一种秸秆干法发酵预处理发生装置的制作方法

文档序号:18799130发布日期:2019-09-29 20:24
一种秸秆干法发酵预处理发生装置的制作方法

本发明涉及秸秆预处理领域,特别是涉及一种秸秆干法发酵预处理发生装置。



背景技术:

农作物秸秆是仅次于煤、石油、天然气的世界第四大能源,是一种非常重要的可再生生物质资源。我国是一个农业大国,有着极其丰富的农作物秸秆资源,每年全世界秸秆产量有30亿吨之多,而我国农作物秸秆年产量已超过9亿吨。利用沼气发酵技术处理利用秸秆,不仅可以产生高效、清洁的高品位能源,同时产生的沼渣和沼液还可以直接用作有机肥料,不失为一种行之有效的出路。沼气发酵技术本身是一种非常成熟的技术,利用该技术转化秸秆为新型能源,可以缓解我国常规能源紧张状况、提高农村人民的生活质量;另一方面,又可解决作物秸秆的出路问题,减少因其露天焚烧、乱堆乱置等带来的对环境不利影响。实际上,我国已经明确将秸秆沼气作为一项主要的可再生能源进行重点支持发展。

众所周知,秸秆复杂的木质纤维结构是阻碍其生物降解的重要因素,因此在进行沼气发酵之前,通常需要对秸秆进行预处理。常用的预处理方法包括物理预处理、化学预处理和生物预处理,从目前的应用来看,主要采用物理预处理+化学预处理相结合的方法,即切碎/粉碎+酸/碱预处理。然而,目前采用的酸碱预处理方法主要为强酸或强碱预处理,例如盐酸、硫酸、氢氧化钠、氢氧化钾,这种预处理方法普遍存在设备腐蚀问题,且需要大量的水对预处理后的原料进行清洗或需要大量的酸碱进行中和。当用水进行清洗时,会损失溶解性有机质,当用酸碱中和时,又会产生大量的钠离子和氯离子,不仅可能抑制厌氧发酵,还可能造成环境污染,而且会影响沼渣的后续利用。而生物预处理方法对于纤维素、半纤维素、木质素的降解并未达到良好的技术效果。

因此,探索包括秸秆在内的生物质高效可综合利用的厌氧发酵制沼气的预处理方法和设备,对于开拓生物质的利用途径,从工程角度实现其资源化具有重要的意义。

公开号为CN105420281A的一种秸秆高效制沼气的方法,利用金属盐催化剂的水溶液浸泡秸秆后将预处理后的液体部分进行沼气发酵;公开号为CN105255953A的物理-化学-生物预处理玉米秸秆的方法,采用粉碎联合1%氢氧化钠和霉菌处理秸秆进行秸秆成分分析;公开号为CN106119295A的利用NH4HCO3以预处理玉米秸秆的方法及玉米秸秆的厌氧发酵方法,采用NH4HCO3处理玉米秸秆并对处理后秸秆进行了厌氧发酵。以上发明对秸秆进行了预处理后再进行厌氧发酵,在一定程度上缩短了厌氧发酵的周期、提高了产气量,但是都存在操作比较繁杂,由于需要添加酸和碱,其安全风险高,在预处理过程中还会产生污水导致二次污染,存在不能连续出料及可控性较差的问题。因此,秸秆预处理方法需要新的突破。



技术实现要素:

为解决以上技术问题,本发明提供一种秸秆干法发酵预处理发生装置,能够连续进出料,可控性更强,便于操作,节约人力,对菌剂进行充分利用。

为实现上述目的,本发明提供了如下方案:

本发明提供一种秸秆干法发酵预处理发生装置,包括喷淋组件、曝气组件、渗滤集液槽和多个由上至下依次设置的发酵反应室,所述渗滤集液槽设置于最底端的所述发酵反应室的下端,各所述发酵反应室的底部设置有多个渗滤孔,各所述反应发酵室的一侧设置有一个与外部连通的排气口,各所述反应发酵室的另一侧设置有一个进料门,所述曝气组件用于向各所述发酵反应室通入空气,所述喷淋组件能够将菌剂和所述渗滤集液槽中的渗滤液喷淋至各所述反应发酵室。

优选地,所述曝气组件包括曝气泵和多个曝气管,所述曝气管与所述发酵反应室一一对应,各所述反应发酵室的底部设置有多个曝气微孔,一个所述曝气管通过一个所述发酵反应室上的所述曝气微孔将空气输送至所述发酵反应室内。

优选地,所述喷淋组件包括菌剂喷淋增压泵、菌剂输送管、渗滤液回用输送管、菌剂箱和多个菌剂喷淋管,所述菌剂喷淋增压泵的一个输入端通过所述渗滤液回用输送管与所述渗滤集液槽连通,所述菌剂喷淋增压泵的另一个输入端通过所述菌剂输送管与所述菌剂箱连通,所述菌剂喷淋增压泵的输出端与多个所述菌剂喷淋管连接,所述菌剂喷淋管与所述发酵反应室一一对应。

优选地,各所述菌剂喷淋管设置于所述发酵反应室内的顶部。

优选地,各所述菌剂喷淋管上设置有多个均匀分布的喷淋微孔。

优选地,所述渗滤集液槽呈倒锥形,所述渗滤液回用输送管与所述渗滤集液槽的底部连通。

优选地,各所述进料门铰接于所述反应发酵室的侧壁上。

优选地,各所述进料门的外壁上设置有一个把手。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果:

本发明提供的秸秆干法发酵预处理发生装置,包括喷淋组件、曝气组件、渗滤集液槽和多个由上至下依次设置的发酵反应室,各发酵反应室的底部设置有多个渗滤孔,曝气组件用于向各发酵反应室通入空气,喷淋组件能够将菌剂和渗滤集液槽中的渗滤液喷淋至各反应发酵室,喷淋至上层的反应发酵室中的菌剂由上至下依次经过下方的反应发酵室进行使用,使得菌剂得到充分利用,将渗滤集液槽中的渗滤液回收使用继续用于喷淋秸秆,进一步提高菌剂的利用率。本发明提供的秸秆干法发酵预处理发生装置还可实现各发酵反应室进出料、喷淋和曝气参数可控,可控性更强,便于操作,节约人力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的秸秆干法发酵预处理发生装置的结构示意图。

附图标记说明:1、排气口;2、曝气泵;3、渗滤集液槽;4、曝气微孔;5、进料门;6、把手;7、菌剂喷淋管;8、菌剂喷淋增压泵;9、渗滤液回用输送管;10、喷淋微孔;11、发酵反应室;12、渗滤孔;13、曝气管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种秸秆干法发酵预处理发生装置,能够连续进出料,可控性更强,便于操作,节约人力,对菌剂进行充分利用。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示,本实施例提供一种秸秆干法发酵预处理发生装置,包括喷淋组件、曝气组件、渗滤集液槽3和多个由上至下依次设置的发酵反应室11,渗滤集液槽3设置于最底端的发酵反应室11的下端,各发酵反应室11的底部设置有多个渗滤孔12,各反应发酵室的一侧设置有一个与外部连通的排气口1,曝气组件输入的没被利用的空气通过排气口1排出到装置外,各反应发酵室的另一侧设置有一个进料门5,曝气组件用于向各发酵反应室11通入空气,喷淋组件能够将菌剂和渗滤集液槽3中的渗滤液喷淋至各反应发酵室。

本实施例中预处理和厌氧发酵制沼气在两个独立的反应装置中,彼此独立,反应效率高。喷淋至上层的反应发酵室中的菌剂由上至下依次经过下方的反应发酵室进行使用,即上层喷淋的菌剂可逐层渗滤使用,使得菌剂得到充分利用,将渗滤集液槽3中的渗滤液回收使用继续用于喷淋秸秆,进一步提高菌剂的利用率。本发明提供的秸秆干法发酵预处理发生装置还可实现各发酵反应室11进出料、喷淋和曝气参数可控,可控性更强,便于操作,节约人力。

具体地,曝气组件包括曝气泵2和多个曝气管13,曝气管13与发酵反应室11一一对应,各反应发酵室的底部设置有多个曝气微孔4,一个曝气管13通过一个发酵反应室11上的曝气微孔4将空气输送至发酵反应室11内。工作时,曝气泵2将空气经曝气管13和曝气微孔4输送到秸秆干法发酵预处理发生装置中,为其提供预处理所需的氧气。

喷淋组件包括菌剂喷淋增压泵8、菌剂输送管、渗滤液回用输送管9、菌剂箱和多个菌剂喷淋管7,菌剂喷淋增压泵8的一个输入端通过渗滤液回用输送管9与渗滤集液槽3连通,菌剂喷淋增压泵8的另一个输入端通过菌剂输送管与菌剂箱连通,菌剂箱中盛放有菌剂,菌剂喷淋增压泵8的输出端与多个菌剂喷淋管7连接,菌剂喷淋管7与发酵反应室11一一对应。具体地,各菌剂喷淋管7设置于发酵反应室11内的顶部,为了提高喷淋的均匀性,各菌剂喷淋管7上设置有多个均匀分布的喷淋微孔10。

为了便于对渗滤液进行集中回收,将渗滤集液槽3设置为倒锥形,渗滤液回用输送管9与渗滤集液槽3的底部连通。

于本具体实施例中,各进料门5铰接于反应发酵室的侧壁上,为了便于打开或关闭进料门5,各进料门5的外壁上设置有一个把手6。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

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