CN107937255A - 一种超大型立式连续厌氧发酵罐 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超大型立式连续厌氧发酵罐，包括罐体、原料进管、压力保护装置、搅拌装置、保温水管、沼气排出管、沼渣排出管和支座，罐体为立式锥顶、圆形空心壳身和锥底构成的密封钢结构储罐，由4个搅拌装置分为四个独立的进料、生产区域，沼气自顶部架空设置的沼气管道排出，沼渣从底部沼渣管道排出，整体设置在地面上，可温水保温。其有益效果是：可提高单位时间内处理原料量，有利于生产集约化，提高设备效率，可实现连续稳定生产沼气，适用于大型规模化生物质生产沼气工程。

Description

一种超大型立式连续厌氧发酵罐

技术领域

本发明涉及生物资源循环利用技术领域，特别是涉及一种超大型立式连续厌氧发酵 罐。

背景技术

与传统能源市场相比，生物天然气的商业竞争显然没有任何优势，原因就在于：1.生 物天然气产品原料受限，通常只能在产地周围百公里范围内收集原料。2.受生物发酵工艺限制，发酵工艺条件虽比较温和，但一般发酵时间较长。3.单套发酵装置产能规模偏 小，往往不利于工业化和产业化发展。因此，生物天然气成本居高不下，商业模式不成熟。 但从绿色环保角度看，以沼气发展生物天然气有着化石能源所无法比拟的先天优势：1. 沼气原料为有机类废物如畜禽粪便、秸秆和加工废弃物等，这些物质如得不到充分有效利 用，极大地危害社会。2.沼气生产不同于化石能源的工业化过程，其生产工艺所需能耗较 少，没有任何有害的污染物生成。3.从社会的可持续发展来看，沼气发展生物天然气从原 料-生产-产品的过程形成了生态，绿色，环保，低碳和节能的循环经济。

以沼气发展规模化生物天然气在我国仍处于前期摸索阶段，已运行的最大单体厌氧发 酵罐为五千立，多台罐体组成为一系列生产。这种工艺的设置虽然使罐组的占地面积显著 减少，且有利于罐组共享附属的工艺设备和提高使用效率，但为了更有效地利用罐体和配 套的工艺设备，充分发挥生物发酵的优势，有必要开发研究罐体空间更大，工艺设备配置 更合理的压氧发酵罐体。新型超大容积的厌氧发酵罐主要解决目前尚未解决的以下问题： 1、发酵时固液气三相应混合均匀，固相在发酵时不能结壳，避免物料运行不畅。2、罐体 内物料运行不能有死角，物料随发酵时间应持续稳定进出料3、物料在罐体内仅在平面方 向有搅动，减少垂直方向搅动以避免发酵进程紊乱。4、罐体应利于维护，检修，避免物料泄漏污染地下水。

发明内容

为克服现有技术缺陷，本发明解决的技术问题是提供一种超大型立式连续厌氧发酵 罐，提高单位时间内处理原料量，有利于生产集约化，提高设备效率，可实现连续稳定生产沼气，适用于大型规模化生物质生产沼气工程。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种超大型立式连续厌氧发酵罐，包括罐体、原料进管、压力保护装置、搅拌装置、保温水管、沼气排出管、沼渣排出管和支座，其特征在于，所述罐体为由立式锥顶、圆形 空心壳身和锥底构成的密封钢结构储罐，其中锥底为多个倒锥形结构，罐体通过其下部设 有的支座固定安装在地面上；所述原料进管为4个，均布在罐体的上部；所述压力保护装 置设置在罐体的立式锥顶上；所述搅拌装置为4组，均布在罐体的立式锥顶上，其中搅拌 装置之搅拌桨为多层结构穿过立式锥顶探入罐体内部；所述保温水管设置在罐体之空心壳 身的四周，其进水口设置在罐体上部、回水口设置在罐体下部；所述沼气排出管自罐体立 式锥顶引出架空铺设，沼渣排出管分别自罐体的多个倒锥形结构的尖端引出后汇集到一个 总管上。

所述4个搅拌装置和其对应设置的4个原料进管将罐体分为四个独立的区域，生产中 各区域可独立进料。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.该发明罐体为超大型发酵罐，其体积庞大，可增加单位时间内处理原料量，有利于 生产集约化，提高设备效率，对于大型规模化生物质沼气工程尤其有利；

2.罐体在基础地面之上，相比埋地式或半埋地式发酵罐操作可视化强，罐体如有泄露 能及时采取手段处理，维修维护方便、成本低廉；

3.沼渣从罐体锥底排出时，无需另加抽出泵，罐底采用倒锥型结构对罐体内残存的结 壳原料排出有利，且停产检修时，使用水冲洗即可进行清罐，省工省时省力；

4.罐体内设置多层搅拌桨，搅拌方式采用自动程序控制，可提高沼气产出效率，至于 搅拌模式和强度则需要通过原料物性，发酵机理和流体流场分布来确定；

5.罐顶为锥形结构有利于沼气收集排出进行净化处理，沼气管道设置为架空铺设，对 于沼气在输送过程中冷凝水的处理比埋地管处理方便得多。

附图说明

图1是本发明的结构示意主视图；

图2是本发明的结构示意俯视图。

图中：1-原料进管 2-压力保护装置 3-搅拌装置 4-搅拌桨 5-进水口 6-回水口7-沼气排出管 8-沼渣排出管 9-罐体 10-支座

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

见图1-2，本发明涉及一种超大型立式连续厌氧发酵罐，包括罐体9、原料进管1、压力保护装置2、搅拌装置3、保温水管、沼气排出管7、沼渣排出管8和支座10，所述 罐体9为由立式锥顶、圆形空心壳身和锥底构成的密封钢结构储罐，其中锥底为多个倒锥 形结构，罐体9通过其下部设有的支座10固定安装在地面上；所述原料进管1为4个， 均布在罐体9的上部；所述压力保护装置2设置在罐体9的立式锥顶上；所述搅拌装置3 为4组，均布在罐体9的立式锥顶上，其中搅拌装置3之搅拌桨4为多层结构穿过立式锥 顶探入罐体9内部，多层搅拌桨设置可提高沼气的产出效率；所述保温水管设置在罐体1 之空心壳身的四周，其进水口5设置在罐体9上部，回水口6设置在罐体下部，温水自进 水口5进去从回水口6中排出，可对罐体9进行保温，以维持罐体9内部温度，有利于发 酵和沼气的产出；沼气排出管7自罐体9立式锥顶引出架空铺设，沼渣排出管8分别自罐 体9下部的多个倒锥形结构的尖端引出后汇集到一个总管上。采用倒锥型结构罐体锥底有 利于罐体9内残存的结壳原料排出，无需另加抽出泵，且停产检修时，使用水冲洗即可进 行清罐，省工省时省力。

所述4个搅拌装置3和其对应设置的4个原料进管1将罐体9分为四个独立的区域，生产中各区域可独立进料，独立生产。

生产时，原料按配方经预处理后，由罐体9顶部在不同位置分区用螺杆泵经原料进管 1输送入罐体9内，为保证搅拌效果，搅拌装置3的数量可依据罐体9直径的大小适当增减。搅拌装置3下部的搅拌桨4的设计应依据搅拌桨大小、数量、形式、安装位置等，以 及搅拌模式和强度需要通过原料物性、发酵机理和流体流场分布来确定，也可采用CFD数 值模拟技术来确定。罐体9底部的多个倒锥形结构，沼渣从底部排出后汇聚到一根总管上， 各分管可单独操作。罐体9顶部中央为沼气排出管7，沼气管道都采用架空管设计，管道 在运行过程中产生冷凝水，可使用水封槽进行收集。

Claims (2)

1.一种超大型立式连续厌氧发酵罐，包括罐体、原料进管、压力保护装置、搅拌装置、保温水管、沼气排出管、沼渣排出管和支座，其特征在于，所述罐体为由立式锥顶、圆形空心壳身和锥底构成的密封钢结构储罐，其中锥底为多个倒锥形结构，罐体通过其下部设有的支座固定安装在地面上；所述原料进管为4个，均布在罐体的上部；所述压力保护装置设置在罐体的立式锥顶上；所述搅拌装置为4组，均布在罐体的立式锥顶上，其中搅拌装置之搅拌桨为多层结构穿过立式锥顶探入罐体内部；所述保温水管设置在罐体之空心壳身的四周，其进水口设置在罐体上部、回水口设置在罐体下部；所述沼气排出管自罐体立式锥顶引出架空铺设，沼渣排出管分别自罐体的多个倒锥形结构的尖端引出后汇集到一个总管上。

2.根据权利要求1所述的一种超大型立式连续厌氧发酵罐，其特征在于，所述4个搅拌装置和其对应设置的4个原料进管将罐体分为四个独立的区域，生产中各区域可独立进料。