利用氣壓擾動型沼液對流系統產生沼氣的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及沼氣技術領域，特別涉及一種沼氣發酵系統。
【背景技術】
[0002]隨著我國沼氣科學技術的發展和農村家用沼氣的推廣，根據當地使用要求和氣溫、地質等條件，家用沼氣池有固定拱蓋的水壓式池、大揭蓋水壓式池、等等多種樣式，但是歸總起來大體由水壓式沼氣池、浮罩式沼氣池、半塑式沼氣池和罐式沼氣池四種基本類型變化形成的。
[0003]現有的沼氣發酵系統發酵短造成發酵原料發酵不充分，以及沼液的流動性差造成菌種分布不均勻，底層容易沉淀，影響整個發酵系統的發酵效率。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是沼氣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。
[0005]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。
[0006]氣壓擾動型沼液對流系統，由進出料筒、環形發酵管道、水壓間構成沼氣發酵系統主體，進出料筒豎直連接環形發酵管道，進出料筒包括進料管和出料管，進料管與出料管之間由一豎直延伸至發酵管道底部的隔板分離，水壓間安裝于環形發酵管道頂部，水壓間與進料管之間連接有進料管排水管，水壓間與出料管之間連接有出料管排水管，環形發酵管道與進料管連接位置處設置有進料管擋氣板，環形發酵管道與出料管連接位置處設置有出料管擋氣板，進料管擋氣板和出料管擋氣板之間設置有至少一個擋氣板，相鄰的擋氣板之間形成一個發酵區；環形沼氣發酵系統還包括布菌裝置，布菌裝置包括排水管、布菌管道、布菌孔，排水管與水壓間連接，布菌管道為圓環形，布菌管道固定于環形發酵管道內側壁，布菌管道與環形發酵管道的形狀相適應，布菌管道上設置有多個豎直方向上貫穿的布菌孔；進料管排水管與水壓間連接位置處位于水壓間內的最低位置，出料管排水管最低點所在的水平面低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，進料管排水管上設置有控制水壓間中沼液單向流入進料管的單向閥，出料管排水管上設置有控制出料管中沼液單向流入水壓間的單向閥。
[0007]上述技術方案進一步的改進。
[0008]布菌管道低于設置于進料管擋氣板和出料管擋氣板之間的擋氣板最低點所在的水平面。
[0009]上述技術方案進一步的改進。
[0010]布菌管道上固定有多個與水壓間連接的排水管；使得布菌管促進沼液流動的效果更加顯著，并且可以有效的將環形發酵管道內各個部位的沼液帶入水壓間中，并且還可以將水壓間中存儲的沼液更加均勻的回流至環形發酵管道內的各個部位。
[0011]上述技術方案進一步的改進。
[0012]設置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的投影的長度小于進料管擋氣板在豎直方向上的投影長度，進料管擋氣板的最低點和出料管擋氣板的最低點位于同一個水平面上；充分利用環形發酵管道內的沼氣存儲空間，促進沼液在發酵系統的流動攪拌性能。
[0013]上述技術方案進一步的改進。
[0014]水壓間頂部采用密封結構，并且水壓間頂部設置有與大氣相通的排氣管。
[0015]上述技術方案進一步的改進。
[0016]進料管、出料管、環形發酵管道和水壓間均采用混泥土澆筑。
[0017]上述技術方案進一步的改進。
[0018]進料管、出料管、環形發酵管道和水壓間均采用玻璃鋼材料制成。
[0019]上述技術方案進一步的改進。
[0020]進料管、出料管、環形發酵管道和水壓間均采用PVC管道連接制成。
[0021]利用氣壓擾動型沼液對流系統產生沼氣的方法，其步驟在于:
A、將發酵原料倒入進料管中，環形發酵管道內的多個發酵區產生沼氣量不同，氣壓較大的發酵區促使沼液流向氣壓較小的發酵區，氣壓大的發酵區收集滿沼氣時，繼續發酵產生的沼氣流向相鄰的未積滿的發酵區中；
B、環形發酵管道內產生沼氣過程，將發酵管道內的沼液擠壓至進料管、出料管和布菌管道中，先通過出料管排水管單向的流入水壓間，待水壓間中存儲的沼液液面上升至布菌裝置的排水管最低位置時，發酵管道內的沼液通過布菌裝置流入水壓間；
C、使用任意一個發酵區頂部的導氣管向外部輸出沼氣時，該發酵區內的氣壓減小，相鄰的高氣壓的發酵區向低氣壓的發酵區輸送沼液，水壓間中存儲的沼液通過布菌裝置以及通過進料管排水管單向的回流至發酵管道內，回流的沼液補充發酵區中流失的沼氣空間；
D、再使用其余的發酵區中存儲的沼氣；
E、不停的產生沼氣以及使用沼氣，如此循環。
[0022]本發明的相對于現有技術取得的優點在于，多個發酵區域的發酵效率不同，造成產氣量不同，利用不同發酵區域的氣壓差，促進沼液在發酵系統內的流動攪拌，促進菌種在發酵系統的均勻分布；設置于發酵區域頂部的相互獨立的導氣管，可以保證各個發酵區相互獨立，保證發酵區內形成足夠的氣壓差，促進沼液的流動；并且本發明采用的是環形發酵系統，發酵路線長，保證發酵徹底。
[0023]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。
[0024]圖1為本發明的立體結構圖。
[0025]圖2為本發明的擋氣板安裝位置圖。
[0026]圖3為本發明的布菌管立體結構示意圖。
[0027]圖4為本發明的布菌管安裝示意圖。
[0028]圖5為本發明的布菌管更為優化的結構示意圖。
[0029]圖中標示為:10、進料管；20、出料管；30、發酵管道；32、進料管擋氣板；34、出料管擋氣板；36、導氣管；38、第一擋氣板；301、第一發酵區；302、第二發酵區；40、水壓間；42、出料管排水管；44、進料管排水管；46、排氣孔；50、布菌裝置；51、排水管；52、布菌管道；53、布菌孔。
【具體實施方式】
[0030]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。
[0031]如圖1所示，氣壓擾動型沼液對流系統，其由進料管10、出料管20、發酵管道30、水壓間40構成發酵系統主體，發酵管道30為環形發酵管道并且發酵管道30水平放置，進料管10由截面為矩形、圓形等幾何形狀沿直線方向拉伸獲得兩端連通的管狀物體，進料管10與出料管20形狀一致，并且進料管10與出料管20相鄰連接并且固定于一起，由進料管10和出料管20組成的進出料筒豎直連接環形發酵管道30，優選地，進出料筒豎直的連接環形發酵管道30的直線管道上；水壓間40水平放置于環形發酵管道30頂部，水壓間40與進料管10之間連接有進料管排水管44，水壓間與出料管20之間連接有出料管排水管42 ;環形發酵管道30與進料管10連接位置處設置有進料管擋氣板32，環形發酵管道30與出料管20連接位置處設置有出料管擋氣板34，本發明的環形發酵系統采用的發酵原料可以為動物糞便、秸桿等，發酵原料倒入進料管10，并在環形發酵管道30內產生沼氣，產生的沼氣可以在進料管擋氣板32和出料管擋氣板34之間集聚。
[0032]環形發酵管道30上連通有多個導氣管36 ;優選采用兩個導氣管36，并且導氣管上設置有閥體控制導氣管的開啟和關閉；防止其中一個導氣管發生堵塞，另一個導氣管可以正常輸出沼氣；水壓間40上部采用密封結構，并且水壓間40頂部連通一排氣管46，排氣管46與外界大氣連通，保證水壓間40內氣壓與外界大氣一致。
[0033]現有的沼氣發酵系統的沼液循環流動攪拌性能差，不僅容易結殼，而且往往造成發酵系統內的菌種分別不均勻，直接導致發酵系統的發酵效率低下；本發明采用以下幾種不同的實施方式，促進沼液在整個發酵系統內的循環流動攪拌。
[0034]第一種實施方式。
[0035]如圖1、2所示，環形發酵管道30內還設置有位于進料管擋氣板32和出料管擋氣板34之間的第一擋氣板38，設置第一擋氣板38將環形發酵管道30分隔成兩個發酵區，分別為第一發酵區301和第二發酵區302 ;尤為重要地，為保證發酵管道內的沼液、沼渣等可以順暢流動，進料管擋氣板、出料管擋氣板以及第一擋氣板在豎直方向上的投影長度不超過環形發酵管道內徑的三分之二 ；第一發酵區301和第二發酵區302頂部分布設置有導氣管36，導氣管36之間不連通，單獨的向外部輸出沼氣，防止第一發酵區301與第二發酵區302之間通過導氣管實現沼氣對流。
[0036]進料管擋氣板和出料管擋氣板在豎直方向上的投影長度一致，即進料管擋氣板和出料管擋氣板伸入沼液液面以下深度一致，當第一擋氣板38在豎直方向上的投影長度小于進料管擋氣板豎直方向上的投影長度時；由于發酵原料、菌種等