多區域環形發酵系統提升沼液紊流的裝置產生沼氣的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種新型能源發生裝置，特別涉及沼氣技術領域的發酵系統。
【背景技術】
[0002]水壓式沼氣池型有以下幾個優點:(I)池體結構受力性能良好，而且充分利用土壤的承載能力，所以省工省料，成本比較低；(2)適于裝填多種發酵原料，特別是大量的作物秸桿，對農村積肥十分有利；(3)為便于經常進料，廁所、豬圈可以建在沼氣池上面，糞便隨時都能打掃進池；(4)沼氣池周圍都與土壤接觸，對池體保溫有一定的作用。
[0003]水壓式沼氣池由于沒有攪拌裝置，池內浮渣容易結殼，又難于破碎，所以發酵原料的利用率不高，池容產氣率(即每立方米池容積一晝夜的產氣量)偏低。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是，傳統的沼氣發酵系統發酵路線短，沼液流動性差導致菌種分別不均勻以及容易結殼，并且導致發酵原料發酵不徹底等。
[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]多區域環形超高效沼氣發酵系統提升沼液紊流效果的裝置，其包括進料管、出料管、發酵管道、水壓間，發酵管道為環形發酵管道，水壓間放置于環形發酵管道頂部，環形發酵管道上設置有開口，該開口的中心位置處設置有延伸至環形發酵管道底部的隔板，進料管和出料管分別豎直的插入隔板的兩側，進料管和出料管的側壁延伸至環形發酵管道的沼液液面以下位置；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，環形發酵管道內至少設置有一個擋氣板，相鄰的擋氣板之間形成一個發酵區，發酵區的頂部設置有獨立的導氣管，導氣管上設置有閥體；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；進料管排水管設置有控制水壓間中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環形發酵管道內沼液單向流入水壓間的單向閥，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；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。
[0007]上述方案的進一步改進。
[0008]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。
[0009]上述方案的進一步改進。
[0010]進料管和出料管深入環形發酵管道內的長度不超過環形發酵管道內徑的三分之二；第一擋氣板和第二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--O
[0011]上述方案的進一步改進。
[0012]第一擋氣板和第二擋氣板深入沼液的長度小于進料管和出料管側壁深入發酵管道內的沼液的長度。
[0013]上述方案的進一步改進。
[0014]環形發酵管道內設置有兩個擋氣板，環形發酵管道內形成三個發酵區；利用各個發酵區發酵效率不同以及產氣量不同產生的氣壓差，促進沼液的流動以及菌種的均勻分布。
[0015]上述方案的進一步改進。
[0016]水壓間頂部采用密封結構，水壓間頂部設置有與大氣連通的導氣管；防止外界雜物落入水壓間中，通過導氣管可以保證水壓間內氣壓與外部氣壓一致。
[0017]多區域環形發酵系統提升沼液紊流的裝置產生沼氣的方法，其步驟在于:
A、將發酵原料倒入進料管中，環形發酵管道內由進/出料管側壁與擋氣板之間形成發酵區或者相鄰的擋氣板之間形成的發酵區產生沼氣時，推動沼液流向相鄰的發酵區，并推向進料管、出料管和布菌裝置中；發酵區積滿沼氣時，繼續發酵產生的沼氣流向相鄰的未積滿的發酵區中，直至各個發酵區相互連通；環形發酵管道中的沼液液面達到進料管或者出料管側壁最低位置時，繼續發酵產生的沼氣從發酵系統中溢出并排入大氣中；
B、環形發酵管道內產生沼氣過程中，進料管、出料管以及布菌裝置中沼液液面不斷上升，先通過布菌裝置將發酵管道內的沼液單向流入水壓間中，待水壓間中存儲的沼液液面達到出料管排水管最低位置時，并通過出料管排水管將發酵管道內沼液單向流入水壓間中；
C、使用任意一個發酵區頂部的導氣管向外部輸出沼氣時，該發酵區內的沼氣空間減小，相鄰的發酵區向使用沼氣的發酵區輸送沼液，水壓間中存儲的沼液通過進料管排水管單向回流至環形發酵管道內，水壓間回流的沼液補充環形發酵管道內減少的沼氣空間；
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。
[0018]本發明與現有技術相比取得的進步和優點在于，本發明采用環形發酵系統，發酵路線長，保證發酵充分；通過多個擋氣板將發酵系統劃分成多個發酵區，利用氣壓差，促進沼液、菌種、發酵原料的流動，提高發酵效率。
【附圖說明】
[0019]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。
[0020]圖1為本發明的立體結構示意圖。
[0021]圖2為本發明的進料管和出料管與發酵管道的連接關系圖。
[0022]圖3為本發明的發酵管道內擋氣板安裝位置圖。
[0023]圖4為本發明的布菌裝置立體結構示意圖。
[0024]圖5為本發明的布菌裝置更為優化的結構示意圖。
[0025]圖6為本發明的布菌裝置與發酵管道的連接關系圖。
[0026]圖中標示為:10、進料管；20、出料管；30、發酵管道；301、第一發酵區；302、第二發酵區；303、第三發酵區；32、第一擋氣板；34、第二擋氣板；36、導氣管；40、水壓間；42、出料管排水管；44、進料管排水管；46、排氣管；50、布菌裝置；51、排水管；52、布菌管道；53、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、2所示，多區域環形超高效沼氣發酵系統提升沼液紊流效果的裝置，其由進料管10、出料管20、環形發酵管道30以及水壓間40構成發酵系統主體，環形發酵管道30水平放置，水壓間40放置于環形發酵管道30頂部，環形發酵管道30上設置有開口，并且該開口的中心位置處設置有延伸至環形發酵管道30底部的隔板，該隔板將環形發酵管道30分隔，進料管10和出料管20分別豎直的插入隔板的兩側，并且進料管10和出料管20的側壁延伸至環形發酵管道30的沼液液面以下位置，進料管10的側壁和出料管20的側壁分別代替現有的進料管擋氣板和出料管擋氣板，進料管10和出料管20與環形發酵管道30采用可拆卸的連接方式，方便運輸以及方便安裝，并且取代了現有的進料管擋氣板和出料管擋氣板，減少了加工的難度。
[0029]如圖1、2所示，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 ;本發酵裝置采用的發酵原料可以為動物糞便、秸桿等，將發酵原料倒入發酵系統內，環形發酵管道30內發酵產生沼氣，沼氣占據發酵管道30內空間，并將環形發酵管道30內的沼液通過進料管排水管44和出料管排水管42擠壓至水壓間40中；環形發酵管道30內的沼氣氣壓減小時，水壓間40中存儲的沼液并通過進料管排水管44和出料管排水管42回流至環形發酵管道內，完成沼液的循環流動。
[0030]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。
[0031]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，