本實(shí)用新型涉及水壓式沼氣池領(lǐng)域,尤其涉及一種新型水壓式沼氣池裝置。
背景技術(shù):
農(nóng)村常用的水壓式沼氣池是一個(gè)由主發(fā)酵池(間)和進(jìn)、出料間(管)相連通的容器,未產(chǎn)氣時(shí),進(jìn)料管、發(fā)酵間、水壓間的料液在同一水平面上。產(chǎn)氣時(shí),經(jīng)微生物發(fā)酵分解而產(chǎn)生的沼氣上升到貯氣間,由于貯氣間密封不漏氣,沼氣不斷積聚,便產(chǎn)生壓力。當(dāng)沼氣壓力超過大氣壓力時(shí),便把沼氣池內(nèi)的料液壓出,進(jìn)料管和水壓間內(nèi)水位上升,發(fā)酵間水壓下降,產(chǎn)生了水位差。由于水位差將使貯氣間內(nèi)的沼氣保持一定的壓力。用氣時(shí),沼氣從導(dǎo)氣管輸出,水壓間的水流回發(fā)酵間,即水壓間水位下降,發(fā)酵間水位上升。依靠水壓間水位的自動(dòng)升降,使貯氣間的沼氣壓力能自動(dòng)調(diào)節(jié),保持沼氣的穩(wěn)定輸送。
農(nóng)村沼氣主要采用秸稈類作為原料來源,由于秸稈為纖維素物質(zhì)組成,在空氣中易干燥。由于傳統(tǒng)水壓式沼氣池沒有攪拌裝置,作物秸稈進(jìn)入沼氣池后一部分比重較小的秸稈漂浮到料液表層形成上干下濕的結(jié)殼,只下面才能與水接觸。當(dāng)沼氣池運(yùn)行一段時(shí)間后,浮渣層增厚、變干,最后形成干燥又難于破碎的結(jié)殼。結(jié)殼可導(dǎo)致沼氣池內(nèi)產(chǎn)生的沼氣集聚受阻,使沼氣池的有效容積和貯氣室的體積減小,也導(dǎo)致發(fā)酵原料的利用率不高,結(jié)殼制約了以秸稈為原料的水壓式沼氣池氣推廣和應(yīng)用。為了解決這一難題,現(xiàn)有技術(shù)公開了了加熱、攪拌、回流、設(shè)置欄柵等辦法,杜絕或降低結(jié)殼的產(chǎn)生。但增加加熱裝置會(huì)增加農(nóng)民的成本,機(jī)械攪拌會(huì)增加人力成本且機(jī)械裝置會(huì)阻礙農(nóng)戶的進(jìn)出,回流裝置會(huì)增加回流閥失靈等新的問題,設(shè)置欄柵也會(huì)因?yàn)闄跂诺陀谝好娑А?/p>
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中缺陷,提供了一種無需外動(dòng)力可自動(dòng)破除結(jié)殼的水壓式沼氣池裝置。
為達(dá)到以上目的,本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案如下:
一種免結(jié)殼的水壓式沼氣池裝置,厭氧發(fā)酵室(1)的豎截面為上小下大的形狀,豎截面的斜邊為直線或者折線,橫截面為直線和弧線圍成的形狀。
優(yōu)選的是,所述厭氧發(fā)酵室(1)豎截面的至少有一內(nèi)斜邊與水平面的夾角為30-80度。
優(yōu)選的是,所述厭氧發(fā)酵室(1)豎截面的所有斜邊與水平面的夾角為30-80度。
優(yōu)選的是,還包括水壓室(2)進(jìn)料口(3)和導(dǎo)氣管(4),水壓室(2)和進(jìn)料口(3)分布在厭氧發(fā)酵室(1)兩側(cè)并分別與厭氧發(fā)酵室(1)連通,導(dǎo)氣管(4)設(shè)置在厭氧發(fā)酵室(1)上部。
本實(shí)用新型的原理:
為了解決傳統(tǒng)水壓式沼氣池以作物秸稈為原料時(shí)容易產(chǎn)生結(jié)殼的問題,本實(shí)用新型提供一種錐形的水壓式沼氣池,厭氧發(fā)酵室斜邊與地面角度為30-80度,就是把厭氧發(fā)酵池做成一個(gè)上面部分小下面部分大的池體,沼氣池的進(jìn)料口和出料口的設(shè)置與常規(guī)水壓式沼氣池相似,在底部進(jìn)料和在底部出料。由于沼氣池上部分小下面部分大,當(dāng)產(chǎn)氣和用氣時(shí),液面會(huì)隨之下降或上升,其液面的大小也會(huì)發(fā)生改變。當(dāng)液面下降時(shí),液面變大,當(dāng)液面上升時(shí),液面會(huì)縮小。作物秸稈進(jìn)入沼氣池后形成浮渣層,但是隨著產(chǎn)氣和用氣時(shí),液面會(huì)上升,浮渣層就會(huì)收到擠壓,同時(shí)由于水壓式的水流作用也能對(duì)浮渣層起到一定的翻滾作用,這樣浮渣層被重新壓入液體下面,與液體進(jìn)行充分接觸,提高了原料的利用效率和沼氣池的發(fā)酵效率。由于沼氣池內(nèi)的液面大小是隨著產(chǎn)氣和用氣而變化的,因而,液面的大小是反復(fù)變化的,浮渣層不停受到相應(yīng)的擠壓作用,從而避免了結(jié)殼的產(chǎn)生。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和效果:
1.本實(shí)用新型與常規(guī)圓柱型式沼氣比,降低了結(jié)殼生成的幾率,提高沼氣池的利用效率和秸稈的利用效率,因而有利于提高甲烷的發(fā)酵速度,20天后本實(shí)用新型沼氣池的浮渣層重量53克,而圓柱形沼氣池的浮渣層重量367克;20天的本實(shí)用新型沼氣池(容積10升)總產(chǎn)氣量為40.8升,圓柱形的沼氣為37.4升;第10天的本實(shí)用新型沼氣池沼氣中的甲烷含量60.2%,二氧化碳含量29.5%,圓柱形所產(chǎn)沼氣的甲烷含量為56.0%,二氧化碳含量32.7%。
2.本實(shí)用新型與半球形沼氣比,由于其發(fā)酵室斜邊給予浮渣層擠壓應(yīng)力更大,形成的浮渣層厚度更小,降低了結(jié)殼生成的幾率,20天后本實(shí)用新型沼氣池(容積10升)的浮渣層重量53克,而半球形沼氣池的浮渣層重量313克。
3.本實(shí)用新型與攪拌式沼氣池相比,減少了機(jī)械成本和人工成本,與沼液回流相比,杜絕了回流失效等故障的產(chǎn)生。
附圖說明
圖1是本實(shí)用新型所示沼氣池結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2-8是本實(shí)用新型所示厭氧發(fā)酵室的A截面示意圖。
圖9-11是本實(shí)用新型所示厭氧發(fā)酵室的B截面示意圖。
圖12是圓柱形沼氣池結(jié)構(gòu)圖。
圖13是半球形沼氣池結(jié)構(gòu)圖。
其中,圖1中:1、厭氧發(fā)酵池;2、水壓室;3、進(jìn)料口;4、導(dǎo)氣管。
具體實(shí)施方式
下面通過具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型所說的水壓式沼氣池裝置作進(jìn)一步的說明。應(yīng)該理解的是,本實(shí)用新型的實(shí)施例是用于說明本實(shí)用新型而不是對(duì)本實(shí)用新型的限制。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行的簡(jiǎn)單改進(jìn)都屬于本實(shí)用新型要求保護(hù)的范圍。
實(shí)施例1:
如圖1,一種免結(jié)殼的水壓式沼氣池裝置,包括厭氧發(fā)酵室(1)、水壓室(2)進(jìn)料口(3)和導(dǎo)氣管(4),水壓室(2)和進(jìn)料口(3)分布在厭氧發(fā)酵室(1)兩側(cè)并分別與厭氧發(fā)酵室(1)連通,導(dǎo)氣管(4)設(shè)置在厭氧發(fā)酵室(1)上部,厭氧發(fā)酵室(1)的豎截面為單個(gè)等腰梯形的形狀,豎截面的內(nèi)斜邊與水平面的夾角為70度(如圖2所示),厭氧發(fā)酵室(1)的橫截面為直線和弧線圍成的形狀(如圖9所示)。
實(shí)施例2:
如圖1,一種免結(jié)殼的水壓式沼氣池裝置,包括厭氧發(fā)酵室(1)、水壓室(2)進(jìn)料口(3)和導(dǎo)氣管(4),水壓室(2)和進(jìn)料口(3)分布在厭氧發(fā)酵室(1)兩側(cè)并分別與厭氧發(fā)酵室(1)連通,導(dǎo)氣管(4)設(shè)置在厭氧發(fā)酵室(1)上部,厭氧發(fā)酵室(1)的豎截面為單個(gè)等腰梯形的形狀,豎截面的一內(nèi)斜邊與水平面的夾角為30度,一內(nèi)斜邊與水平面的夾角為70度(如圖3所示),厭氧發(fā)酵室(1)的橫截面為直線和弧線圍成的形狀(如圖9所示)。
實(shí)施例3:
如圖1,一種免結(jié)殼的水壓式沼氣池裝置,包括厭氧發(fā)酵室(1)、水壓室(2)進(jìn)料口(3)和導(dǎo)氣管(4),水壓室(2)和進(jìn)料口(3)分布在厭氧發(fā)酵室(1)兩側(cè)并分別與厭氧發(fā)酵室(1)連通,導(dǎo)氣管(4)設(shè)置在厭氧發(fā)酵室(1)上部,厭氧發(fā)酵室(1)的豎截面為單個(gè)上小下大非等腰梯形的形狀,豎截面的一內(nèi)斜邊與水平面的夾角為70度,另一內(nèi)斜邊水平面的夾角為90度(如圖4所示),厭氧發(fā)酵室(1)的橫截面為直線和弧線圍成的形狀(如圖10所示)。
實(shí)施例4:
如圖1,一種免結(jié)殼的水壓式沼氣池裝置,包括厭氧發(fā)酵室(1)、水壓室(2)進(jìn)料口(3)和導(dǎo)氣管(4),水壓室(2)和進(jìn)料口(3)分布在厭氧發(fā)酵室(1)兩側(cè)并分別與厭氧發(fā)酵室(1)連通,導(dǎo)氣管(4)設(shè)置在厭氧發(fā)酵室(1)上部,厭氧發(fā)酵室(1)的豎截面為多個(gè)上小下大等腰梯形的形狀,豎截面的一內(nèi)斜邊與水平面的夾角為75度(如圖5所示),厭氧發(fā)酵室(1)的橫截面為直線和弧線圍成的形狀(如圖10所示)。
實(shí)施例5:
如圖1,一種免結(jié)殼的水壓式沼氣池裝置,包括厭氧發(fā)酵室(1)、水壓室(2)進(jìn)料口(3)和導(dǎo)氣管(4),水壓室(2)和進(jìn)料口(3)分布在厭氧發(fā)酵室(1)兩側(cè)并分別與厭氧發(fā)酵室(1)連通,導(dǎo)氣管(4)設(shè)置在厭氧發(fā)酵室(1)上部,厭氧發(fā)酵室(1)的豎截面為上小下大的形狀,豎截面的斜邊為折線,豎截面內(nèi)斜邊與水平面的夾角為80度(如圖6所示),厭氧發(fā)酵室(1)的橫截面為直線和弧線圍成的形狀(如圖9所示)。
實(shí)施例6:
如圖1,一種免結(jié)殼的水壓式沼氣池裝置,包括厭氧發(fā)酵室(1)、水壓室(2)進(jìn)料口(3)和導(dǎo)氣管(4),水壓室(2)和進(jìn)料口(3)分布在厭氧發(fā)酵室(1)兩側(cè)并分別與厭氧發(fā)酵室(1)連通,導(dǎo)氣管(4)設(shè)置在厭氧發(fā)酵室(1)上部,厭氧發(fā)酵室(1)的豎截面為上小下大的形狀,豎截面的斜邊為折線,豎截面的一內(nèi)斜邊與水平面的夾角為45度,另一內(nèi)斜邊與水平面的夾角為70度(如圖7所示),厭氧發(fā)酵室(1)的橫截面為直線和弧線圍成的形狀(如圖11所示)。
實(shí)施例7:
如圖1,一種免結(jié)殼的水壓式沼氣池裝置,包括厭氧發(fā)酵室(1)、水壓室(2)進(jìn)料口(3)和導(dǎo)氣管(4),水壓室(2)和進(jìn)料口(3)分布在厭氧發(fā)酵室(1)兩側(cè)并分別與厭氧發(fā)酵室(1)連通,導(dǎo)氣管(4)設(shè)置在厭氧發(fā)酵室(1)上部,厭氧發(fā)酵室(1)的豎截面為上小下大的形狀,豎截面的一條斜邊為折線,另一條斜邊為直線,豎截面內(nèi)斜邊與水平面的夾角為70度(如圖8所示),厭氧發(fā)酵室(1)的橫截面為直線和弧線圍成的形狀(如圖11所示)。
對(duì)照組1:圓柱體
如圖12,一種水壓式沼氣池裝置,包括厭氧發(fā)酵室、進(jìn)料口和水壓室,厭氧發(fā)酵室為圓柱體。
對(duì)照組2:半球形體
如圖13,一種水壓式沼氣池裝置,包括厭氧發(fā)酵室、進(jìn)料口和水壓室,厭氧發(fā)酵室為半球形體。
實(shí)驗(yàn)例1:
1、實(shí)驗(yàn)方法。
為了對(duì)本實(shí)用新型的沼氣池和傳統(tǒng)的圓柱形、半球形沼氣池的結(jié)殼生成和產(chǎn)氣效果進(jìn)行比較,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。
在本實(shí)用新型(實(shí)施例1-7)、對(duì)照組1和對(duì)照組2裝置中分別加入相同的沼氣池污泥4.8升,加入相同的新鮮香蕉桿1000克(含量水90%),然后密封進(jìn)行沼氣發(fā)酵,產(chǎn)甲烷后用煤氣表測(cè)量20天后產(chǎn)生的沼氣總體積數(shù),同時(shí)收集沼氣進(jìn)行第10天的甲烷含量的測(cè)定。觀察結(jié)殼的生成情況,厭氧發(fā)酵20天后將浮渣層取出濾干后進(jìn)行稱重比較。
2、實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
由表可知,以實(shí)施例1和對(duì)照組數(shù)據(jù)分析,20天后本實(shí)用新型沼氣池的浮渣層重量53克,而圓柱形沼氣池的浮渣層重量367克,半球形沼氣池的浮渣層重量313克,本實(shí)用新型形成的浮渣層厚度更小,降低了結(jié)殼生成的幾率;20天的本實(shí)用新型沼氣池(容積10升)總產(chǎn)氣量為40.8升,圓柱形的沼氣為37.4升,半球形的沼氣為35.6升,第10天的本實(shí)用新型沼氣池沼氣中的甲烷含量60.2%,二氧化碳含量29.5%,圓柱形所產(chǎn)沼氣的甲烷含量為56.0%,二氧化碳含量32.7%,半球形所產(chǎn)沼氣的甲烷含量為53.0%,二氧化碳含量33.2%,可見,本實(shí)用新型降低了結(jié)殼生成的幾率,提高沼氣池的利用效率和秸稈的利用效率,因而有利于提高甲烷的發(fā)酵速度。
雖然,上文中已經(jīng)用一般性說明、具體實(shí)施方式及試驗(yàn),對(duì)本實(shí)用新型作了詳盡的描述,但在本實(shí)用新型基礎(chǔ)上,可以對(duì)之作一些修改或改進(jìn),這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此,在不偏離本實(shí)用新型精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn),均屬于本實(shí)用新型要求保護(hù)的范圍。