彎曲式多區發酵的超高效甲烷發生系統產生甲烷的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及甲烷技術領域，特別涉及一種甲烷發酵系統。
【背景技術】
[0002]根據統計，我國目前存在的問題甲烷達到300萬個左右，主意存在的問題有:1、用料不合理，造成池體發生嚴重漏氣、漏水；2、甲烷池受力性能不好，降低甲烷池的結構強度，造成池體內部產生較寬的結構受力裂縫；3、進/出料管與池體連接處彎裂、剪裂甚至拉斷、剪斷引起甲烷池嚴重漏水、漏氣；4、甲烷池發酵路線短，產氣效率低，容易結殼，難清理，產生大量廢池。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題是甲烷發酵系統中發酵路線短，沼液自循環效果差，沼液中菌種分布不均勻影響產氣率。
[0004]為解決現有技術中存在的技術問題，本發明采用的技術方案是。
[0005]彎曲式多區發酵的超高效甲烷發生系統，其包括:進料管、出料管、U型發酵管道，U型發酵管道水平放置，進料管和出料管豎直連接U型發酵管道兩端側，U型發酵管道上部放置水壓間，水壓間與進料管連接位置為進料管排水孔，水壓間與出料管連接位置為出料管排水孔，U型發酵管道與進料管連接位置處設置一進料管擋氣板，U型發酵管道與出料管連接位置處設置一出料管擋氣板，出料管擋氣板和進料管擋氣板之間還設置至少有一個擋氣板，進/出料管與相鄰的擋氣板之間或者相鄰的擋氣板之間形成一個發酵區，每個發酵區的頂部設置有獨立的集氣管；每個發酵區頂部都連接有獨立的集氣管，并且集氣管上設置有閥體；水壓間還連接有布菌裝置，布菌裝置包括排水管、布菌管道、布菌孔，布菌裝置的排水管一端側連接水壓間，另一端連接布菌管道并且布菌管道水平放置，發酵管道內的每個發酵區內都連接有布菌裝置的排水管，促進每個發酵區內的沼液流動，布菌管道上設置有多個豎直方向貫穿的布菌孔，布菌管道固定于U型發酵管道內并沿發酵管道內延伸至各個發酵區；進料管排水孔上設置有控制水壓間內沼液單向流入進料管的單向閥，布菌裝置的排水管上設置有控制水壓間內沼液單向流入發酵管道內的單向閥，出料管排水孔的最低點所在的水平面高于進料管排水孔最低點所在的水平面以及高于布菌裝置的排水管與水壓間連接位置的最低點所在的水平面。
[0006]上述技術方案相對于現有技術取得的進步和優點在于:各個發酵區內發酵產生甲烷時，會擠壓發酵區內的沼液流動并流向相鄰的發酵區中，沼液的對流攪拌效果好，并且沼液在對流攪拌過程中，有效的促進菌種的均勻分布以及促進進料，提高整個系統的發酵效率。
[0007]上述技術方案的進一步改進。
[0008]進/出料管擋氣板在豎直方向上投影的長度大于位于進料管擋氣板和出料管擋氣板之間擋氣板在豎直方向上投影的長度；充分利用發酵管道內甲烷的存儲空間。
[0009]上述技術方案的進一步改進。
[0010]布菌管道的位置高于進/出料管擋氣板的最低位置并低于位于進料管擋氣板和出料管擋氣板之間的擋氣板最低位置。
[0011]上述技術方案的進一步改進。
[0012]發酵管道內設置有位于出料管擋氣板和進料管擋氣板之間的擋氣板有一個或兩個或三個或四個。
[0013]上述技術方案的進一步改進。
[0014]水壓間頂部密封設置并且頂部連接一與大氣連通的排氣管，保證水壓間內氣壓與外界氣壓一致。
[0015]彎曲式多區發酵的超高效甲烷發生系統產生甲烷的方法，其步驟包括:
A、發酵原料從進料管倒入并在發酵管道內發酵產生甲烷，甲烷分別集聚于由進/出料管與相鄰的擋氣板之間或者相鄰的擋氣板之間形成的發酵區內，甲烷占據發酵區內空間并擠壓沼液對流，并流向進料管、出料管、布菌裝置，隨著進料管、出料管和布菌裝置內沼液液面的升高，發酵管道內的沼液通過出料管排水孔單向流入水壓間內；
B、使用任意一個發酵區內的存儲的甲烷，該發酵區內存儲的甲烷氣壓下降，相鄰的發酵區內沼液流向該發酵區，首先水壓間內存儲的沼液通過進料管排水孔、布菌裝置的排水管單向回流至發酵管道以及通過出料管排水管回流至發酵管道內；當水壓間內存儲的沼液液面下降至出料管排水孔最低點以下時，水壓間內存儲的沼液通過進料管排水孔和布菌裝置的排水管單向回流至發酵管道內；當水壓間內存儲的沼液液面低于布菌裝置的排水管最低時，水壓間存儲的沼液通過進料管排水孔單向回流至發酵管道內，通過水壓間回流的沼液補充發酵管道內減少的甲烷空間，從而完成沼液循環流動；
C、按照上述A、B方法發酵產生甲烷以及使用甲烷。
[0016]上述發酵原料可以為動物糞便、秸桿等。
[0017]本發明的相對于現有技術取得的優點在于，采用U型通道式發酵裝置，發酵路線長，實現沼液在系統內充分流動，并帶動菌種的均勻分布，有效防止結殼現象，產氣率高，適合規模化生產。
[0018]說明書附圖
為了更清楚地說明本發明實施例，下面將對實施例中所需要使用的附圖做簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1為本發明的立體結構示意圖。
[0020]圖2為本發明的U型發酵管道剖面結構示意圖。
[0021]圖3為本發明的進料管與出料管剖面結構示意圖。
[0022]圖4為本發明的布菌管結構示意圖。
[0023]圖5為本發明的U型發酵管道俯視圖。
[0024]圖6為本發明的U型發酵管道剖視圖。
[0025]圖7為本發明的布菌管局部結構示意圖。
[0026]圖中標示為:11、進料管；12、出料管；20、U型發酵管道；201、第一發酵區；202、第二發酵區；203、第三發酵區；204、第四發酵區；205、第五發酵區；22、進料管擋氣板；221、第一擋氣板；222、第二擋氣板；24、進料管排水孔；26、出料管擋氣板；261、第三擋氣板；262、第四擋氣板；28、出料管排水孔；30、水壓間；32、排氣孔；40、集氣管；50、排水管；52、布菌管；54、布菌孔。
【具體實施方式】
[0027]下面結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下，所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護范圍。
[0028]如圖1-3所示，彎曲式多區發酵的超高效甲烷發生系統，其包括U型發酵管道20、進料管11、出料管12，U型發酵管道20的兩端連接相鄰的進料管11和出料管12，U型發酵管道20上部放置水壓間30，水壓間30與進料管11連接位置為進料管排水孔24，水壓間30與出料管12連接位置為出料管排水孔28，U型發酵管道20與進料管11連接位置處設置一進料管擋氣板22，U型發酵管道20與出料管12連接位置處設置一出料管擋氣板26 ；牲畜糞便從進料管11倒入U型發酵管道20中進行發酵，沼液須溢過進料管擋氣板22和出料管擋氣板26，進料管11和出料管12都是敞口放置，所以U型發酵管道20兩端側的液面高度相同;U型發酵管道20內產生甲烷時，由于進料管擋氣板22和出料管擋氣板26的限制作用，甲烷不斷在進料管擋氣板22、出料管擋氣板26、沼液液面和U型發酵管道20頂部圍合的空間之間集聚，隨著甲烷氣壓不斷增大至大于室外氣壓時，沼液會從進料管11和出料管12中上升，并通過進料管排水孔24和出料管排水孔26流入水壓間30中。
[0029]尤為重要的，發酵管道內還設置有多個位于進料管擋氣板和出料管擋氣板之間擋氣板，進料管擋氣板與相鄰的擋氣板之間或者相鄰的擋氣板之間或者出料管擋氣板與相鄰的擋氣板之間的空間形成一個發酵區，各個發酵區的發酵效率不同，造成產氣量不同，發酵區內產生甲烷時，隨著甲烷氣壓的增大，會推動發酵區內的沼液流向相鄰的發酵區或者流向進/出料管內，從而利用甲烷的氣壓促進了沼液的流動。
[0030]下面以發酵管道內設置有四個位于進料管擋氣板和出料管擋氣板之間的擋氣板為實施例，闡述多區域發酵促進沼液流動的原理，U型發酵管道20內還設置成一塊、兩塊、三塊等位于進料管擋氣板和出料管擋氣板之間的擋氣板，其與上述實施例的工作原理是一致的，重復部分不再贅述。
[0031]發酵管道內設置有四個位于進料管擋氣板和出料管擋氣板之間的擋氣板，分別為第一擋氣板221