CN108485906A - 一种物料运转流畅的连续式干法厌氧反应器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种物料运转流畅的连续式干法厌氧反应器，包括反应器主体和反应器顶盖，反应器主体分为发酵段和固液分离出料段，所述发酵段设置有物料传输装置，其包括m层承料层板，每层承料层板的上方空间用n个推料板等分成n‑1个发酵区块和1个原料下落口，还包括带动推料板转动的推料板驱动轴、带动底层承料层转动的底层承料层板驱动轴，所述固液分离出料段位于发酵段底层承料层板的下方。本发明通过双驱动轴同轴线嵌套结构，实现对推料板和底层承料层板的分别驱动控制，便于适应不同物料在反应器内停留时间不同的情况，使同一反应器的适用范围进一步扩大，通过机械驱动的活塞式挤压出料装置结合反应器结构，实现密封式顺畅出料。

Description

一种物料运转流畅的连续式干法厌氧反应器

技术领域

本发明涉及生物质废弃物厌氧处理技术领域，具体涉及一种物料运转流畅的连续式干法厌氧反应器。

背景技术

厌氧发酵技术是生物质废弃物处理与资源化利用的有效途径，干法厌氧发酵相对于湿法的主要优势在于原料适应性广、容积产气率高、沼液产生量少，近年来已逐渐成为研究和应用的热点。干法厌氧发酵的工艺类型可分为连续式和间歇式两大类，连续式干法厌氧发酵又分为连续搅拌和推流两种类型，间歇式干法厌氧发酵可分为批次和序批式两种类型。

目前，国内外干法厌氧工程化应用的主要是以覆膜式和车库式为代表的间歇式干发酵，其每个发酵周期结束后，都要将大量的废气排空并重新启动，造成环境污染；同时，由于其不连续、占地大、物料不易扰动(传质传热较差)、操作步骤繁琐等本质问题的存在，限制了其产业化推广。

对于连续式干法厌氧发酵，欧洲一些发达国家进行了研究和应用，最具代表性的是比利时OWS公司的Dranco干发酵工艺、法国VALORGA INTERNATIONAL S.A.S公司的Valorga干发酵工艺、瑞典的KOMPOGAS公司的KOMPOGAS BRV等。然而，国外的连续式干法厌氧技术和设备处理的主要是农业作物和分类较好的生活有机废弃物，是成分单一且经过均质化处理后具有一定流动性的半干物料，对于我国成分混杂的非流态物料并不适用。

目前，我国针对非流态生物质废弃物，尤其是成分混杂的生活垃圾等废弃物，无害化、减量化、资源化的需求越来越迫切，因此，对连续式干法厌氧反应器的进一步开发也就越来越迫切。

发明内容

本发明的目的在于弥补现有技术的不足，提供一种可处理非流态原料的连续式干法厌氧反应器，实现对进入厌氧系统固体生物质废弃物最大程度的包容性和连续处理。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种物料运转流畅的连续式干法厌氧反应器，该反应器为一具有进料口的密封罐体，包括反应器主体和反应器顶盖，反应器主体分为发酵段和固液分离出料段，其特征在于：

所述发酵段包括从上往下设置的m层承料层板，m≥2，上部m-1层承料层板以固定配合设置在反应器主体内，底层承料层板以转动配合设置在反应器主体内，每层承料层板的上方空间用n个推料板等分成n-1个发酵区块和1个原料下落口，n≥2，原料下落口为承料层板留空的位置；

沿反应器主体中轴线设有一贯穿上部m-1层承料层板的推料板驱动轴，推料板固定在该推料板驱动轴上，该推料板驱动轴伸出反应器与一推料板驱动电机相连，用于向推料板驱动轴提供动力带动推料板按设定频率转动，每次转动角度为360°/n，推料板驱动轴为中空结构，内部设有推料板驱动轴中空层；

还包括同轴设置在推料板驱动轴中空层的底层承料层板驱动轴，该底层承料层板驱动轴的一端伸出推料板驱动轴与底层承料层板固定连接，另一端伸出推料板驱动轴与一底层承料层板驱动电机相连，用于向底层承料层板驱动轴提供动力带动底层承料层板按设定频率转动，每次转动角度为360°/n；

各承料层板的原料下落口的位置通过如下方式设置：最上层承料层板的原料下落口为进料口下方对应发酵区块位置逆着驱动轴转动方向转动360°/n的位置，下面每层承料层板原料下落口的位置较上一层承料层板原料下落口逆着驱动轴转动方向转动360°/n布置；

所述固液分离出料段位于发酵段底层承料层板的下方，用于接收由发酵段落下的物料并将其固液分离和固渣出料。

进一步地，所述固液分离出料段设置有导料板、活塞挤压密封出料器和沼液储箱；所述导料板呈扇形或漏斗形，倾斜向下设置在倒数第二层承料层板原料下落口的下方；所述沼液储箱位于反应器主体最下部；

所述活塞挤压密封出料器包括活塞推进器、活塞、活塞腔、集液槽、出料口和排料塞，活塞腔分为活塞腔集料区和活塞腔固液分离区，活塞腔集料区与导料板下端相连，活塞腔固液分离区的腔壁上分布有滤液通孔，集液槽包裹住活塞腔固液分离区，集液槽出口与沼液储箱相连，出料口伸出反应器主体外，排料塞活动设置在出料口上。

进一步地，所述反应器顶盖、承料层板和推料板均为双层带中空夹层结构，反应器顶盖设有反应器顶盖中间夹层，承料层板设有承料层板中空夹层，推料板设有推料板中空夹层，推料板中空夹层与推料板驱动轴中空层连通，反应器顶盖上分布有喷液孔，承料层板上分布有承料层板通孔，推料板上分布有推料板通孔；

所述反应器还配设有喷淋渗滤系统，其包括泵、喷淋供液管、喷淋供液支管和喷淋回液管，泵安装在喷淋供液管上，喷淋供液管一端与沼液储箱相连，另一端分别通过各喷淋供液支管与反应器顶盖中空夹层和各承料层板中空夹层相连，喷淋供液管的另一端还与推料板驱动轴中空层的底端相连，推料板驱动轴中空层的顶端通过喷淋回液管与沼液储箱相连。

本发明的创新之处在于反应器结构的区格化分段分层式设计、物料在反应器内的运动形式和全方位的循环喷淋方式，实现非流态物料在反应器内的高效流转和处理，在较大程度上解决了干发酵系统传质传热差的根本性问题，极大地提高了厌氧处理技术对原料的包容性。

作为本发明的一种改进，所述承料层板通孔为直径3-10mm的圆孔，或为长度10-100mm、宽度3-10mm的腰型孔；所述推料板通孔为直径3-10mm的圆孔，或长度10-50mm、宽度3-10mm的腰型孔；所述滤液通孔为直径2-8mm的圆孔，或为长度3-10mm、宽度1-6mm的腰型孔。

进一步地，所述承料层板通孔为直径5-8mm的圆孔，或为长度10-100mm、宽度5-8mm的腰型孔；所述推料板通孔为直径4-6mm的圆孔，或长度10-50mm、宽度4-6mm的腰型孔；所述滤液通孔为直径3-6mm的圆孔，或为长度1-6mm、宽度2-4mm的腰型孔。

作为本发明的一种改进，所述沼液储箱还设置有液位传感器。用于监测和控制沼液储箱中的液位，当液位超过规定位置时，利用管道排出部分沼液。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明采用区格化分段分层式设计，首先是将反应器整体分为发酵段和固液分离出料段2大功能区，然后根据待处理物料在反应器内的停留时间(HRT)，利用承料层板和推料板将发酵段分为若干发酵区块，每批进料填充一个发酵区块，在机械力和重力的作用下，结合发酵段的特殊结构，使物料依次逐步向下运动，从而实现非流态物料在反应器内的高效流转和处理，同时在物料从上层到下层承料层板的下落过程中，形成翻转和扰动，结合来自承料层板和推料板的包围式全方位沼液循环喷淋，在较大程度上解决了干发酵系统传质传热差的根本性问题。通过双电机配合双驱动轴同轴线嵌套结构，实现对推料板和底层承料层板的分别驱动控制，便于适应不同物料在反应器内停留时间不同的情况，使同一反应器的适用范围进一步扩大。通过机械驱动的活塞式挤压出料装置结合反应器结构，实现密封式顺畅出料。

附图说明

图1是本发明反应器的整体结构图；

图2是本发明活塞挤压密封出料器工作过程示意图；

图3是本发明反应器发酵段的结构图；

图4是本发明反应器发酵段结构分解及物料运动路径的示意图；

图5是本发明承料层板和推料板的结构示意图；

图6是本发明反应器喷淋渗滤系统的沼液循环流向图；

附图标记说明：Q1-发酵段；Q2-固液分离出料段；Q3-喷淋渗滤系统；1-反应器主体；2-反应器顶盖；2a-反应器顶盖中空夹层；3-进料口；4-推料板；4a-推料板中空夹层；5-固定件；6-承料层板；6a-承料层板中空夹层；7-原料下落口；8-推料板通孔；9-承料层板通孔；10-导料板；11-活塞挤压密封出料器；12-活塞腔；12a-活塞腔集料区；12b-活塞腔固液分离区；12c-滤液通孔；12d-出料口；13-活塞推进器；14-活塞；15-排料塞；16-集液槽；17-沼液储箱；18-液位传感器；19-泵；20-喷淋供液管；21-喷淋供液支管；22-喷淋回液管；23-推料板驱动电机；24-推料板驱动轴；24a-推料板驱动轴中空层；25-底层承料层板驱动电机；26-底层承料层板驱动轴；27-承料层板固定件；D1、D2、……D[(n-1)*m]-发酵区块。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例：

如图1至图6所示，一种物料运转流畅的连续式干法厌氧反应器，包括反应器主体1和反应器顶盖2，二者围合构成一密闭的内部空间，反应器顶盖2上设置有进料口3，反应器顶盖2避开进料口3的区域为双层带中空夹层结构，反应器顶盖2内层均布有与其内的反应器顶盖中空夹层2a相通的喷液孔。反应器内部分为发酵段Q1和固液分离出料段Q2两大功能区，配套喷淋渗滤系统Q3实现对反应器内物料的循环喷淋接种。

发酵段Q1设置m层承料层板6，每层承料层板6的上方空间用n个推料板4分割成n-1个发酵区块和1个原料下落口7；推料板4及最下层承料层板(底层承料层板)6的转动，由驱动系统提供动力。

驱动系统主要由推料板驱动电机23、推料板驱动轴24、推料板固定件5、推料板驱动轴中空层24a、底层承料层板驱动电机25、底层承料层板驱动轴26、承料层板固定件27组成，底层承料层板驱动电机25设置于推料板驱动电机24上方，推料板驱动轴24为中空轴，沿反应器中轴线贯穿发酵段Q1并伸出反应器顶盖2与推料板驱动电机23相连，推料板4由推料板固定件5固定在推料板驱动轴24上，由推料板驱动电机23提供转动动力。底层承料层板驱动轴26与推料板驱动轴24同轴线设置，其横截面直径小于推料板驱动轴24，从推料板驱动轴中空层24a穿过；底层承料层板驱动轴26上下两端均伸出推料板驱动轴24外，其上端通过推料板驱动电机23的轴孔(通孔)，与位于推料板驱动电机23上方的承料层板驱动电机25相连，其下端伸出推料板驱动轴24下端面，通过承料层板固定件27与底层承料层板6相连，由底层承料层板驱动电机25通过底层承料层板驱动轴26向底层承料层板6提供转动动力。

承料层板6从上至下水平等层距分层设置在反应器主体1内部，是承载厌氧处理物料的平台，上部的m-1层承料层板6固定在反应器主体1内壁上，不随推料板驱动轴24转动，底层(第m层)层承料层板6不固定在反应器主体1内壁上，而是由承料层板固定件27固定在底层承料层板驱动轴26上，由底层承料层板驱动电机25提供动力，调节发酵段物料在反应器的停留时间。每块承料层板6均为双层带中空夹层结构，其内的承料层板中空夹层6a的作用是便于喷淋用的沼液在其中流通。承料层板6上分布有承料层板通孔9，其为圆孔(直径φ取3-10mm，优选5-8mm)或腰型孔(根据实际工艺要求，长度L取10-100mm；宽度W取3-10mm，优选5-8mm)，为最大程度避免堵塞，承料层板通孔9优选腰型孔。

推料板4由推料板固定件5固定在推料板驱动轴24上，所有推料板4随推料板驱动轴24共同转动，每次转360°/n(n为匹配每层承料层板6的推料板4的数量)，转动频率R根据进料频率确定，优选1天或0.5天。每块推料板4均为双层带中空夹层结构，其内的推料板中空夹层4a与推料板驱动轴中空层24a连通，作用是便于喷淋用的沼液在其中流通。推料板4上分布有推料板通孔8，其为圆孔(直径φ取3-10mm，优选4-6mm)或腰型孔(根据实际工艺要求，长度L取10-50mm；宽度W取3-10mm，优选4-6mm)。

发酵区块和原料下落口7位于每两层承料层板6(首层承料层板6与反应器顶盖2)之间的空间，由n块推料板4将这个空间平均分为n份，其中有1份是原料下落口7(原料下落口对应的承料层板6位置为空，即对物料无承托，从而使物料能够下落至下一层承料层板6)，其余n-1份是发酵区块。每批由进料口3进入反应器的物料，将填充进料口3下方对应的发酵区块D1，推料板4同步于推料板驱动轴24的转动频率(进料频率)R，每R(天)将每个发酵区块的物料沿转动方向推360°/n进入下一个发酵区块，即每批进入反应器的物料在每层承料层板6上停留[(n-1)*R](天)，每批物料在每层承料层板6的第n*R(天)，将会被推料板4推至该层承料层板6的原料下落口7，下落至下一层承料层板6的发酵区块。为保证每批物料在每层承料层板6上的停留时间均为[(n-1)*R](天)，原料下落口7的位置布局应满足的条件为：最上层承料层板6的原料下落口7为进料口3下方对应发酵区块D1位置逆着推料板驱动轴24转动方向转动360°/n的位置，下面每层承料层板6的原料下落口7的位置较上一层承料层板6的原料下落口7逆着推料板驱动轴24转动方向转动360°/n布置。因此，物料在本反应器内的厌氧处理时间均可保证为[(n-1)*R*m](天)，n为匹配每层承料层板的推料板数，R为推料层板的转动频率，m为承料层板总数，具体工艺参数根据实际情况确定(如果n＝4、R＝1、m＝10，则每批进入本发明反应器的物料在发酵段Q1的停留时间均为(4-1)*1*10＝30天)。

当工艺需要对物料在发酵段Q1的停留时间进行调整时，可由底层承料层板驱动电机25通过底层承料层板驱动轴26单独带动底层承料层板6转动，当最底层承料层板6的原料下落口7正对其上一层承料层板6(倒数第二层)的原料下落口7时，物料在倒数第二层发酵完毕，由推料板4从其原料下落口7推下时，不会经过底层承料层板6，而是直接从底层承料层板6的原料下落口7直接落至下方的固液分离出料段，因此，实际有效发挥作用的承料层板6为(m-1)层，物料在发酵段的停留时间可缩短为[(n-1)*R*(m-1)](天)。通过调整底层承料层板6(n-1)个发酵区块和1个原料下落口7与其上一层承料层板6原料下落口7的对应关系，可使物料在反应器发酵段的停留时间在[(n-1)*R*(m-1)]～[(n-1)*R*m](天)之间进行调整(如果n＝4、R＝1、m＝10，则每批进入本发明反应器的物料在发酵段Q1的停留时间可在(4-1)*1*10＝30天和(4-1)*1*(10-1)＝27天之间进行调整)。

固液分离出料段Q2承接在发酵段Q1底层承料层板6的正下方，其作用是接收由发酵段Q1落下的已厌氧处理完成的物料并将其固液分离和固渣出料，其其主要由导料板10、活塞挤压密封出料器11和沼液储箱17组成。

导料板10是一个对应倒数第二层承料层板6原料下落口7的呈扇形或漏斗状的部件，起到承接发酵段落料和初步固液分离的作用。导料板10上端固定在发酵段正下方的反应器主体1内壁上，然后整体向斜下方延伸，连接活塞挤压密封出料器11，从而形成上大下小的扇形或漏斗状。

活塞挤压密封出料器11主要由活塞腔12、活塞推进器13、活塞14、排料塞15、集液槽16和出料口12d组成。活塞腔12的主要功能区分为两部分，分别为活塞腔集料区12a和活塞腔固液分离区12b。活塞挤压密封出料器11的功能是固液分离和密封出料。其固液分离功能的实现方式为：在发酵段Q1完成厌氧处理的物料由导料板10进入活塞挤压密封出料器11的活塞腔集料区12a，由活塞推进器13推动活塞14在活塞腔12中朝着排料塞15方向运动，此时排料塞15封闭出料口12d，活塞14在推动过程中与排料塞15之间的空间逐渐缩小，活塞腔集料区12a中的物料被逐渐推入活塞腔固液分离区12b，活塞腔固液分离区12b的腔壁上分布有滤液通孔12c，滤液通孔12c为圆孔(直径φ取2-8mm，优选3-6mm)或腰型孔(根据实际工艺要求，长度L取3-10mm；宽度W取1-6mm，优选2-4mm)，在挤压力的作用下，物料中的液体成分渗出，通过滤液通孔12c进入包裹在活塞腔固液分离区12b的集液槽16中，由集液槽16导流至沼液储箱17。其密封出料功能的实现方式为：从物料下落至活塞腔集料区12a至活塞14推动完成挤压固液分离的过程，排料塞15处于对出料口12d的封闭状态；出料时，排料塞15打开，活塞14将固渣推出到反应器外，通过活塞14对活塞腔12的填充，保证反应器内部空间与外界的阻隔，保证密封厌氧环境；出料完毕后，排料塞15封闭出料口，避免活塞14后退吸入空气，然后活塞14后退，直至将活塞腔集料区12a空出，等待下一次的落料。整套步骤循环，形成活塞挤压密封出料器11在保证对外密封的同时，完成固液分离和出料。

沼液储箱17位于本发明反应器的最下方，也是固液分离出料段Q1的最下方位置，主要包括沼液储箱17和液位传感器18，起到承接渗滤沼液并暂存和为喷淋渗滤系统Q3提供沼液来源的作用。由于发酵和固液分离后的出料比进料的含水率低，故每批进料比出料多出的水分会通过渗滤进入沼液储箱17，液位传感器18用于监测和控制沼液储箱17中的液位，当液位超过规定位置时，利用管道排出部分沼液。

喷淋渗滤系统Q3主要由沼液储箱17、泵19、喷淋供液管20、喷淋供液支管21、喷淋回液管22、推料板中空夹层4a、推料板通孔8、承料层板中空夹层6a、层板通孔9、反应器顶盖中空夹层2a、推料板驱动轴中空层24a等组成，能够实现沼液通过反应器顶盖2、承料层板6和推料板4向发酵段Q1的物料进行包围式全方位喷淋，其作用是使富含菌种的沼液在反应器内部循环，使沼液与物料进行充分接触，促进物料的传质传热和易腐有机质的降解。

泵19是整套喷淋渗滤系统Q3的驱动装置，为沼液的流动和喷淋提供动力。喷淋供液管20，是喷淋渗滤系统Q3的“动脉”，由泵19输出的沼液经过喷淋供液管20往反应器的发酵段Q1输送。

喷淋供液管20分两条线路向反应器的发酵段Q1供应沼液，实现两种方式喷淋：

一种喷淋方式是推料板4喷淋路线，由喷淋供液管20向推料板驱动轴中空层24a底端供应沼液，沼液充满推料板驱动轴中空层24a并向上充灌，推料板中空夹层4a与推料板驱动轴中空层24a相连通，在沼液充灌推料板驱动轴中空层24a的过程中，同时流入推料板中空夹层4a，通过推料板通孔8喷出，形成对位于承料层板6上物料的喷淋接种；灌满推料板驱动轴中空层24a的沼液溢流进入连通推料板驱动轴中空层24a上部的喷淋回液管22内，由喷淋回液管22流回沼液储箱17。

另一种喷淋方式是承料层板6喷淋路线，由喷淋供液管20分出(m+1)组支管(m为承料层板6总数)，分别向承料层板中空夹层6a和反应器顶盖中空夹层2a供应沼液，通过承料层板通孔9和反应器顶盖2的喷液孔喷出，形成对发酵段物料的喷淋接种；所有喷淋液在与发酵段物料接触后，由于重力作用向下渗流，并通过承料层板通孔9，最终返回沼液储箱。

本实施例的连续式干法厌氧反应器，其运行过程如下：

待处理物料由位于反应器顶盖2上的进料口3进入反应器，落至第1层的承料层板6上，填充进料口3下方对应的发酵区块D1，所有推料板4同步于驱动轴24的转动频率(进料频率)R同时转动，每R(天)将每块发酵区块的物料沿转动方向推360°/n，进入下一个发酵区块，即每批进入反应器的物料在每层承料层板6上停留[(n-1)*R](天)，每批物料在每层承料层板6的第n*R(天)，将会被推料板4推至该层承料层板6的原料下落口7，下落至下一层承料层板6的发酵区块。因此，D2-D[(n-1)*m]发酵区块依次对应之前进入反应器的各批物料。

位于最下一层承料层板6的D[(n-1)*m]发酵区块的物料已经在反应器发酵段Q1停留了(n-1)*R*m天，随着推料板4的转动，该部分物料进入临近原料下落口7，落至承接在下方的导料板10上，从而进入固液分离出料段Q2。物料通过带滤孔导料板10滑至活塞挤压密封出料器11的活塞腔集料区12a，经固液分离和密封出料后，送出反应器。

固液分离为：在发酵段Q1完成厌氧处理的物料由导料板10进入活塞挤压密封出料器11的活塞腔集料区12a，由活塞推进器13推动活塞14在活塞腔12中朝着排料塞15方向运动，此时排料塞15封闭出料口12d，活塞14在推动过程中与排料塞15之间的空间逐渐缩小，活塞腔集料区12a中的物料被逐渐推入活塞腔固液分离区12b，活塞腔固液分离区12b的腔壁上分布有滤液通孔12c，在挤压力的作用下，物料中的液体成分渗出，通过滤液通孔12c进入包裹在活塞腔固液分离区12b的集液槽16中，由集液槽16导流至沼液储箱17。

密封出料为：从物料下落至活塞腔集料区12a至活塞14推动完成挤压固液分离的过程，排料塞15处于对出料口12d的封闭状态；出料时，排料塞15打开，活塞14将固渣推出到反应器外，通过活塞14对活塞腔12的填充，保证反应器内部空间与外界的阻隔，保证密封厌氧环境；出料完毕后，排料塞15封闭出料口，避免活塞14后退吸入空气，然后活塞14后退，直至将活塞腔集料区12a空出，等待下一次的落料。

整套步骤循环，形成活塞挤压密封出料器11在保证对外密封的同时，完成固液分离和出料。

本发明反应器循环利用沼液对内部物料进行喷淋接种，实现混于沼液中的易腐有机质的最大程度降解、物料与沼液的充分接触以及最大程度减少沼液的排出量，并促进和优化发酵系统的传质传热。本实施例中的喷淋渗滤系统Q3配合反应器的发酵段Q1和固液分离出料段Q2的特殊结构，实现沼液包围式全方位循环喷淋和渗滤的过程如下：

(1)推料板4喷淋路线：由喷淋供液管20向推料板驱动轴中空层24a底端供应沼液，沼液充满推料板驱动轴中空层24a并向上充灌，推料板中空夹层4a与推料板驱动轴中空层24a相连通，在沼液充灌推料板驱动轴中空层24a的过程中，同时流入推料板中空夹层4a，通过推料板通孔8喷出，形成对位于承料层板6上物料的喷淋接种；灌满推料板驱动轴中空层24a的沼液，溢流进入连通推料板驱动轴中空层24a上部的喷淋回液管22内，由喷淋回液管22流回沼液储箱17。

(2)承料层板6喷淋路线：由喷淋供液管20分出(m+1)组支管(m为承料层板6的总数)，向承料层板中空夹层6a和反应器顶盖中空夹层2a供应沼液，通过承料层板通孔9和反应器顶盖2喷液孔喷出，形成对发酵段Q1物料的喷淋接种；喷淋液在与发酵段Q1物料接触后，由于重力作用向下渗流，并通过承料层板通孔9，最终返回沼液储箱。

本发明创新采用区格化分段分层式设计，首先是将反应器整体分为发酵段Q1和固液分离出料段Q2两大功能区，然后根据待处理物料在反应器内的停留时间(HRT)，利用承料层板6和推料板4将发酵段Q1分为若干发酵区块，每批进料填充一个发酵区块，在机械力和重力的作用下，结合发酵段Q1的特殊结构，使物料依次逐步向下运动，从而实现非流态物料在反应器内的高效流转和处理；同时在物料从上层到下层承料层板6的下落过程中，形成翻转和扰动，再结合来自承料层板6和推料板4的包围式全方位沼液循环喷淋，在较大程度上解决了干发酵系统传质传热差的根本性问题,，能够实现非流态原料的连续式干法厌氧处理，尤其是对于我国的生活垃圾等组分混杂、难以妥善预处理的物料具有充分的包容性，极大地拓展了厌氧技术适用的原料范畴。

上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种物料运转流畅的连续式干法厌氧反应器，该反应器为一具有进料口的密封罐体，包括反应器主体和反应器顶盖，反应器主体分为发酵段和固液分离出料段，其特征在于：

所述发酵段包括从上往下设置的m层承料层板，m≥2，上部m-1层承料层板以固定配合设置在反应器主体内，底层承料层板以转动配合设置在反应器主体内，每层承料层板的上方空间用n个推料板等分成n-1个发酵区块和1个原料下落口，n≥2，原料下落口为承料层板留空的位置；

沿反应器主体中轴线设有一贯穿上部m-1层承料层板的推料板驱动轴，推料板固定在该推料板驱动轴上，该推料板驱动轴伸出反应器与一推料板驱动电机相连，用于向推料板驱动轴提供动力带动推料板按设定频率转动，每次转动角度为360°/n，推料板驱动轴为中空结构，内部设有推料板驱动轴中空层；

还包括同轴设置在推料板驱动轴中空层的底层承料层板驱动轴，该底层承料层板驱动轴的一端伸出推料板驱动轴与底层承料层板固定连接，另一端伸出推料板驱动轴与一底层承料层板驱动电机相连，用于向底层承料层板驱动轴提供动力带动底层承料层板按设定频率转动，每次转动角度为360°/n；

各承料层板的原料下落口的位置通过如下方式设置：最上层承料层板的原料下落口为进料口下方对应发酵区块位置逆着驱动轴转动方向转动360°/n的位置，下面每层承料层板原料下落口的位置较上一层承料层板原料下落口逆着驱动轴转动方向转动360°/n布置；

所述固液分离出料段位于发酵段底层承料层板的下方，用于接收由发酵段落下的物料并将其固液分离和固渣出料。

2.根据权利要求1所述的物料运转流畅的连续式干法厌氧反应器，其特征在于，所述固液分离出料段设置有导料板、活塞挤压密封出料器和沼液储箱；所述导料板呈扇形或漏斗形，倾斜向下设置在倒数第二层承料层板原料下落口的下方；所述沼液储箱位于反应器主体最下部；

所述活塞挤压密封出料器包括活塞推进器、活塞、活塞腔、集液槽、出料口和排料塞，活塞腔分为活塞腔集料区和活塞腔固液分离区，活塞腔集料区与导料板下端相连，活塞腔固液分离区的腔壁上分布有滤液通孔，集液槽包裹住活塞腔固液分离区，集液槽出口与沼液储箱相连，出料口伸出反应器主体外，排料塞活动设置在出料口上。

3.根据权利要求2所述的物料运转流畅的连续式干法厌氧反应器，其特征在于，所述反应器顶盖、承料层板和推料板均为双层带中空夹层结构，反应器顶盖设有反应器顶盖中空夹层，承料层板设有承料层板中空夹层，推料板设有推料板中空夹层，推料板中空夹层与推料板驱动轴中空层连通，反应器顶盖上分布有喷液孔，承料层板上分布有承料层板通孔，推料板上分布有推料板通孔；

所述反应器还配设有喷淋渗滤系统，其包括泵、喷淋供液管、喷淋供液支管和喷淋回液管，泵安装在喷淋供液管上，喷淋供液管一端与沼液储箱相连，另一端分别通过各喷淋供液支管与反应器顶盖中空夹层和各承料层板中空夹层相连，喷淋供液管的另一端还与推料板驱动轴中空层的底端相连，推料板驱动轴中空层的顶端通过喷淋回液管与沼液储箱相连。

4.根据权利要求3所述的物料运转流畅的连续式干法厌氧反应器，其特征在于，所述承料层板通孔为直径3-10mm的圆孔，或为长度10-100mm、宽度3-10mm的腰型孔；所述推料板通孔为直径3-10mm的圆孔，或长度10-50mm、宽度3-10mm的腰型孔；所述滤液通孔为直径2-8mm的圆孔，或为长度3-10mm、宽度1-6mm的腰型孔。

5.根据权利要求4所述的物料运转流畅的连续式干法厌氧反应器，其特征在于，所述承料层板通孔为直径5-8mm的圆孔，或为长度10-100mm、宽度5-8mm的腰型孔；所述推料板通孔为直径4-6mm的圆孔，或长度10-50mm、宽度4-6mm的腰型孔；所述滤液通孔为直径3-6mm的圆孔，或为长度1-6mm、宽度2-4mm的腰型孔。

6.根据权利要求2所述的物料运转流畅的连续式干法厌氧反应器，其特征在于，所述沼液储箱还设置有用于监测沼液储箱中液位的液位传感器。