本实用新型涉及生物发酵设备技术领域，具体涉及一种玉米秸秆厌氧干发酵沼液回流增产甲烷装置。
背景技术：
玉米是供作饲料为主的粮、经、饲兼用作物，玉米秸秆作为一种含有丰富营养和可利用成分的农业废弃物，也是工、农业生产的重要资源。每年我国农业生产中产生的各类秸秆高达7亿多吨，而玉米秸秆就占到50％以上。如何变废为宝，高效率低成本地利用玉米及其他作物秸秆，成为当前世界各国在生物质资源利用领域的研发热点。但由于玉米秸秆产量过大，且产出地域分散，受限于运输等条件制约，导致其无法进行大规模利用。因此，“秸秆焚烧”成为了农村惯用的处理方式。目前，“秸秆焚烧”已成为和燃煤烟气并列的困扰全国大气环境的污染问题之一。
中国专利文献cn109266692a(申请号201811195826.2)公开了一种沼液预处理玉米秸秆制沼方法，包括以下步骤：首先对玉米秸秆风干并粉碎过筛，然后进行预处理沼液和接种沼液的制备，接着通过预处理沼液对玉米秸秆进行预处理，最后将预处理后的玉米秸秆与接种沼液进行厌氧消化。本发明还提供了对制沼方法的条件优化方法，也就是以预处理沼液用量、预处理温度以及预处理时间作为条件优化的单因素，通过响应面试验设计及结果得到预处理过程的最优条件。本发明通过以沼液为促进剂，对木质素和纤维素含量较高的玉米进行预处理，从而使预处理后的玉米易于进行厌氧发酵；同时在操作过程中无需格外的设备，成本较低；且通过响应面法得到预处理的最佳条件19.08％ts，29.78℃和5.42天，得到理论产气量为4786.3ml。
上述技术均采用常规的沼气池发酵产沼气的方法，由于发酵过程中原料浓度较低，水分含量较高，因此，造成产气速度慢、原料分解率低、产气率低等问题。但如果增加原料浓度后，由于微生物分解速度过快会导致发酵系统局部酸化、温度过高等问题，造成发酵系统崩溃，无法实现发酵过程的正常进行。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本实用新型公开了一种玉米秸秆厌氧干发酵沼液回流增产甲烷装置，通过在厌氧干发酵罐的上方设置布液器，实现了沼液回流将沼液均匀喷施于发酵物料的上方，避免了干发酵过程中，由于物料浓度高导致发酵系统易酸化、局部温度过高等问题，防止了发酵系统崩溃的情况，提高了发酵的产气率。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种玉米秸秆厌氧干发酵沼液回流增产甲烷装置，包括：
厌氧干发酵罐，为一密闭发酵罐，罐体上部设有进料孔和进液孔，罐体顶端设有出气孔，底部设有沼液出口；
沼液储存罐，为一密闭储液罐，设有储存罐进液口和储存罐出液口，储存罐进液口通过管线与厌氧干发酵罐的沼液出口相连通，沼液储存罐的储存罐出液口通过管线与厌氧干发酵罐的进液孔相连通；
沼液回流泵，设置于沼液储存罐内部并与管线连通，沼液回流泵的两端分别连通储存罐出液口和厌氧干发酵罐的进液孔的管线下端；
布液器，由主管和若干支管构成，主管的一端与厌氧干发酵罐的进液孔相连接，主管的另一端封闭，主管的两侧与支管的一端垂直连通，支管的另一端封闭，支管之间相互平行，支管上设置有孔。
根据本发明优选的，所述厌氧干发酵罐的底部的剖面为v型，沼液出口设置于厌氧干发酵罐底部的最下端。
根据本发明优选的，所述沼液回流泵的进水口处设置有滤网。
根据本发明优选的，若干所述的支管从厌氧干发酵罐的进液口一端到另一端的长度先递增后递减并与厌氧干发酵罐的中间对称。
根据本发明优选的，所述布液器的支管上设置的孔的角度与垂直方向的夹角为45°。
根据本发明优选的，所述布液器的支管上设置的孔的孔径随与主管距离的增加而依次增大，孔间距50～70cm，孔径2～5mm。
根据本发明优选的，所述厌氧干发酵罐与沼液储存罐的容积比为(80～100):1。
该实用新型的有益效果是：
1、本实用新型采用玉米秸秆干发酵方法制备沼气，通过沼液回流，均匀喷施于发酵物料的上方，避免了干发酵过程中，由于物料浓度高导致发酵系统易酸化、局部温度过高等问题，防止了发酵系统崩溃的情况。
2、本发明采用沼液回流方式促进发酵产气，减少了沼液产生量，避免了二次污染，且玉米秸秆干发酵ts产气率可达到400l/kgts(请与说明书中的数据统一确认)，显著高于现有常规发酵的产气率。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，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。
附图1是本发明所述玉米秸秆厌氧干发酵沼液回流增产甲烷装置的结构示意图；
附图2是布液器的结构示意图；
附图3是支管的剖面图。
图中：1、厌氧干发酵罐,2、出气孔，3、进料孔，4、进液孔，5、沼液出口，6、沼液储存罐，7、管线，8、沼液回流泵，9、布液器，10、主管，11、支管，12、孔。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型专利所提出的一种玉米秸秆厌氧干发酵沼液回流增产甲烷装置做进一步的解释说明。
以下为本实用新型的一种实施例：一种玉米秸秆厌氧干发酵沼液回流增产甲烷装置，包括：
厌氧干发酵罐1，为一密闭发酵罐，罐体上部设有进料孔3和进液孔4，罐体顶端设有出气孔2，底部设有沼液出口5；
沼液储存罐6，为一密闭储液罐，设有储存罐进液口和储存罐出液口，储存罐进液口通过管线7与厌氧干发酵罐1的沼液出口5相连通，沼液储存罐6的储存罐出液口通过管线7与厌氧干发酵罐1的进液孔4相连通；
沼液回流泵8，设置于沼液储存罐6内部并与管线7连通，沼液回流泵8的两端分别连通储存罐出液口和厌氧干发酵罐1的进液孔4的管线7下端；
布液器9，由主管10和若干支管11构成，主管10的一端与厌氧干发酵罐1的进液孔4相连接，主管10的另一端封闭，主管10的两侧与支管11的一端垂直连通，支管11的另一端封闭，支管11之间相互平行，支管11上设置有孔12，通过上述技术方案，可以实现将玉米秸秆粉碎后加入厌氧干发酵罐1内厌氧发酵2个月，制得前发酵原料，通过进料孔3向厌氧干发酵罐1前发酵原料中加入等质量的沼渣，再加入前发酵原料质量4％的发酵菌剂，在温度36℃、ph值8.0条件下，进行厌氧干发酵，发酵体系中流出的沼液由发酵原料顶端喷淋回流，避免了干发酵过程中，由于物料浓度高导致发酵系统易酸化、局部温度过高等问题。
根据本发明优选的，所述厌氧干发酵罐1的底部的剖面为v型，沼液出口5设置于厌氧干发酵罐1底部的最下端。
根据本发明优选的，所述沼液回流泵8的进水口处设置有滤网。通过在进水口处设置滤网，避免了沼渣堵塞布液器9的孔眼，防止了发酵系统崩溃的情况，
根据本发明优选的，所述的支管11从厌氧干发酵罐1的进液口一端到另一端的长度先递增后递减并与厌氧干发酵罐1的中间对称。
根据本发明优选的，所述布液器9的支管11上设置的孔12的角度与垂直方向的夹角为45°。
根据本发明优选的，所述布液器9的支管11上设置的孔12的孔径随与主管10距离的增加而依次增大，孔间距50～70cm，孔径2～5mm。
根据本发明优选的，所述厌氧干发酵罐1与沼液储存罐6的容积比为(80～100):1。通过上述布液器9主管10与支管11的结构设计，可以使整个布液器9布满厌氧干发酵罐1的上方，使沼液可以喷淋全部的前发酵原料；布液器9的支管11上的孔径差别对技术效果有一定的影响，原因可能是：外侧孔径大会导致发酵堆外侧沼液回流速度快，有利于外侧原料热量疏散，而内部温度较高，从而抑制菌体的生长，从而防止了体系崩溃，当发酵堆外侧前发酵原料充分发酵后，逐渐降温，从而内部散热速度加快，发酵过程逐渐向发酵堆中心移动，直至前发酵原料全部消耗。由于发酵速度持续稳定，因此不会产生局部过酸化影响产气量、
参看图1-3：使用本装置的具体步骤如下：
(1)将玉米秸秆用粉碎机粉碎至粒径1.5cm，制得秸秆屑；
(2)将步骤(1)制得的秸秆屑加水调节含水率至70％，放入厌氧干发酵罐1中，厌氧发酵2个月，制得前发酵原料；
(3)通过进料孔3向厌氧干发酵罐1中步骤(2)的前发酵原料中加入等质量的沼渣，再加入前发酵原料质量4％的发酵菌剂，在温度36℃、ph值8.0条件下，进行厌氧干发酵，发酵体系中流出的沼液由发酵原料顶端喷淋回流。
对于本领域的普通技术人员而言，根据本实用新型的教导，在不脱离本实用新型的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围之内。
1.一种玉米秸秆厌氧干发酵沼液回流增产甲烷装置，其特征在于：包括：
厌氧干发酵罐，为一密闭发酵罐，罐体上部设有进料孔和进液孔，罐体顶端设有出气孔，底部设有沼液出口；
沼液储存罐，为一密闭储液罐，设有储存罐进液口和储存罐出液口，储存罐进液口通过管线与厌氧干发酵罐的沼液出口相连通，沼液储存罐的储存罐出液口通过管线与厌氧干发酵罐的进液孔相连通；
沼液回流泵，设置于沼液储存罐内部并与管线连通，沼液回流泵的两端分别连通储存罐出液口和厌氧干发酵罐的进液孔的管线下端；
布液器，由主管和若干支管构成，主管的一端与厌氧干发酵罐的进液孔相连接，主管的另一端封闭，主管的两侧与支管的一端垂直连通，支管的另一端封闭，支管之间相互平行，支管上设置有孔。
2.根据权利要求1所述的一种玉米秸秆厌氧干发酵沼液回流增产甲烷装置，其特征在于：所述厌氧干发酵罐的底部的剖面为v型，沼液出口设置于厌氧干发酵罐底部的最下端。
3.根据权利要求1所述的一种玉米秸秆厌氧干发酵沼液回流增产甲烷装置，其特征在于：所述沼液回流泵的进水口处设置有滤网。
4.根据权利要求3所述的一种玉米秸秆厌氧干发酵沼液回流增产甲烷装置，其特征在于：若干所述的支管从厌氧干发酵罐的进液口一端到另一端的长度先递增后递减并与厌氧干发酵罐的中间对称。
5.根据权利要求4所述的一种玉米秸秆厌氧干发酵沼液回流增产甲烷装置，其特征在于：所述布液器的支管上设置的孔的角度与垂直方向的夹角为45°。
6.根据权利要求5所述的一种玉米秸秆厌氧干发酵沼液回流增产甲烷装置，其特征在于：所述布液器的支管上设置的孔的孔径随与主管距离的增加而依次增大，孔间距50～70cm，孔径2～5mm。
7.根据权利要求1～6任一所述的一种玉米秸秆厌氧干发酵沼液回流增产甲烷装置，其特征在于：所述厌氧干发酵罐与沼液储存罐的容积比为(80～100):1。
技术总结