料配比，提高产气效率，同时采用沼液循环喷淋的方式，无需搅拌，操作简单，投入成本低。

技术领域

本发明涉及秸秆发酵设备，具体涉及一种半连续式的氨化秸秆与沼渣夹心式混合发酵装置。

背景技术

在农业大国，每年会产生数亿吨的农业废弃物，能源化利用，是处理这些农业废弃物的重要途径。在世界能源日益枯竭的今天，甲烷作为石油的重要替代能源，厌氧发酵技术得到了越来越多的关注。干式厌氧发酵是指发酵系统含固率大于20％的厌氧发酵技术。相对于湿式厌氧发酵，干式厌氧发酵具有更高的有机负荷，发酵物料含固率高，沼渣可发酵过程不产生沼液废水，没有后续沼液废水处理的问题，沼渣可用作肥料或者回用到发酵中资源化利用，实现真正的零排放。

现有的干式厌氧发酵主要包括间隙式发酵和连续式发酵，其中，间隙式发酵主要包括BIOFerm工艺和BEKON工艺，这些发酵工艺具有无需搅拌、产气量大等优点，但是存在着装置体积大、投入成本高、操作复杂、系统安全运行要求高等问题。连续式发酵包括机械式的Kompogas工艺和BRV工艺，以及推流式的Dranco工艺和Valorga工艺，这些发酵工艺可实现干式厌氧发酵连续进行，有效提高发酵效率。但这类工艺对物料要求高，往往需要对物料进行预处理，且构造复杂、投入成本大。

发明内容

本发明的目的在于克服上述存在的问题，提供一种半连续式的氨化秸秆与沼渣夹心式混合发酵装置，该混合发酵装置通过将沼渣与氨化秸秆进行混合发酵，优化物料配比，提高产气效率，同时采用沼液循环喷淋的方式，无需搅拌，操作简单，投入成本低。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种半连续式的氨化秸秆与沼渣夹心式混合发酵装置，包括用于物料进行厌氧发酵的发酵罐、用于循环将沼液输送至发酵罐中的沼液循环管路以及用于往发酵罐中加入发酵物料的发酵供料装置，其中，所述发酵罐内的发酵物料由若干个沿着竖直方向排列的发酵单元组成，每个发酵单元包括自上而下排列的氨化秸秆层、生物炭层以及沼渣层；所述发酵罐的顶部设有进料口和出气口，底部设有出料口；

所述沼液循环管路的一端连接在发酵罐的出液口处，另一端连接在发酵罐的进液口处；

所述发酵供料装置通过连接至发酵罐的进料口的供料管依次将沼渣、生物炭以及氨化秸秆输送至发酵罐中。

上述半连续式的氨化秸秆与沼渣夹心式混合发酵装置的工作原理是：

工作时，发酵供料装置通过供料管依次将沼渣、生物炭以及氨化秸秆输送至发酵罐中，使得生物炭层叠在沼渣之上，秸秆层叠在生物炭之上，从而形成自上而下分层排列的发酵单元。具体地，以发酵罐中设有三个发酵单元为例，在发酵物料投放过程中，按照上述投放顺序，从下至上依次完成三个发酵单元的发酵物料的投放。

在发酵的过程中，发酵罐中的发酵物料不断产生沼液和沼气，沼气上浮并从出气口流出。沼液则往下流动，积聚在发酵罐的底部，继而通过沼液循环管路将发酵罐中产生的沼液循环输送至发酵单元中，将沼液喷淋在发酵物料上，从而使得发酵物料充分接触，无需配置机械搅拌装置。

进一步，当最下方的发酵单元完成发酵任务而从发酵罐的出料口清除后，剩下的发酵单元往下移动一个发酵单元的距离，继而在最上方的重新布设新的发酵物料，实现半连续式的工作方式。