CN104277968A - 一种大型沼气水力循环搅拌均匀混料装置 - Google Patents

一种大型沼气水力循环搅拌均匀混料装置 Download PDF

Info

Publication number
CN104277968A
CN104277968A CN201410563029.0A CN201410563029A CN104277968A CN 104277968 A CN104277968 A CN 104277968A CN 201410563029 A CN201410563029 A CN 201410563029A CN 104277968 A CN104277968 A CN 104277968A
Authority
CN
China
Prior art keywords
tank
biogas
fermentation
pipe
liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410563029.0A
Other languages
English (en)
Inventor
张元成
周焕东
王云鹤
吕礼冈
于萌萌
田开艳
吕志凤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHANDONG BAOLI BIOMASS ENERGY Co Ltd
Original Assignee
SHANDONG BAOLI BIOMASS ENERGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHANDONG BAOLI BIOMASS ENERGY Co Ltd filed Critical SHANDONG BAOLI BIOMASS ENERGY Co Ltd
Priority to CN201410563029.0A priority Critical patent/CN104277968A/zh
Publication of CN104277968A publication Critical patent/CN104277968A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/04—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing gas, e.g. biogas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/36—Means for collection or storage of gas; Gas holders
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M27/00—Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
    • C12M27/02—Stirrer or mobile mixing elements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

本发明涉及大型厌氧发酵生产沼气均匀混料技术，具体是一种大型沼气水力循环搅拌均匀混料装置，所述装置包括全混合式发酵罐，适用于罐体容积较大的厌氧发酵装置，发酵罐的顶部设有沼气收集器和原料进料管，发酵罐的底部罐体的侧壁上设有出料管，所述发酵罐内装有发酵沼液及沼气发酵原料的混合物，发酵罐上设有搅拌装置，三个液体循环泵分别分布在发酵罐的三个不同方向，三个出料管管口中每两个管口之间的夹角为120°，进料角度可调。这种安装不仅可以将发酵罐罐内料液通过循环泵循环搅拌还可以通过水流带动罐内发酵料液的旋转。促进固体物质的消化降解，增强反应速度，同时还可避免发酵液结壳，消减发酵液浓度和温度的不均匀现象。

Description

一种大型沼气水力循环搅拌均匀混料装置
技术领域
本发明涉及大型厌氧发酵生产沼气均匀混料技术，具体是一种大型沼气水力循环搅拌均匀混料装置。 
背景技术
利用有机废弃物厌氧发酵生产沼气，不仅能有效解决环境污染问题，而且可生产沼气生物质能源，是解决能源和环境问题的有效途径之一。
目前，利用有机废物生产沼气最常用的厌氧反应装置是全混合式发酵罐。全混合式发酵罐最大的优点是适用于高浓度和含有大量悬浮固体的原料，不受原料性质的限制。发酵罐中最常用的是机械搅拌，在发酵器内安装机械搅拌机，在密闭的容器内装有传动机械，其最大缺点是密封困难、设备易损坏、检修困难，而且在大型容器内搅拌不均匀，固体原料与发酵菌团接触不良，发酵很难达到预定效果，产气率不理想；且机械搅拌功率消耗大。 
发明内容
本发明的目的，就是为解决现有技术存在的问题，而设计了一种大型沼气水力循环搅拌均匀混料装置，可完全避免传统沼气发酵搅拌工艺的易结壳、难全混、必须停工检修等弊端，同时具有物料全混均匀、保持生物体系均一性、动力消耗低等特点。
本发明的技术方案为：一种大型沼气水力循环搅拌均匀混料装置，所述装置包括全混合式发酵罐，适用于罐体容积较大的厌氧发酵装置（包括但不限于单体容积在800m3以上的罐体），发酵罐的顶部设有沼气收集器和原料进料管，发酵罐的底部罐体的侧壁上设有出料管，所述发酵罐内装有发酵沼液及沼气发酵原料的混合物，发酵罐上设有搅拌装置，其特征在于：所述搅拌装置包括液体循环泵和循环管线；所述液体循环泵设置在发酵罐的外侧；所述循环管线包括连通液体循环泵和进料管的管线I、连通液体循环泵和出料管的管线II；所述出料管的管线II的进口设置在罐体底部的侧壁上；所述进料管根据罐体高径比在罐体中上部做分布，进料管的管口处设有喷射装置，所述喷射装置包括与进料管连通的喷管，所述喷管与罐内液面呈10-60°可调的夹角，且喷管与罐体侧壁呈10-60°可调夹角设置。
本发明的特点还在于：本发明适用含水率80％以上的沼液，本发酵罐的温度适用于低温、中温、高温生物厌氧发酵。
为了能避免在搅拌混合过程中避免死角的产生，所述发酵罐为圆筒型。
为了能使这种安装不仅可以将发酵罐罐内料液通过循环泵循环搅拌还可以通过水流带动罐内发酵料液的旋转，实现最优配比，所述发酵罐的搅拌装置设有三套，即所述液体循环泵设置有三个，液体循环泵分别均匀分布在发酵罐底部同一圆周的的三个不同方向上，所述发酵罐的三个出料管的管口之间的夹角为120°。
为了能通过水流带动罐内发酵料液的旋转，所述液体循环泵连接的进料口处的喷管的喷射方向与罐内液面呈10-60°可调的夹角，且喷管的喷射方向与罐体侧壁呈10-60°可调夹角设置。
为了保证沼液混合效果，所述进料口采用扁口设计。
为了能实现根据不同发酵原料的配比进行调节喷管的出口方向，所述液体喷射装置上设有控制喷管方向的控制系统。
采用脉冲示踪法，计算无因次量σ2，来判断是否处于全混流状态。  
表1  流体停留时间分布实验数据
 
通过表1数据计算得出平均停留时间t，和方差σ2，通过公式计算无因次方差。
                  σ2=σ2／t2
无因次方差σ2=1，罐内流体达到全混流状态。
本发明的有益效果可通过上述方案得出：由于采用水力回流搅拌，能耗小，最主要是对发酵罐内物料搅拌效果理想，有利于厌氧菌与发酵原料的充分接触，提高产气量。三个液体循环泵分别分布在发酵罐的三个不同方向，三个出料管管口中每两个管口之间的夹角为120°，进料角度可调。这种安装不仅可以将发酵罐罐内料液通过循环泵循环搅拌还可以通过水流带动罐内发酵料液的旋转。这样不仅可使固体物质在料液中分散、悬浮，增强其与微生物的接触面，促进固体物质的消化降解，增强反应速度，同时还可避免发酵液结壳，消减发酵液浓度和温度的不均匀现象。
本发明的技术特点是 ：
（1）适合高、低浓度有机废物或废水等发酵原料的混合。
（2）与机械搅拌相比，采用固定连接的静密封方式取代了动密封，密封效果更可靠。
（3）与机械搅拌相比，动设备位于罐体外部，避免了设备损坏检修对生产的影响。
（4）水力循环搅拌器结构简单，可标准化生产，工作可靠。
（5）运行能耗小。
（6）与传统沼气生产工艺相比，物料混合效果明显提升。
由此可见，本发明与现有技术相比具有实质性特点和进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明：
图1为本发明罐体的半剖结构示意图；
图2为喷管喷射方向的示意图；
图3为喷管喷射方向的俯视示意图；
图4为喷射流场示意图。
其中，1为发酵罐，2为沼液液面，3为喷管的喷射方向所在直线，4为管线I，5为液体循环泵，6为管线II，7为进料口角度控制系统。
具体实施方式：
为了更好地理解本发明，下面结合附图来详细解释本发明的实施方式。
具体实施方式：如图1、2、3所示，一种大型沼气水力循环搅拌均匀混料装置，所述装置包括全密封的全混合式发酵罐1，所述发酵罐1为圆筒型。发酵罐1的顶部设有沼气收集器和进料管，发酵罐1的底部侧壁上设有出料管，所述发酵罐1内装有发酵沼液及沼气发酵原料的混合物，所述沼液本身含水率80％以上，本发酵罐的温度适用于低温、中温、高温生物厌氧发酵。在发酵罐1底的外侧设置有三个液体循环泵5；液体循环泵5分别均匀分布在发酵罐底部同一圆周的的三个不同方向上，所述发酵罐的三个出料管的管口之间的夹角为120°。本发明还具有连通液体循环泵5和进料管的管线I 4、连通液体循环泵5和出料管的管线II 6；所述出料管的管线II 6的进口设置在罐体底部的侧壁上；如图3所示，所述三个进料管根据罐体高径比在罐体1中上部做分布，进料管的管口处设有喷射装置，所述喷射装置包括有与进料管连通的喷管，所述喷管的喷射方向所在直线3与罐内液面呈10-60°的夹角，且喷管的喷射方向所在直线3与罐体侧壁呈10-60°夹角设置。所述进料口采用扁口设计。
在喷射装置上设有控制喷管方向的控制系统7。方向控制系统可以为自动或手动摆动装置，在大型厌氧发酵中以实现对循环搅拌进料口喷管进行角度设置为目的应用均在本发明范围内。
同时上述其他说明也并非是对本发明的全部限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。 

Claims (8)

1.一种大型沼气水力循环搅拌均匀混料装置，所述装置包括全混合式发酵罐，适用于罐体容积800m3以上的厌氧发酵装置，发酵罐的顶部设有沼气收集器和原料进料管，发酵罐的底部罐体的侧壁上设有出料管，所述发酵罐内装有发酵沼液及沼气发酵原料的混合物，发酵罐上设有搅拌装置，其特征在于：所述搅拌装置包括液体循环泵和循环管线；所述液体循环泵设置在发酵罐的外侧；所述循环管线包括连通液体循环泵和进料管的管线I、连通液体循环泵和出料管的管线II；所述出料管的管线II的进口设置在罐体底部的侧壁上；所述进料管根据罐体高径比在罐体中上部做分布，进料管的管口处设有喷射装置，所述喷射装置包括与进料管连通的喷管，所述喷管与罐内液面呈10-60°可调的夹角，且喷管与罐体侧壁呈10-60°可调夹角设置。
2.如权利要求1所述的大型沼气水力循环搅拌均匀混料装置，其特征在于：所述发酵罐为圆筒型。
3.如权利要求2所述的大型沼气水力循环搅拌均匀混料装置，其特征在于：所述沼液含水率80%及以上。
4.如权利要求3所述的大型沼气水力循环搅拌均匀混料装置，其特征在于：所述发酵罐的搅拌装置设有三套；即所述液体循环泵设置有三个，液体循环泵分别均匀分布在发酵罐底部同一圆周的三个不同方向上，所述发酵罐的三个出料管的管口之间的夹角为120°。
5.如权利要求4所述的大型沼气水力循环搅拌均匀混料装置，其特征在于：所述液体循环泵连接的进料口处喷管的喷射方向与罐内液面呈10-60°的可调夹角。
6.如权利要求5所述的大型沼气水力循环搅拌均匀混料装置，其特征在于：所述喷管的喷射方向与罐体侧壁呈10-60°可调夹角设置。
7.如权利要求6所述的大型沼气水力循环搅拌均匀混料装置，其特征在于：所述进料口采用扁口设计。
8.如权利要求7所述的大型沼气水力循环搅拌均匀混料装置，其特征在于：所述液体喷射装置上设有控制喷管方向的控制系统。
CN201410563029.0A 2014-10-22 2014-10-22 一种大型沼气水力循环搅拌均匀混料装置 Pending CN104277968A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410563029.0A CN104277968A (zh) 2014-10-22 2014-10-22 一种大型沼气水力循环搅拌均匀混料装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410563029.0A CN104277968A (zh) 2014-10-22 2014-10-22 一种大型沼气水力循环搅拌均匀混料装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104277968A true CN104277968A (zh) 2015-01-14

Family

ID=52253316

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410563029.0A Pending CN104277968A (zh) 2014-10-22 2014-10-22 一种大型沼气水力循环搅拌均匀混料装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104277968A (zh)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106044991A (zh) * 2016-07-26 2016-10-26 浙江海盐力源环保科技股份有限公司 一种再生废水中和水池水力喷嘴搅拌系统
CN107177483A (zh) * 2017-06-26 2017-09-19 国峰清源生物能源有限责任公司 发酵设备
CN107723224A (zh) * 2017-11-26 2018-02-23 竹山县溢水镇佳鑫牧业有限公司 改进结构的沼气发酵罐
CN108315257A (zh) * 2018-05-02 2018-07-24 凃东升 一种大型制沼气生产装置及其系统
CN109071292A (zh) * 2016-05-24 2018-12-21 日本普罗思株式会社 甲烷发酵装置
CN109381028A (zh) * 2018-12-11 2019-02-26 山东河马信息技术有限公司 一种用于饮料机上的无接触搅拌装置
CN110628576A (zh) * 2019-09-24 2019-12-31 天津科技大学 一种发酵罐的搅拌系统和方法
CN111925918A (zh) * 2020-07-30 2020-11-13 河南科技大学 一种用于秸秆沼气工程的发酵装置及发酵管理方法
CN112299678A (zh) * 2020-11-07 2021-02-02 单县舜天专用车制造有限公司 粪污处理设备全密封快速卸污系统
CN113755308A (zh) * 2021-09-17 2021-12-07 倪浩辰 一种秸秆沼气进料装置及秸秆沼气系统
CN114956323A (zh) * 2022-06-15 2022-08-30 江苏隽诺环保工程技术有限公司 一种分体式厌氧反应器外循环系统及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101671625A (zh) * 2009-09-28 2010-03-17 厦门北大泰普科技有限公司 一种液态深层发酵制备木霉分生孢子的方法和装置
CN203545858U (zh) * 2013-08-12 2014-04-16 成都柳意环保工程有限公司 改良型搪瓷厌氧发酵罐
CN203613191U (zh) * 2014-01-21 2014-05-28 山东宝力生物质能源股份有限公司 一种沼池秸秆预处理装置
CN103865781A (zh) * 2014-03-23 2014-06-18 吕宏涛 生活垃圾与农作物秸秆生物干式发酵处理装置
CN203846021U (zh) * 2014-03-23 2014-09-24 吕宏涛 生活垃圾与农作物秸秆生物干式发酵处理装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101671625A (zh) * 2009-09-28 2010-03-17 厦门北大泰普科技有限公司 一种液态深层发酵制备木霉分生孢子的方法和装置
CN203545858U (zh) * 2013-08-12 2014-04-16 成都柳意环保工程有限公司 改良型搪瓷厌氧发酵罐
CN203613191U (zh) * 2014-01-21 2014-05-28 山东宝力生物质能源股份有限公司 一种沼池秸秆预处理装置
CN103865781A (zh) * 2014-03-23 2014-06-18 吕宏涛 生活垃圾与农作物秸秆生物干式发酵处理装置
CN203846021U (zh) * 2014-03-23 2014-09-24 吕宏涛 生活垃圾与农作物秸秆生物干式发酵处理装置

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109071292A (zh) * 2016-05-24 2018-12-21 日本普罗思株式会社 甲烷发酵装置
CN106044991A (zh) * 2016-07-26 2016-10-26 浙江海盐力源环保科技股份有限公司 一种再生废水中和水池水力喷嘴搅拌系统
CN107177483B (zh) * 2017-06-26 2023-09-26 国峰清源生物能源有限责任公司 发酵设备
CN107177483A (zh) * 2017-06-26 2017-09-19 国峰清源生物能源有限责任公司 发酵设备
CN107723224A (zh) * 2017-11-26 2018-02-23 竹山县溢水镇佳鑫牧业有限公司 改进结构的沼气发酵罐
CN108315257A (zh) * 2018-05-02 2018-07-24 凃东升 一种大型制沼气生产装置及其系统
CN109381028A (zh) * 2018-12-11 2019-02-26 山东河马信息技术有限公司 一种用于饮料机上的无接触搅拌装置
CN110628576A (zh) * 2019-09-24 2019-12-31 天津科技大学 一种发酵罐的搅拌系统和方法
CN111925918B (zh) * 2020-07-30 2023-09-19 河南科技大学 一种用于秸秆沼气工程的发酵装置及发酵管理方法
CN111925918A (zh) * 2020-07-30 2020-11-13 河南科技大学 一种用于秸秆沼气工程的发酵装置及发酵管理方法
CN112299678A (zh) * 2020-11-07 2021-02-02 单县舜天专用车制造有限公司 粪污处理设备全密封快速卸污系统
CN113755308A (zh) * 2021-09-17 2021-12-07 倪浩辰 一种秸秆沼气进料装置及秸秆沼气系统
CN113755308B (zh) * 2021-09-17 2024-08-20 山东中环环保能源有限公司 一种秸秆沼气进料装置及秸秆沼气系统
CN114956323A (zh) * 2022-06-15 2022-08-30 江苏隽诺环保工程技术有限公司 一种分体式厌氧反应器外循环系统及方法
CN114956323B (zh) * 2022-06-15 2024-04-30 江苏隽诺环保工程技术有限公司 一种分体式厌氧反应器外循环系统及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN211339520U (zh) 一种增加发酵液溶氧的装置
CN204058476U (zh) 一种沼气发酵装置
CN105820943B (zh) 一种多级气液联合搅拌文丘里管-cstr反应装置
CN204550537U (zh) 一种全混沼气生产系统
CN201908030U (zh) 一种污泥消化罐搅拌系统
CN104893964A (zh) 一种高含固厌氧发酵罐用射流搅拌装置及厌氧发酵罐
CN204874527U (zh) 一种高含固厌氧发酵罐用射流搅拌装置及厌氧发酵罐
CN110760433A (zh) 干式厌氧发酵及有机肥发酵一体化系统
CN110342767A (zh) 一种高固体污泥厌氧消化搅拌系统
CN203820777U (zh) 一种具有加热及搅拌功能的沼气发酵罐
CN211339528U (zh) 干式厌氧发酵系统
CN104404087A (zh) 一种利用高浓度有机废弃物制取生物燃气的工艺方法及其发酵系统
CN107760584A (zh) 大型畜禽粪便秸秆混合原料厌氧发酵罐的多层搅拌装置
CN101508486B (zh) 厌氧反应器立体液流搅拌装置
CN204509321U (zh) 一种液体深层厌氧发酵装置
CN203320023U (zh) 污水生化处理营养素培养装置
CN204417508U (zh) 一种回流混合与推进搅拌式厌氧发酵罐
CN201376917Y (zh) 厌氧反应器立体液流搅拌装置
CN219156866U (zh) 一种厌氧发酵罐用搅拌器系统
CN205088241U (zh) 一种用于秸秆厌氧发酵的系统搅拌装置
CN219730915U (zh) 一种餐厨垃圾干式厌氧发酵搅拌系统
CN207483725U (zh) 一种内置扰流装置的大型厌氧发酵罐
CN205062077U (zh) 气液联合搅拌文丘里管—全混合厌氧消化反应器
CN203715625U (zh) 一种沼气混合搅拌发酵罐装置
CN215799554U (zh) 一种利用气体压力搅拌的干式厌氧系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20150114