一種側置沼液外循環旋流攪拌沼氣池的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于生物質能源沼氣技術領域，具體涉及一種側置沼液外循環旋流攪拌沼氣池。
【背景技術】
[0002]在厭氧發酵產沼氣過程中，攪拌可以促進沼氣的釋放，增加微生物與有機質的接觸機會，從而增加產氣、促進傳質作用等。以往許多小型沼氣池沒有采用攪拌裝置:如中國專利“沼氣池”(申請公布號CN 103525692 A，申請公布日2014.01.22)，中國專利“一種沼氣池”(申請公布號CN 102864071 A，申請公布日2013.01.09)，少數采用了攪拌設備的沼氣池，其對沼氣池內的攪拌流場也未進行科學分析，攪拌方案的制定有隨意性。具體存在攪拌槳布置不規范，攪拌目的性不強，攪拌效果可控性不強等問題。比如，中國專利:秸桿干發酵自動回流攪拌沼氣池(申請公布號CN 101993818 A，申請公布日2011.03.30)，中國專利:一種帶循環攪拌器的氣壓式沼氣池(申請公布號CN 103122309 A，申請公布日2013.05.29)。另外，一些采用機械槳攪拌的案例，攪拌裝置都被安裝在沼氣池內，十分不利于維護和檢修，例如中國專利:一種風能驅動的沼氣池攪拌裝置(申請公布號CN102732418 A,申請公布日 2012.10.17)等。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種攪拌流場科學、攪拌目的明確、浮渣破除和底物揚起效果良好、結構簡單、方便檢修的適用于農業有機廢物處理的側置沼液外循環旋流攪拌沼氣池。
[0004]為了實現上述目的，本發明的技術方案如下:
[0005]本發明提供了一種側置沼液外循環旋流攪拌沼氣池，其特征在于:包括池壁、池底、頂部集氣罩和兩組外部循環管道，池底和頂部集氣罩通過池壁連接，每組外部循環管道位于池壁的兩個相對的側面上，每組外部循環管道包括水平管道和彎管，水平管道與池壁的側面連接，水平管道位于池壁的側面上端，彎管位于池壁的側面下端，彎管與池壁的側面連接，循環泵分別與水平管道和彎管連接，循環泵保護罩位于循環泵的外部。
[0006]所述水平管道與池壁的側面成45°角連接。
[0007]所述彎管與池壁的側面成45°角連接。
[0008]所述彎管是90度彎管。
[0009]所述頂部集氣罩的外部設有錐形聚乙烯膜，以金屬架支撐頂部集氣罩。
[0010]所述水平管道與池壁連接處為上部噴射口。
[0011]所述彎管與池壁連接處為下部沼液吸出口。
[0012]所述池壁的豎截面形狀為長4100mm、寬2700mm的長方形，寬高比為1: 1.5，壁厚度為 200mm。
[0013]所述池底為邊長2700mm的正方形，壁厚度為200mm。
[0014]所述外部循環管道上部噴射口離池頂的距離為800mm，外部循環管道內徑皆為I 1mm,外敷保溫層，保溫層的材質優選為巖棉。
[0015]所述外部循環管道下部沼液吸出口離池底的距離為700mm，管道內徑皆為110mm，外敷保溫層，保溫層的材質優選為巖棉。
[0016]所述循環泵的流量為200m3/h，揚程為30m。
[0017]所述循環泵保護罩全封閉包裹在循環泵之上，材質為不銹鋼，外敷保溫層，保溫層的材質優選為巖棉。
[0018]本發明同現有技術相比，具有以下優點和有益效果:
[0019]本發明提出的側置沼液外循環旋流攪拌沼氣池，攪拌通過動力裝置提供動力從池底吸出沼液，經過外部管道循環，再以與池壁成45°角的射流從近池頂側面噴射回池內，利用噴射動力和重力作用，配合池體的幾何形狀，形成特殊的上升和下行旋流的流場流態，實現浮澄的破除、底物的揚起和全池的攪拌混合。
[0020]本發明將上部噴射口設置在接近液面處，形成的射流對液面處產生較大的擾動，可以有效的破除浮渣，釋放沼氣，促進產氣。
[0021]本發明將下部沼液吸出口設置在沉積物(底物)較多的近底面處，促進了底物向池體上部的運輸。
[0022]本發明利用噴射動力和重力配合池體形狀，形成沿池壁旋轉向下的下行流和中心部分的上升流，促成沉積物(底物)向池底中心的聚集，進而向上運輸(揚起)。
[0023]本發明將攪拌的動力裝置(循環泵)設置在池體外，方便日常的維護和檢修，池體結構簡單，安裝方便，便于運輸，適用于農村地區，易推廣。
【附圖說明】
[0024]圖1為實施例所示側置沼液外循環旋流攪拌沼氣池的立體結構示意圖。
[0025]圖2為圖1所示側置沼液外循環旋流攪拌沼氣池的俯視圖。
[0026]圖3為沼氣池內攪拌流場流線圖。
[0027]其中:1為池壁、2為池底、3為頂部集氣罩、4為水平管道、5為彎管、6為循環泵保護罩。
【具體實施方式】
[0028]以下結合附圖所示實施例對本發明進行進一步詳細說明。
[0029]實施例1
[0030]如圖1和圖2所示，圖1為實施例所示側置沼液外循環旋流攪拌沼氣池的立體結構示意圖；圖2為圖1所示側置沼液外循環旋流攪拌沼氣池的俯視圖。
[0031]一種側置沼液外循環旋流攪拌沼氣池，包括池壁1、池底2、頂部集氣罩3和兩組外部循環管道，池底2和頂部集氣罩3通過池壁I連接，每組外部循環管道位于池壁I的兩個相對的側面上，每組外部循環管道包括水平管道4和彎管5，水平管道4與池壁I的側面連接，水平管道4位于池壁I的側面上端，彎管5位于池壁I的側面下端，彎管5與池壁I的側面連接，循環泵分別與水平管道4和彎管5連接，循環泵保護罩6位于循環泵的外部。
[0032]所述水平管道4與池壁I的側面成45°角連接。
[0033]所述彎管5與池壁I的側面成45°角連接。
[0034]所述彎管5是90度彎管。
[0035]所述頂部集氣罩3的外部設有錐形聚乙烯膜，以金屬架支撐頂部集氣罩3。
[0036]所述水平管道4與池壁I連接處為上部噴射口。
[0037]所述彎管5與池壁I連接處為下部沼液吸出口。
[0038]所述池壁I的豎截面形狀為長4100mm、寬2700mm的長方形，寬高比為1:1.5，壁厚度為200mm。
[0039]所述池底2為邊長2700mm的正方形，壁厚度為200mm。
[0040]所述外部循環管道上部噴射口離池頂的距離為800mm，外部循環管道內徑皆為I 1mm,外敷保溫層，保溫層的材質優選為巖棉。
[0041]所述外部循環管道下部沼液吸出口離池底2的距離為700mm，管道內徑皆為I 1mm,外敷保溫層，保溫層的材質優選為巖棉。
[0042]所述循環泵的流量為200m3/h，揚程為30m。
[0043]所述循環泵保護罩6全封閉包裹在循環泵之上，材質為不銹鋼，外敷保溫層，保溫層的材質優選為巖棉。
[0044]本實施例中，工作流程介紹如下:
[0045]本沼氣池工作前確認液面到達離上部噴射口 300mm位置，在需要進行攪拌的情況下，當循環泵開啟后，由于產生的負壓作用，近池底2的沼液吸出口吸出固含率較高的沼液，經外部循環管道從近液面的沼液進口以射流方式噴射回池內。
[0046]圖3為沼氣池內攪拌流場流線圖(此圖為使用計算流體力學軟件模擬實際運行效果后獲得)，射流流束卷帶周圍的液體一起運動，遇到池壁的阻擋，又在重力的作用下旋轉下行。下行流至池底2再次遇阻，向中心旋轉集中，形成上升流。上升流卷帶固體物質，旋轉向上直至液面處，進入下一個循環。
[0047]上述的對實施例的描述是為便于該技術領域的普通技術人員能理解和應用本發明。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施做出各種修改，并把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經過創造性的勞動。因此，本發明不限于這里的實施例，本領域技術人員根據本發明的揭示，對于本發明做出的改進和修改都應該在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種側置沼液外循環旋流攪拌沼氣池，其特征在于:包括池壁(I)、池底(2)、頂部集氣罩(3)和兩組外部循環管道，池底(2)和頂部集氣罩(3)通過池壁(I)連接，每組外部循環管道位于池壁(I)的兩個相對的側面上，每組外部循環管道包括水平管道(4)和彎管(5)，水平管道(4)與池壁(I)的側面連接，水平管道(4)位于池壁(I)的側面上端，彎管(5)位于池壁(I)的側面下端，彎管(5)與池壁(I)的側面連接，循環泵分別與水平管道(4)和彎管(5)連接，循環泵保護罩(6)位于循環泵的外部。
2.根據權利要求1所述的側置沼液外循環旋流攪拌沼氣池，其特征在于:所述水平管道⑷與池壁⑴的側面成45°角連接； 或所述彎管(5)與池壁(I)的側面成45°角連接。
3.根據權利要求1所述的側置沼液外循環旋流攪拌沼氣池，其特征在于:所述彎管(5)是90度彎管； 或所述頂部集氣罩(3)的外部設有錐形聚乙烯膜，以金屬架支撐頂部集氣罩(3); 或所述水平管道(4)與池壁(I)連接處為上部噴射口。
4.根據權利要求1所述的側置沼液外循環旋流攪拌沼氣池，其特征在于:所述彎管(5)與池壁(I)連接處為下部沼液吸出口。
5.根據權利要求1所述的側置沼液外循環旋流攪拌沼氣池，其特征在于:所述池壁(I)的豎截面形狀為長4100mm、寬2700mm的長方形，寬高比為1: 1.5，壁厚度為200mm。
6.根據權利要求1所述的側置沼液外循環旋流攪拌沼氣池，其特征在于:所述池底(2)為邊長2700mm的正方形，壁厚度為200mm。
7.根據權利要求1所述的側置沼液外循環旋流攪拌沼氣池，其特征在于:所述外部循環管道上部噴射口離池頂的距離為800mm，外部循環管道內徑皆為110mm，外敷保溫層，保溫層的材質優選為巖棉。
8.根據權利要求1所述的側置沼液外循環旋流攪拌沼氣池，其特征在于:所述外部循環管道下部沼液吸出口離池底(2)的距離為700_，管道內徑皆為110_，外敷保溫層，保溫層的材質優選為巖棉。
9.根據權利要求1所述的側置沼液外循環旋流攪拌沼氣池，其特征在于:所述循環泵的流量為200m3/h，揚程為30m。
10.根據權利要求1所述的側置沼液外循環旋流攪拌沼氣池，其特征在于:所述循環泵保護罩(6)全封閉包裹在循環泵之上，材質為不銹鋼，外敷保溫層，保溫層的材質優選為巖棉。
【專利摘要】本發明公開了一種側置沼液外循環旋流攪拌沼氣池，包括池壁(1)、池底(2)、頂部集氣罩(3)和兩組外部循環管道，池底(2)和頂部集氣罩(3)通過池壁(1)連接，每組外部循環管道位于池壁(1)的兩個相對的側面上，每組外部循環管道包括水平管道(4)和彎管(5)，水平管道(4)與池壁(1)的側面連接，水平管道(4)位于池壁(1)的側面上端，彎管(5)位于池壁(1)的側面下端，彎管(5)與池壁(1)的側面連接，循環泵分別與水平管道(4)和彎管(5)連接，循環泵保護罩(6)位于循環泵的外部。本發明的池體結構簡單，安裝方便，便于運輸，適用于農村地區，易推廣。
【IPC分類】C12M1-107, C12M1-02
【公開號】CN104531507
【申請號】CN201410709136
【發明人】朱洪光, 王耀華
【申請人】同濟大學
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年11月28日