专利名称：生物质气反应装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种生物质气反应装置，属于新能源和环保的技术领域，是 一种处理有机废弃物及生活垃圾的成套装置，是一种制取生物质气新技术。 可广泛应用于工业有机污水、生活污水、生活垃圾、畜禽粪便、农作物秸秆 等有机物的生物化处理。二、 背景技术目前，还没有这种形式的生物质气反应装置产品及技术，现有的近似于 该技术的沼气发生器，也没有类似该技术及产品类型。沼气发生器(工程) 目前仅有三种类型 一、水泥池，现场手工用水泥制作，沼气池施工技术要 求高，施工速度慢，漏气现象普遍存在，且由于沼气中的硫化氢腐蚀，沼气 池的使用寿命短，难以适应推广规模的需求；二、钢质类发生器，目前又分 为三种主流工艺，即利蒲罐、搪瓷板罐、钢板罐，均为现场制作、焊接或一 张一张板装配，同样存在着施工强度大、难度高、时间长、安全性差等问题， 难以广泛推广和应用。三、由本人率先发明(已有多项外观设计专利)的折 叠式软体系列沼气发生器，可批量实现工厂化生产，但由于受材质性能的局 限，难以将沼气发生器做到近百立方米，甚至上千立方米。上述三种类型的 沼气发生器，目前还存在着产气率低，出料难等诸多缺陷。另有本人申报的 制取甲烷反应堆，虽然可实现规模化生产，但工厂生产难度大，生产工艺复 杂。因此，限制了生物质气在工农业生产和人们生活中的大规模推广应用。我国发展生物质气已有几十年的历史了，近年来连续六年中央r号文件 中要求推广沼气，把沼气推广列入为三农项目和民生工程的内容之一。我国 目前户用沼气已有近2500万口，大中型沼气工程近30000处，在世界经济危机的今天，我国政府又把沼气项目列入扩内需、保增长项目之中，仅09年中 央财政投入沼气项目就达80亿元，规划中每年将安排400亿元建设推广沼气 项目。随着发展速度日益加快，未来三年国家三农及环保发展对沼气新产品、 新技术的需求越来越为迫切。近年来，我国城镇建设、工业、农业和养殖业的规模都在迅猛扩大，城 镇生活垃圾和污水总量发展很快，年增长速度约5% 8%，但治理利用率却很 低，如北京和上海等大城市对生活垃圾的无害化治理仅为2% 5%，较好的城 市也只有5% 10%;工业排污水的企业约有近百万家，大中型养殖企业约有三 十万家，农作物秸秆每年约8亿吨，这些废弃有机物目前的治理和利用的总 量也还不到30%，这不仅浪费了资源，污染了水源和环境，也危害了人们的身 体健康。另外，随着经济的发展和人们生活水平的提高，环境恶化加剧，污 染日益严重，全球增温加快；能源紧张短缺的形势越来越严峻，世界性争夺 能源成了全球主要不安定因素，开发新的环境治理装置和替代能源技术迫在 眉睫。据不完全统计，我们如能将上述这些资源采用生物发酵气化处理，每年 把所产生的生物质气用于发电，所发的电量相当于我国目前发电总量的20% 以上，同时也治理了环境，还提供了大量的优质有机肥。因此，开发新型的 生物质气反应装置势在必行，迫切需要。三、发明内容本发明是要提供一种仿动物学原理的生物质气反应装置，采用仿生反应 床形式将有机物进行生物化处理，使该装置在运行过程中自身能耗少，产量 高，并可使该装置在工厂化制造过程中便于加工制造，且成本低廉。本发明为达到上述目的，是用这样的方式实现的仿生生物质气反应装 置，主要是由反应床单体、连接器、均恒器、限流器、进料泵、支架、电动 排液阀、连通管、连接管、回流管、输气管、加热池、储液池等组成。将装 置中的核心设备反应床单体用塑料布制成管状结构、可折叠装运，展开使用，既可单个使用，也可多个串联或并联使用。反应床单体上设有进料口、出料 口、出气口和排渣阀，反应床单体放在托床上使用，生产、运输、现场装配 简单方便，因此，可实现成套装置的工厂化、模块化、标准化、规模化生产 制造。成套装置中，主体装置反应床分为上、中、下三层，运行时，当进料泵 将发酵原料泵入均恒器中，发酵原料可自流运行直至溢流到加热池或储液池 (即类似动物吃喝与排粪便的方式，这样可使自身耗能降到最小)。为适应大工程的需要，得到节约用地和自流的目的，将成套装置设置为 上、中、下三层，每层有两个以上反应床串联或并联起来使用，这样既可节 省用地又可实现自流运行。反应床单体之间的连接是用连接器，上、中、下每层之间用限流器过渡连接，这样可使每层中的料液始终是满的，不会被吸走，装置运行时所产生 的生物质气由输气管输送至用气设备使用。本发明的实现，技术解决方案是一种生物质气反应装置，主要由反应床单体(1)、均恒器(2)、立柱(3)、限流器(4)、电动排液阀(6)、储液池 (7)、进料泵(8)、加热池(9)、加热系统(10)、进料管(11)、连接管(12)、 回流管(13)、输气管(14)、用气设备(19)、支架(20)、连接器(21)、托 床(27)、螺丝(24)、均恒器支架(25)组成。其中，进料管(11)将进料 泵(8)与均恒器(2)连接起来；连接管(12)将反应床单体(1)、限流器 (4)、电动排液阀(6)连在一起，输气管(14)将反应床单体(1)与用气 设备(19)连通，回流管(13) —端连接于连接管(12)上，另一端通向加 热池(9)，连接器(21)将上、中、下各层中的反应床单体(1)分别串联组 合成一起，立柱(3)与拉杆(22)、支架(20)间用螺丝(24)固定成整体， 托床(27)为网格状，周边挂扣在支架(20)上，反应床单体(1)直接放在 托床(27)上。其特征在于限流器(4)上的连通管(15)设置高于反应床 单体(1)，储液池(7)设在系统的最低处，反应床单体(1)设有上、中、下三层，每层由2个以上串联或并联组成。仿动物学原理，将均恒器(2)设在系统的最高处，并有均恒器支架(25)支撑，料液泵入均恒器(2)后可自流运行，加热池(9)和储液池(7)设在系统的低处，可自动排料。进料泵 (8)既作进料使用，又作料液循环使用。反应床单体(l)上设有进料口 (17)、出料口 (18)、出气口 (16)和排渣阀(5)。 限流器(4)上设有连通管(15)。 托床(27)周边均设有连接扣(23)。 立柱(3)、支架(20)和拉杆(22)均有螺丝孔(26)。 本发明的实现，技术解决方案是在均恒器前设有加热池，使原料在加热池内进行加热酸化发酵，同时可沉砂和隔离有害杂物。本发明的实现，技术解决方案是在系统中设有回流管，当进料泵工作时，反应床单体中的料液溢流经过回流管流至加热池，形成大循环，产生动力作用，从而提高反应床的产气量。本发明的实现，技术解决方案是将反应床单体设为上、中、下三层，每层由二个以上反应床单体串联或并联起来，可组成几百立方米容积至几千立方米容积规模。本发明的实现，技术解决方案是用加热系统给系统保持恒温，加热的热 能可以是太阳能、沼气、秸秆气或液化天然气等。本发明的实现，技术解决方案是该装置的支架、立柱、拉杆由单根组成， 现场组装时用螺丝连接，这样可方便生产和运输。本发明的实现，技术解决方案是反应床单体上设有排渣阀，可定期排放 渣泥。本发明的实现，技术解决方案是均恒器设在系统的高处，加热池设在系 统的低处，进料泵既作进料使用，又可作料液循环使用。 本发明与现有常规的类似装置相比具有以下优点1.适应广。由于本发明可处理生活垃圾、秸秆、粪便等各类有机物，并可实现规模化处理，因此，可在生活垃圾、秸秆、粪便等各类有机物生物化 处理中广泛推广适应。2. 自身耗能少。由于本发明只设有一个进料泵，可使装置运行时自身耗 能减少70%，从而减少运行成本。3. 产气效率高。系统中使料液产生流动，实现动态发酵，使产气率达到提咼。4. 可实现工厂化生产。由于本发明的核心设备反应床单体采用软体折叠 材料制作，产品可折叠运输，这样便于在工厂内工厂化、标准化、模块化、 规模化生产。5. 清渣和维护安全。由于本发明采用块装组合，模块化集成，且单体产 品直径小，维护及清渣时操作人员不用进入体内，可直接在外部操作。避免 了像同类产品(沼气工程)操作人员进入池内维护或清渣时造成人员伤亡等 事故的发生，可确保管理操作人员的安全。四以下结合附图对本发明作进一步的描述。
图1是本发明的原理结构图(为了便于看图，立柱、支架、托床两头省 略一些)，图2是本发明的下层及整体平面图(本连接为串联方式)，图3是 本发明的局部剖视放大图，图4是本发明的托床局部展开图。实施时不受本 图限制。图中l反应床单体，2均恒器，3立柱，4限流器，5排渣阀，6电动排 液阀，7储液池，8进料泵，9加热池，IO加热系统，ll进料管，12连接管， 13回流管，14输气管，15连通管，16出气口， 17进料口， 18出料口， 19 用气设备，20支架，21连接器，22拉杆，23连接扣，24螺丝，25均恒器支 架，26螺丝孔，27托床。参照图l，本发明的工作原理是这样的发酵原料先进入加热池(9)，进 行加热和酸化反应，同时去砂、石、泥、金属和漂浮物(这些杂物定期人工清出)，料液加热酸化后经进料泵(8)泵入均恒器(2)中再自行流入反应床 进行生物反应，产生生物质气，生物质气经输气管(14)供用气设备(19) 使用；料液从出料口 (18)处经限流器(4)后流入下层反应床，底层直接流 入加热池或定期排入储液池。储液池中的料液直接作优质有机肥使用。参照图1，本发明加热所用的热能可以是发电余热、太阳能、燃气、秸秆 气或地源热泵等。参照图1，本发明所需的电力来源为电网(本发明中未作详细描述)。 参照图1，本发明中的进料泵(8)，既作进料使用，又作料液循环使用。 参照图3，立柱(3)、支架(20)和拉杆(22)是用螺丝(24) —一连接 固定的。参照图1，均恒器支架(25)是专用于支撑均恒器(2)用的。参照图3，反应床单体(1)是直接放置在托床(27)的。参照图1，限流器(4)是用来保持每层反应床单体(1)里的料位高度作用。参照图l，排渣阀(5)是用来定期人工排放渣泥用。五具体实施方式
本发明实例是这样实现的本发明的反应床单体(1)和托床(27)是用市场买来的塑料布(如EVA 涂层布、PVC涂层布、红泥塑料布等)经高频焊机热合而成的，且反应床单体 (1)上设有进料口 (17)、出料口 (18)和出气口 (16)，托床(27)是网格 结构，周边设有连接扣(23)。限流器(4)和连接器(21)是塑料管(如PVC 管、PE管、PPR管等管材)热熔焊接制成的。立柱(3)、支架(20)和拉杆 (22)用市场买来的钢管下料、钻孔、镀锌制成的，立柱(3)、拉杆(22)、 支架(20)上均设有螺丝孔(26)。这些产品均是定制的装置。本发明的加热系统(10)、进料泵(8)、排渣阀(5)和电动排液阀(6) 都是从市场上买来的标准产品。8本发明的输气管(14)、进料管(11)、连接管(12)、回流管(13)和螺 丝(24)均是从市场上买来的标准材料。本发明的加热池(9)和储液池(7)是用砖、砂、石和水泥在现场施工 形成的。使用本发明时，先将本发明中所述的所有定制的装置、标准产品及标准 材料运入使用现场，在现场进行装配。装配时参照图1和图3，先将立柱(3)、 支架(20)、拉杆(22)用螺丝(24) —一组装起来，挂上托床(27),接着 将反应床单体(1)摆放到托床(27)上放平整，用连接器(21)将每层上的 反应床单体(1)串联起来。将进料泵(8)放入预先做好的加热池(9)内， 用进料管(11)把进料泵(8)与均恒器(2)连接起来，用连接管(12)将 均恒器(2)、反应床单体(1)、限流器(4)与电动排液阀(6)连接起来； 用输气管(14)将反应床单体(1)与用气设备(19)连接起来；将回流器(13) 的一端与底层的连接管(12)连接，另一端通向加热池(9),安装好加热系 统(10)，连接好进料泵(8)和电动排液阀(6)的电源线，整体安装就全部 完毕了。安装好装置、设备后即可投料运行。运行方式同前面所述的工作原理过 程相同。在运行前期，启动时先将料液投入加热池(9)中加热酸化，待有可燃气 排出时，即可开启进料泵(8)进料，料液进入反应床单体(1)内即可产气 运行。本发明的用气设备(19)可以是发电机、锅炉、液化装置等，也可直接 输送给居民做生活用能或采暖用能使用。本发明装置所排出的料液是优质的有机肥料，可直接作肥料使用，不会 造成二次污染或资源浪费。
权利要求
1、本发明是一种生物质气反应装置，主要由反应床单体(1)、均恒器(2)、立柱(3)、限流器(4)、电动排液阀(6)、储液池(7)、进料泵(8)、加热池(9)、加热系统(10)、进料管(11)、连接管(12)、回流管(13)、输气管(14)、用气设备(19)、支架(20)、连接器(21)、托床(27)、螺丝(24)、均恒器支架(25)组成。其中，进料管(11)将进料泵(8)与均恒器(2)连接起来；连接管(12)将反应床单体(1)、限流器(4)和电动排液阀(6)连成一起，输气管(14)将反应床单体(1)与用气设备(19)连通，回流管(13)一端连接于连接管(12)上，另一端通向加热池(9)，连接器(21)将上、中、下各层中的反应床单体(1)分别串联组合在一起，立柱(3)与拉杆(22)、支架(20)间用螺丝(24)固定成整体，托床(27)为网格状，周边挂扣在支架(20)上，反应床单体(1)直接放在托床(27)上。其特征在于限流器(4)上的连通管(15)设置高于反应床单体(1)，储液池(7)设在系统的最低处，反应床单体(1)设有上、中、下三层，每层由2个以上串联或并联组成。仿动物学原理，将均恒器(2)设在系统的高处，并有均恒器支架(25)支撑，料液泵入均恒器(2)后可自流运行，加热池(9)和储液池(7)设在系统的低处，可自动排料。进料泵(8)既作进料使用，又作料液循环使用。
2、 根据权利要求1所述的生物质气反应装置，其特征是限流器(4) 上设有连通管(15)。
3、 根据权利要求1所述的生物质气反应装置，其特征是托床(27)的 周边均设有连接扣(23)。
4、 根据权利要求1所述的生物质气反应装置，其特征是立柱(3)、支 架(20)和拉杆(22)均有螺丝孔(26)。
5、 根据权利要求1所述的生物质气反应装置，其特征是反应床单体(l) 上设有进料口 (17)、出料口 (18)、出气口 (16)和排渣阀(5)。
全文摘要
本发明涉及一种生物质气反应装置，主要由反应床单体(1)、均恒器(2)、立柱(3)、限流器(4)、进料泵(8)、支架(20)、连接器(21)、托床(27)和加热池(9)组成。反应床设为三层，每层上的反应床单体(1)之间为串联式组合，进料泵(8)既作进料用，又作料液循环用。反应床单体(1)核心设备采用软体材料制作，产品可折叠，运输方便，可工厂化生产。本发明涉及新能源和环保领域，是一个仿动物学原理的生物质制气装置，可广泛应用于有机污水、生活垃圾、人畜粪便、农作物秸秆等有机物的处理。
文档编号C12M1/107GK101613658SQ200910163109
公开日2009年12月30日 申请日期2009年8月17日 优先权日2009年8月17日
发明者吴兆流 申请人:吴兆流