專利名稱：干法濕法聯(lián)合發(fā)酵秸稈的加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種垃圾處理工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種對秸稈垃圾的處理裝置， 尤其是涉及一種干法濕法聯(lián)合發(fā)酵秸稈的加工裝置。
背景技術(shù)：
目前，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的農(nóng)作物秸稈處置處理及資源化利用裝置主要有秸稈還田的肥料化利用、青儲(chǔ)飼料利用、化工原料利用以及焚燒、發(fā)電、制氣等能源化利用方式。 其中秸稈發(fā)酵制沼氣就是一種能源化利用方式。我國農(nóng)村的秸稈資源非常豐富，目前僅重要的作物秸稈就有近20種，且產(chǎn)量巨大。據(jù)估算，我國每年各類農(nóng)作物秸稈產(chǎn)生量達(dá)7億噸，這其中42%直接或過腹還田，30% 作為農(nóng)用燃料，8%作為工業(yè)或其他用途，20%約1. 2億噸剩余未被利用。這些剩余的農(nóng)作物秸稈被廢棄于田間地頭、場院房頭，不僅占壓了大量的土地，影響了農(nóng)村環(huán)境衛(wèi)生，特別是在每年的“三夏”、“三秋”季節(jié)，農(nóng)民為了搶收搶種則把這些剩余秸稈絕大部分在田間直接焚燒，大量剩余秸稈的露天焚燒不但造成極大的資源浪費(fèi)，而且?guī)韲?yán)重的大氣污染，甚至影響飛機(jī)的正常起降和汽車行駛的安全，并頻繁引發(fā)火災(zāi)事故。而與此同時(shí)，世界性的能源危機(jī)日趨加重，亟待開發(fā)可替代石油、煤炭的新型能源，特別是可再生能源，生物質(zhì)能作為一種可再生的清潔能源而更受到世界各國的高度重視與關(guān)注。農(nóng)作物秸稈作為糧食或飼料生產(chǎn)中所產(chǎn)生的廢棄物，主要為含碳化合物，作為能源利用，不僅數(shù)量巨大且可再生，因而開發(fā)農(nóng)作物秸稈能源化利用途徑，不僅可解決大量秸稈遺棄而產(chǎn)生的環(huán)境污染與經(jīng)濟(jì)損失問題，而且可以減緩世界能源危機(jī)，尤其是可解決千家萬戶的農(nóng)村居民能源供應(yīng)的難題。據(jù)調(diào)查，我國每年產(chǎn)出城市生活垃圾2. 5億噸，禽畜糞便30多億噸，作物秸稈10 億噸。目前我國對這些有機(jī)廢棄物的無害化、資源化的厭氧發(fā)酵處理方式有兩種一是濕法厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣及有機(jī)肥，該辦法是用水將原料與空氣隔絕，形成厭氧環(huán)境。這種裝置比較成熟，一些地方也在應(yīng)用。但是它最大的缺陷是要消耗大量的水資源，同時(shí)還要對沼渣、沼液進(jìn)行二次處理。總建設(shè)項(xiàng)目投資大、占用資源多、維護(hù)困難。二是間歇式干法厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣和有機(jī)肥，該辦法是利用密閉容器將原料與空氣隔絕，形成厭氧環(huán)境。它不消耗水資源、不產(chǎn)生沼液、沼渣，無需二次無害化處理。但是這種方式在入料和出料時(shí)必須中斷發(fā)酵過程，設(shè)備占用土地面積較大，操作人員勞動(dòng)環(huán)境惡劣、勞動(dòng)強(qiáng)度大。此外，沼氣發(fā)酵是指以各種有機(jī)廢棄物為原料，利用水解產(chǎn)酸菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌和產(chǎn)甲烷菌將其分解為ch4、CO2, H2S等氣體的發(fā)酵裝置。其主要特點(diǎn)是充分利用工業(yè)和農(nóng)業(yè)等產(chǎn)生的廢棄物生產(chǎn)沼氣，對改善環(huán)境，解決能源危機(jī)有著十分重要的意義。我國對沼氣的研究已有多年的歷史，在沼氣開發(fā)前期，需做大量實(shí)驗(yàn)研究工作， 目前我國在實(shí)驗(yàn)室發(fā)酵制備沼氣時(shí)，其實(shí)驗(yàn)裝置有些沒有增保溫裝置，在室溫條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，有些利用太陽能或電能直接對實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行加熱，如北京市東單總部57號劉旭研制的一種沼氣發(fā)酵罐(專利號為ZL200720173713.3的中國專利)沒有增保溫裝置。吉林省農(nóng)科院土肥所農(nóng)村能源處研制了一種自動(dòng)排料沼氣干發(fā)酵裝置[期刊可再生能源，1990(4) :25-27]和一種全封閉滿裝料連續(xù)進(jìn)排料沼氣干發(fā)酵裝置(專利號為 ZL03252295. 9的中國專利)，其利用太陽能直接對實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行加熱。河北省秦皇島市海港區(qū)張連義研制的四季用沼氣發(fā)酵罐(專利號為ZL2006200M073.5的中國專利)，其利用電能直接對實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行加熱。沒有增保溫裝置時(shí)，實(shí)驗(yàn)溫度變化較大，在溫度較適合菌種時(shí)產(chǎn)氣較好，而在溫度不適合菌種時(shí)產(chǎn)氣較差，因此產(chǎn)氣不穩(wěn)定，對實(shí)驗(yàn)影響較大。利用太陽能直接對實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行加熱時(shí)與無增保溫裝置時(shí)一樣，當(dāng)有無太陽時(shí)，產(chǎn)氣不一樣，產(chǎn)氣也不穩(wěn)定，對實(shí)驗(yàn)影響較大。當(dāng)利用電能直接對實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行加熱時(shí)，加熱時(shí)加熱裝置溫度上升較快較高，容易將實(shí)驗(yàn)裝置靠近加熱裝置的發(fā)酵物料中的菌種殺死，特別是在突然停電時(shí)，另外溫度變化快容易將發(fā)酵物料中菌種殺死。為解決中國千家萬戶農(nóng)村居民，特別是居住分散又遠(yuǎn)離城市或集鎮(zhèn)的農(nóng)村居民的清潔能源供應(yīng)困難，國家自上世紀(jì)七十年代開始，就在農(nóng)村推廣使用以畜禽糞便以及人糞尿等為主要底物的沼氣池技術(shù)，取得了良好的效果。然而，近年來隨著養(yǎng)殖業(yè)向規(guī)?；^(qū)化發(fā)展后，農(nóng)村戶用沼氣池賴以產(chǎn)氣的原料-畜禽糞便愈來愈少，農(nóng)村沼氣池面臨著無米可飲的境地，探索研究戶用沼氣池替代畜禽糞便原料技術(shù)越來越迫切、越來越重要。利用農(nóng)作物秸稈作為戶用沼氣池原料的研究以及示范工作，可追溯到上世紀(jì)八十年代，即利用現(xiàn)有的水壓式沼氣池，將秸稈與糞便混合進(jìn)行厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣，其技術(shù)存在著秸稈上浮，容易形成結(jié)殼而影響產(chǎn)氣，且當(dāng)發(fā)酵結(jié)束后，沼渣與沼液處理困難，特別是水網(wǎng)地區(qū)。公開號為CN101020912的專利，提供了一種將甲烷菌回流與粉碎的秸稈原料混合發(fā)酵生產(chǎn)沼氣的裝置，其特征在于，它是將發(fā)酵沼氣的原料農(nóng)作物秸稈粉碎成秸稈粉末、秸稈顆粒、秸稈絲后，再入沼氣發(fā)酵罐，沼氣發(fā)酵罐底部出料管排出的含甲烷菌渣料，根據(jù)實(shí)際測定的所含甲烷菌數(shù)量，按含甲烷菌渣料與新投入秸稈原料的體積比為0.5 8.0 1.0 的比例混合后輸入到沼氣發(fā)酵罐進(jìn)行連續(xù)發(fā)酵生產(chǎn)沼氣，剩余部分含甲烷菌渣料排放到渣料池，該專利只涉及到沼液回流接種，且沼渣沼液通過出料管排出，容易接觸空氣，影響厭氧菌的數(shù)量，而且接種前需要對測定所含甲烷菌數(shù)量，在農(nóng)村農(nóng)戶實(shí)際應(yīng)用中難易操作。公開號為CN1769220的專利，提供了一種用廚余物、秸稈、畜禽糞便和活性污泥為原料的沼氣生產(chǎn)技術(shù)，涉及沼氣生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)和高固形物沼氣發(fā)酵反應(yīng)器技術(shù)，但該專利所涉及的是濕法厭氧發(fā)酵技術(shù)，且不適應(yīng)于農(nóng)村農(nóng)戶使用。公開號為CN1403396的專利，提供了一種周期刺激秸稈和城市垃圾進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵沼氣的裝置。其特征是將風(fēng)干秸稈或篩選的有機(jī)垃圾經(jīng)過汽爆處理后放入固態(tài)發(fā)酵罐體中；然后將汽爆物料與沼氣迅速混合，密封于發(fā)酵罐體中進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵；通入發(fā)酵的沼氣排凈罐體中的空氣，采用外界周期壓力變化以強(qiáng)化固態(tài)發(fā)酵的速率；迅速排氣收集沼氣，該裝置技術(shù)要求高，設(shè)備投資大，不適合農(nóng)村使用。公開號為C擬863807的專利，提供了一種新型免清秸稈糞便綜合使用保溫沼氣池，涉及沼氣池的修建技術(shù)領(lǐng)域，主要技術(shù)特征在于水壓間和進(jìn)料管和為一體，發(fā)酵料進(jìn)入進(jìn)料口(壓水間)經(jīng)過浸泡液化產(chǎn)酸后自動(dòng)進(jìn)入沼氣池發(fā)酵。沼氣池內(nèi)設(shè)有出料管利用沼氣池的內(nèi)部產(chǎn)氣壓力可將沼渣從出料管壓出流向積肥坑。而不用人工清池。并在沼氣池內(nèi)部裝有破殼攪拌氣。使沼氣池在日常管理更方便，提高產(chǎn)氣率，產(chǎn)氣穩(wěn)定。該技術(shù)及涉及的是一種濕法厭氧產(chǎn)沼氣技術(shù)，且因秸稈為漂浮物由壓水間難以進(jìn)入消化池，技術(shù)上不可行。綜上所述，現(xiàn)有的專利技術(shù)難以解決秸稈干法發(fā)酵的技術(shù)難題，且所述技術(shù)或投資大成本高或不適合農(nóng)村農(nóng)戶使用，而難以推廣應(yīng)用。利用秸稈產(chǎn)沼氣，目前的裝置根據(jù)干物質(zhì)含量可以分為干法(干物質(zhì)含量為20% 以上)和濕法(干物質(zhì)含量低于20%，一般在6% 8%之間)。無論干法發(fā)酵還是濕法發(fā)酵，其主要裝置流程大體如下秸稈預(yù)處理-堆慪-投料-加水封池-點(diǎn)火試氣。預(yù)處理通常包括物理裝置、化學(xué)裝置和生物裝置進(jìn)行，首先將秸稈進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆鬯?，再用石灰水進(jìn)行浸泡，然后進(jìn)行堆慪。無論是濕法裝置還是干法裝置，都具有一些自身的優(yōu)勢，但同時(shí)也許多不足。首先，兩者的發(fā)酵周期都比較長，一般需要150天 200天，最短也需要90 100 天。發(fā)酵周期與工程投資息息相關(guān)，發(fā)酵周期降不下來，工程投資和工程占地面積都比較大。第二，進(jìn)出料比較困難。秸稈屬于固態(tài)物料，反應(yīng)池需要?dú)饷苄阅茌^好。傳統(tǒng)的泵式進(jìn)料難度極大，至于造價(jià)昂貴的柱塞泵能勝任。大多數(shù)小型沼氣池人工進(jìn)料，大型工程因此受到限制；出料同樣存在問題，出一次料就得對發(fā)酵池清空一次，一方面容易引起安全事故，下次啟動(dòng)也比較麻煩。第三，攪拌困難，特別是在干發(fā)酵工程中，由于干物質(zhì)含量比較高，發(fā)酵液比較粘稠，很難實(shí)現(xiàn)攪拌。第四，浮渣嚴(yán)重，由于缺乏有效的攪拌，比較輕的干物質(zhì)容易形成浮渣，影響產(chǎn)氣效果。第五，產(chǎn)氣速度不可控，秸稈產(chǎn)氣過程具有周期性，發(fā)酵初期產(chǎn)氣量大，后期產(chǎn)氣量小。[0023]因此，安全高效地對秸稈垃圾進(jìn)行資源化、無害化處理和轉(zhuǎn)化，既可從源頭上杜絕本身的危害，又可緩解我國資源短缺的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種干法濕法聯(lián)合發(fā)酵秸稈的加工裝置， 克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，針對國內(nèi)秸稈垃圾成分復(fù)雜的情況，研發(fā)出本實(shí)用新型由揉搓設(shè)備、密封反應(yīng)罐、橢圓形預(yù)浸池、循環(huán)耦合發(fā)酵罐、兩段生物好氧處理器、厭氧消化器和脫硫塔相互協(xié)同工作的干法濕法聯(lián)合發(fā)酵秸稈的加工裝置。本實(shí)用新型的目的是通過設(shè)計(jì)一種干法濕法聯(lián)合發(fā)酵秸稈的加工裝置，該干法濕法聯(lián)合發(fā)酵秸稈的加工裝置實(shí)現(xiàn)秸稈垃圾依次通過揉搓設(shè)備、密封反應(yīng)罐、橢圓形預(yù)浸池、 循環(huán)耦合發(fā)酵罐、兩段生物好氧處理器、厭氧消化器和脫硫塔進(jìn)行干法濕法聯(lián)合發(fā)酵處理， 不僅安全高效地對餐廚垃圾進(jìn)行資源化，而且實(shí)現(xiàn)了無害化處理，且處理過程無污染，防止細(xì)菌病毒傳播，是一種經(jīng)濟(jì)性好、能實(shí)現(xiàn)良性生態(tài)循環(huán)的綠色環(huán)保的秸稈垃圾處理裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型的一種干法濕法聯(lián)合發(fā)酵秸稈的加工裝置，包括揉搓設(shè)備，其特征在于該干法濕法聯(lián)合發(fā)酵秸稈的加工裝置還依次包括密封反應(yīng)罐、橢圓形預(yù)浸池、循環(huán)耦合發(fā)酵罐、兩段生物好氧處理器、厭氧消化器和脫硫塔并順序連接。作為優(yōu)選的技術(shù)方案所述循環(huán)耦合發(fā)酵罐內(nèi)置有固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)器和兩臺(tái)氣體循環(huán)機(jī)。本裝置和現(xiàn)有技術(shù)相比有以下優(yōu)勢1.原生秸稈垃圾不必分選和粉碎，可大幅度降低運(yùn)轉(zhuǎn)成本。2.秸稈垃圾儲(chǔ)存期間不必進(jìn)行其它人力和機(jī)械干預(yù)，運(yùn)轉(zhuǎn)成本很低。3.垃圾中有許多大小不一各種固體物料，徹底腐熟需要較長時(shí)間，建造足夠多個(gè)大型筒倉構(gòu)筑物可以便腐熟周期充分延長，而較長的腐熟周期可消耗污水越多，實(shí)現(xiàn)以污治污效果。4.經(jīng)濟(jì)效益高。
圖1是本實(shí)用新型的干法濕法聯(lián)合發(fā)酵秸稈的加工裝置的示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。實(shí)施例1 一種干法濕法聯(lián)合發(fā)酵秸稈的加工裝置，包括揉搓設(shè)備，其特征在于該干法濕法聯(lián)合發(fā)酵秸稈的加工裝置還依次包括密封反應(yīng)罐、橢圓形預(yù)浸池、循環(huán)耦合發(fā)酵罐、兩段生物好氧處理器、厭氧消化器和脫硫塔并順序連接。實(shí)施例2 一種干法濕法聯(lián)合發(fā)酵秸稈的加工裝置，包括揉搓設(shè)備，其特征在于該干法濕法聯(lián)合發(fā)酵秸稈的加工裝置還依次包括密封反應(yīng)罐、橢圓形預(yù)浸池、循環(huán)耦合發(fā)酵罐、兩段生物好氧處理器、厭氧消化器和脫硫塔并順序連接；所述循環(huán)耦合發(fā)酵罐內(nèi)置有固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)器和兩臺(tái)氣體循環(huán)機(jī)。
權(quán)利要求1.一種干法濕法聯(lián)合發(fā)酵秸稈的加工裝置，包括揉搓設(shè)備，其特征在于該干法濕法聯(lián)合發(fā)酵秸稈的加工裝置還依次包括密封反應(yīng)罐、橢圓形預(yù)浸池、循環(huán)耦合發(fā)酵罐、兩段生物好氧處理器、厭氧消化器和脫硫塔并順序連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干法濕法聯(lián)合發(fā)酵秸稈的加工裝置，其特征在于所述循環(huán)耦合發(fā)酵罐內(nèi)置有固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)器和兩臺(tái)氣體循環(huán)機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種干法濕法聯(lián)合發(fā)酵秸稈的加工裝置，該干法濕法聯(lián)合發(fā)酵秸稈的加工裝置實(shí)現(xiàn)秸稈垃圾依次通過揉搓設(shè)備、密封反應(yīng)罐、橢圓形預(yù)浸池、循環(huán)耦合發(fā)酵罐、兩段生物好氧處理器、厭氧消化器和脫硫塔進(jìn)行干法濕法聯(lián)合發(fā)酵處理，不僅安全高效地對餐廚垃圾進(jìn)行資源化，而且實(shí)現(xiàn)了無害化處理，且處理過程無污染，防止細(xì)菌病毒傳播，是一種經(jīng)濟(jì)性好、能實(shí)現(xiàn)良性生態(tài)循環(huán)的綠色環(huán)保的秸稈垃圾處理裝置。
文檔編號C12M1/107GK202081098SQ201120139300

公開日2011年12月21日 申請日期2011年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月5日
發(fā)明者丁玲, 張文燕, 施軍營, 王飛, 田娟 申請人:鄭州藍(lán)德環(huán)?？萍加邢薰?br>