CN109234149A - 一种秸秆水解酸化预处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于沼气工程水解酸化预处理技术领域，具体的说是一种秸秆水解酸化预处理装置，包括框体；所述框体内滑动连接有密闭舱，密闭舱可于框体内左右滑动；所述密闭舱内设有双轴电机；所述双轴电机通过第一弹簧固连于密闭舱内；所述密闭舱下方设有曝气管，曝气管上表面开设有均匀布置的第一曝气孔；所述第一挤压板与框体外壁之间固连有第二弹簧；所述第二挤压板与框体外壁之间固连有第三弹簧；所述搅拌轮为空心管扭曲为八字形而成，且空心管的两端均与气缸的伸出轴相连通，使搅拌轮通过气缸的伸出轴连通密闭舱；所述搅拌轮表面开设有均匀布置的第二曝气孔，使料液溶氧更均匀；本发明充分料液，使料液溶氧和加热更均匀彻底，水解效率高。

Description

一种秸秆水解酸化预处理装置
技术领域
本发明属于沼气工程水解酸化预处理技术领域，具体的说是一种秸秆水解酸化预处理装置。
背景技术
将木质纤维类生物质转化为甲烷，需要首先将原料所含的高分子聚合物水解成小分子有机物，而长期以来，水解一直被认为是木质纤维类生物质整个生物转化过程的限速阶段，木质素对纤维素和半纤维素的屏障作用产生的抑制机理在于：就这三种聚合物的生物降解特性而言，纤维素和半纤维素是可生物降解成分，而木质素则难以生物降解，而且未进行结构改变的木质素在厌氧环境中是不能被降解的，因为其最初的破碎需要分子氧的存在，现有的秸秆水解酸化预处理反应装置较少，且缺少精准的运行参数调控系统，水解酸化效率低。
现有技术中也出现了一些秸秆水解酸化预处理装置的技术方案，如申请号为2018102356165的一项中国专利公开了一种秸秆水解酸化预处理反应装置，包括控温系统、搅拌系统、进料系统、出料系统、曝气系统、溢流系统、监测反馈系统。反应装置内部为倒锥型罐底，罐底中心向下连接出料管道和曝气通气管，出料管道的上端口通过电机支架连接出料电机，所述出料管道设有阀门，秸秆水解酸化预处理反应结束后，料液通过联通于倒锥形底部的出料电机，将料液充分排出罐体，水解渣与水解液混合物通过过滤篦子的过滤，使固液得到分离，固体水解渣留在过滤篦子中，水解液流入水解液收集池。
该技术方案的一种秸秆水解酸化预处理反应装置，仅通过两个固定搅拌桨柜料液进行搅拌，无法保证料液的搅拌充分，导致水解效率低，在水解过程中，无法保证秸秆的完全粉碎，水解时容易导致装置堵塞，使装置无法运行，在曝气时仅通过底部设置的曝气孔对料液曝气，无法保证料液溶氧的均匀，容易导致料液水解效率低，水解不完全，对装置进行加热时，通过外壁加热，导致加热不彻底，使部分料液温度过高，部分料液温度过低的现象，影响水解质量。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，解决料液搅拌不充分、曝气不彻底，导致料液溶氧不均匀、秸秆未完全粉碎，堵塞装置和加热不均匀影响水解质量的问题，本发明提出的一种秸秆水解酸化预处理装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种秸秆水解酸化预处理装置，包括框体；所述框体顶部开设有入料口；所述框体内滑动连接有密闭舱，密闭舱可于框体内左右滑动；所述密闭舱内设有双轴电机；所述双轴电机通过第一弹簧固连于密闭舱内；所述双轴电机的两根转轴上均固连有气缸；所述气缸与密闭舱连通；所述气缸穿过密闭舱外壁设置，且气缸的伸出端均固连有搅拌轮；所述密闭舱下方设有曝气管，曝气管上表面开设有均匀布置的第一曝气孔；所述框体外壁设有气泵，气泵通过第一气管连通密闭舱；所述密闭舱通过第二气管和软管与曝气管连通；工作时，双轴电机转动，通过气缸带动搅拌轮转动，且双轴电机的两根转轴转动方向相反，使两个搅拌轮的转动方向相反，从而使框体内料液流动方向相反，对料液充分搅拌，料液流动过程中，使搅拌轮上下晃动，通过第一弹簧可加强搅拌轮的上下晃动频率，更充分搅拌料液，气泵对密闭舱进行充气时，气体通过第一气管流至密闭舱，使气缸伸出端伸出，加大搅拌轮的伸出长度，有效防止搅拌死角，加强搅拌效果；气体通过第二气管流至曝气管，通过曝气管上表面的第一曝气孔形成细碎气泡，经搅拌轮的搅拌，使框体内料液溶氧均匀。
优选的，所述第一气管穿过框体，与框体采用活动连接，且第一气管表面固定套接有第一挤压板；所述第一挤压板与框体外壁之间固连有第二弹簧；第二气管与框体采用活动连接；所述第二气管于框体外固定套接有第二挤压板；所述第二挤压板与框体外壁之间固连有第三弹簧；所述第二气管与曝气管通过软管连通，使第二气管移动时不影响曝气管的正常通气；工作时，搅拌轮转动过程中，使料液转动，由于转动阻力以及料液不规则的流动，使密闭舱左右晃动，拉动第一气管和第二气管，使第一挤压板和第二挤压板晃动，挤压和放松第二弹簧和第三弹簧，通过第二弹簧和第三弹簧的配合，加大密闭舱的晃动频率，从而加大搅拌轮的晃动频率，配合第一弹簧使搅拌轮上下晃动的同时左右晃动，充分搅拌料液，有效防止搅拌死角，使料液搅拌更充分。
优选的，所述密闭舱上下外壁均设有两个切割刀；所述切割刀直角三角形设计，且切割刀位于气缸的两端，与气缸的距离均为一厘米，工作时，搅拌轮转动，使料液流动，带动料液内秸秆流动，通过漩涡效果，使未粉碎完全的秸秆在流动过程中撞击切割刀，对秸秆进行充分粉碎，加快水解效率，同时撞击过程中带动料液震动，加强搅拌效果。
优选的，所述气缸的伸出轴中空设计；所述搅拌轮为空心管扭曲为八字形而成，且空心管的两端均与气缸的伸出轴相连通，所述气缸开设有开口，使搅拌轮通过气缸的伸出轴连通密闭舱；所述搅拌轮表面开设有均匀布置的第二曝气孔，使料液溶氧更均匀；工作时，气泵对密闭舱进行充气，气体通过气缸流至搅拌轮内，通过搅拌轮表面的第二曝气孔形成细碎气泡，同时搅拌轮处于转动状态，使料液溶氧更均匀。
优选的，所述曝气管下方设有过滤板；所述过滤板采用氟橡胶材料制成，具有优异的耐热性、抗氧化性、耐油性、耐腐蚀性和耐大气老化性，具有良好弹性的同时，可提高装置的使用寿命；所述曝气管下表面均匀开设有气口；所述框体底部设有导管，导管连通水解产物收集池和框体，且导管上设有阀门；工作时，气泵对曝气管充气时，气体通过第一曝气孔和气口排出，使框体内料液溶氧更均匀的同时，气体通过气口吹出时带动料液流动，使料液撞击过滤板，从而使过滤板震动，打开阀门，料液通过导管流至水解产物收集池时，过滤板可将料液中未粉碎完全的秸秆过滤，有效保证水解产物的质量，过滤板的震动可加强过滤效果，同时，震动过程中可有效防止过滤板堵塞，且过滤板震动过程中加强了料液的搅拌效果。
优选的，所述气泵上端固连有加热器，气泵在吹气时，气体首先流至加热器内，之后进入第一气管；工作时，加热器可将气泵内气体加热，从而对料液加热，使料液加热更充分均匀，提供水解最合适的温度，使水解充分；所述框体侧壁设有溢流管，溢流管连通溢流池和框体。
本发明的有益效果如下：
1.本发明所述的一种秸秆水解酸化预处理装置，通过设置双轴电机、搅拌轮第一弹簧、第二弹簧和第三弹簧，通过气缸带动搅拌轮转动，使两个搅拌轮的转动方向相反，从而使框体内料液流动方向相反，对料液充分搅拌，料液流动过程中，使搅拌轮上下晃动，通过第一弹簧可加强搅拌轮的上下晃动频率，更充分搅拌料液，气缸充气有效防止搅拌死角，加强搅拌效果，通过第二弹簧和第三弹簧的配合，加大搅拌轮的晃动频率，配合第一弹簧使搅拌轮上下晃动的同时左右晃动，充分搅拌料液，有效防止搅拌死角，使料液搅拌更充分。
2.本发明所述的一种秸秆水解酸化预处理装置，通过设置第一曝气孔、第二曝气孔，通过气体流至曝气管，通过曝气管上表面的第一曝气孔形成细碎气泡，经搅拌轮的搅拌，使框体内料液溶氧均匀，气体通过气缸流至搅拌轮内，通过搅拌轮表面的第二曝气孔形成细碎气泡，同时搅拌轮处于转动状态，使料液溶氧更均匀。
3.本发明所述的一种秸秆水解酸化预处理装置，通过设置加热器和气泵，通过加热器可将气泵内气体加热，从而对料液加热，使料液加热更充分均匀，提供水解最合适的温度，使水解充分。
4.本发明所述的一种秸秆水解酸化预处理装置，通过设置切割刀，通过搅拌轮转动，使料液流动，带动料液内秸秆流动，通过漩涡效果，使未粉碎完全的秸秆在流动过程中撞击切割刀，对秸秆进行充分粉碎，加快水解效率，同时撞击过程中带动料液震动，加强搅拌效果。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的主视图；
图2是图1中A处局部放大图；
图3是图1中B处局部放大图；
图中：框体1、入料口11、密闭舱12、双轴电机13、气缸14、搅拌轮15、曝气管16、第一曝气孔17、气泵18、第一弹簧19、第一挤压板2、第二弹簧21、第二挤压板22、第三弹簧23、切割刀24、第二气管25、软管26、第一气管27、过滤板3、气口31、水解产物收集池32、阀门33、加热器4、溢流池5。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图3所示，一种秸秆水解酸化预处理装置，包括框体1；所述框体1顶部开设有入料口11；所述框体1内滑动连接有密闭舱12，密闭舱12可于框体1内左右滑动；所述密闭舱12内设有双轴电机13；所述双轴电机13通过第一弹簧19固连于密闭舱12内；所述双轴电机13的两根转轴上均固连有气缸14；所述气缸14与密闭舱12连通；所述气缸14穿过密闭舱12外壁设置，且气缸14的伸出端均固连有搅拌轮15；所述密闭舱12下方设有曝气管16，曝气管16上表面开设有均匀布置的第一曝气孔17；所述框体1外壁设有气泵18，气泵18通过第一气管27连通密闭舱12；所述密闭舱12通过第二气管25和软管26与曝气管16连通；工作时，双轴电机13转动，通过气缸14带动搅拌轮15转动，且双轴电机13的两根转轴转动方向相反，使两个搅拌轮15的转动方向相反，从而使框体1内料液流动方向相反，对料液充分搅拌，料液流动过程中，使搅拌轮15上下晃动，通过第一弹簧19可加强搅拌轮15的上下晃动频率，更充分搅拌料液，气泵18对密闭舱12进行充气时，气体通过第一气管27流至密闭舱12，使气缸14伸出端伸出，加大搅拌轮15的伸出长度，有效防止搅拌死角，加强搅拌效果；气体通过第二气管25流至曝气管16，通过曝气管16上表面的第一曝气孔17形成细碎气泡，经搅拌轮15的搅拌，使框体1内料液溶氧均匀。
作为本发明的一种实施方式，所述第一气管27穿过框体1，与框体1采用活动连接，且第一气管27表面固定套接有第一挤压板2；所述第一挤压板2与框体1外壁之间固连有第二弹簧21；第二气管25与框体1采用活动连接；所述第二气管25于框体1外固定套接有第二挤压板22；所述第二挤压板22与框体1外壁之间固连有第三弹簧23；所述第二气管25与曝气管16通过软管26连通，使第二气管25移动时不影响曝气管16的正常通气；工作时，搅拌轮15转动过程中，使料液转动，由于转动阻力以及料液不规则的流动，使密闭舱12左右晃动，拉动第一气管27和第二气管25，使第一挤压板2和第二挤压板22晃动，挤压和放松第二弹簧21和第三弹簧23，通过第二弹簧21和第三弹簧23的配合，加大密闭舱12的晃动频率，从而加大搅拌轮15的晃动频率，配合第一弹簧19使搅拌轮15上下晃动的同时左右晃动，充分搅拌料液，有效防止搅拌死角，使料液搅拌更充分。
作为本发明的一种实施方式，所述密闭舱12上下外壁均设有两个切割刀24；所述切割刀24直角三角形设计，且切割刀24位于气缸14的两端，与气缸14的距离均为一厘米，工作时，搅拌轮15转动，使料液流动，带动料液内秸秆流动，通过漩涡效果，使未粉碎完全的秸秆在流动过程中撞击切割刀24，对秸秆进行充分粉碎，加快水解效率，同时撞击过程中带动料液震动，加强搅拌效果。
作为本发明的一种实施方式，所述气缸14的伸出轴中空设计；所述搅拌轮15为空心管扭曲为八字形而成，且空心管的两端均与气缸14的伸出轴相连通，所述气缸14开设有开口，使搅拌轮15通过气缸14的伸出轴连通密闭舱12；所述搅拌轮15表面开设有均匀布置的第二曝气孔，使料液溶氧更均匀；工作时，气泵18对密闭舱12进行充气，气体通过气缸14流至搅拌轮15内，通过搅拌轮15表面的第二曝气孔形成细碎气泡，同时搅拌轮15处于转动状态，使料液溶氧更均匀。
作为本发明的一种实施方式，所述曝气管16下方设有过滤板3；所述过滤板3采用氟橡胶材料制成，具有优异的耐热性、抗氧化性、耐油性、耐腐蚀性和耐大气老化性，具有良好弹性的同时，可提高装置的使用寿命；所述曝气管16下表面均匀开设有气口31；所述框体1底部设有导管，导管连通水解产物收集池32和框体1，且导管上设有阀门33；工作时，气泵18对曝气管16充气时，气体通过第一曝气孔17和气口31排出，使框体1内料液溶氧更均匀的同时，气体通过气口31吹出时带动料液流动，使料液撞击过滤板3，从而使过滤板3震动，打开阀门33，料液通过导管流至水解产物收集池32时，过滤板3可将料液中未粉碎完全的秸秆过滤，有效保证水解产物的质量，过滤板3的震动可加强过滤效果，同时，震动过程中可有效防止过滤板3堵塞，且过滤板3震动过程中加强了料液的搅拌效果。
作为本发明的一种实施方式，所述气泵18上端固连有加热器4，气泵18在吹气时，气体首先流至加热器4内，之后进入第一气管27；工作时，加热器4可将气泵18内气体加热，从而对料液加热，使料液加热更充分均匀，提供水解最合适的温度，使水解充分；所述框体1侧壁设有溢流管，溢流管连通溢流池5和框体1。
工作时，双轴电机13转动，通过气缸14带动搅拌轮15转动，且双轴电机13的两根转轴转动方向相反，使两个搅拌轮15的转动方向相反，从而使框体1内料液流动方向相反，对料液充分搅拌，料液流动过程中，使搅拌轮15上下晃动，通过第一弹簧19可加强搅拌轮15的上下晃动频率，搅拌轮15转动过程中，使料液转动，由于转动阻力以及料液不规则的流动，使密闭舱12左右晃动，拉动第一气管27和第二气管25，使第一挤压板2和第二挤压板22晃动，挤压和放松第二弹簧21和第三弹簧23，通过第二弹簧21和第三弹簧23的配合，加大密闭舱12的晃动频率，从而加大搅拌轮15的晃动频率，配合第一弹簧19使搅拌轮15上下晃动的同时左右晃动，气泵18对密闭舱12进行充气时，气体通过第一气管27流至密闭舱12，使气缸14伸出端伸出，加大搅拌轮15的伸出长度，气体通过第二气管25流至曝气管16，通过曝气管16上表面的第一曝气孔17形成细碎气泡，经搅拌轮15的搅拌，使框体1内料液溶氧均匀，气体还通过气缸14流至搅拌轮15内，通过搅拌轮15表面的第二曝气孔形成细碎气泡，同时搅拌轮15处于转动状态，第一曝气孔17和第二曝气孔配合使料液溶氧更均匀，气体还通过气口31排出，使框体1内料液溶氧更均匀的同时，气体通过气口31吹出时带动料液流动，使料液撞击过滤板3，从而使过滤板3震动，加热器4可将气泵18内气体加热，从而对料液加热，使料液加热更充分均匀。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种秸秆水解酸化预处理装置，其特征在于：包括框体(1)；所述框体(1)顶部开设有入料口(11)；所述框体(1)内滑动连接有密闭舱(12)，密闭舱(12)可于框体(1)内左右滑动；所述密闭舱(12)内设有双轴电机(13)；所述双轴电机(13)通过第一弹簧(19)固连于密闭舱(12)内；所述双轴电机(13)的两根转轴上均固连有气缸(14)；所述气缸(14)与密闭舱(12)连通；所述气缸(14)穿过密闭舱(12)外壁设置，且气缸(14)的伸出端均固连有搅拌轮(15)；所述密闭舱(12)下方设有曝气管(16)，曝气管(16)上表面开设有均匀布置的第一曝气孔(17)；所述框体(1)外壁设有气泵(18)，气泵(18)通过第一气管(27)连通密闭舱(12)；所述密闭舱(12)通过第二气管(25)和软管(26)与曝气管(16)连通，双轴电机(13)转动，带动搅拌轮(15)转动，且双轴电机(13)的两根转轴转动方向相反，使两个搅拌轮(15)的转动方向相反，使框体(1)内料液流动方向相反，对料液充分搅拌，同时在第一弹簧(19)和料液流动的配合下，使双轴电机(13)上下晃动，带动搅拌轮(15)上下晃动，充分搅拌料液，气泵(18)对密闭舱(12)进行充气，气体通过第二气管(25)流至曝气管(16)，通过曝气管(16)上表面的第一曝气孔(17)形成细碎气泡，经搅拌轮(15)的搅拌，使框体(1)内料液溶氧均匀的同时，气缸(14)的伸出端伸出，配合第一弹簧(19)，使搅拌轮(15)搅拌范围更广，防止搅拌死角，使搅拌更充分。
2.根据权利要求1所述的一种秸秆水解酸化预处理装置，其特征在于：所述第一气管(27)穿过框体(1)，与框体(1)采用活动连接，且第一气管(27)表面固定套接有第一挤压板(2)；所述第一挤压板(2)与框体(1)外壁之间固连有第二弹簧(21)；第二气管(25)与框体(1)采用活动连接；所述第二气管(25)于框体(1)外固定套接有第二挤压板(22)；所述第二挤压板(22)与框体(1)外壁之间固连有第三弹簧(23)；所述第二气管(25)与曝气管(16)通过软管(26)连通，使第二气管(25)移动时不影响曝气管(16)的正常通气；搅拌轮(15)转动过程中，通过料液带动密闭舱(12)左右晃动，通过第二弹簧(21)和第三弹簧(23)的配合，加大密闭舱(12)的晃动频率，从而加大搅拌轮(15)的晃动频率，配合第一弹簧(19)使搅拌轮(15)上下晃动的同时左右晃动，充分搅拌料液，有效防止搅拌死角，使料液搅拌更充分。
3.根据权利要求1所述的一种秸秆水解酸化预处理装置，其特征在于：所述密闭舱(12)上下外壁均设有两个切割刀(24)；所述切割刀(24)直角三角形设计，且切割刀(24)相对于气缸(14)对称设置，与气缸(14)的距离均为一厘米，搅拌轮(15)转动，使料液流动，带动料液内秸秆流动，通过漩涡效果，使未粉碎完全的秸秆在流动过程中撞击切割刀(24)，对秸秆进行充分粉碎，加快水解效率，同时撞击过程中带动料液震动，加强搅拌效果。
4.根据权利要求1所述的一种秸秆水解酸化预处理装置，其特征在于：所述气缸(14)的伸出轴中空设计；所述搅拌轮(15)为空心管扭曲为八字形而成，且空心管的两端均与气缸(14)的伸出轴相连通，所述气缸(14)开设有开口，使搅拌轮(15)通过气缸(14)的伸出轴连通密闭舱(12)；所述搅拌轮(15)表面开设有均匀布置的第二曝气孔，使料液溶氧更均匀；气泵(18)对密闭舱(12)进行充气，在搅拌轮(15)搅拌的过程中气体通过第二曝气孔形成细碎气泡，使料液溶氧更均匀。
5.根据权利要求1所述的一种秸秆水解酸化预处理装置，其特征在于：所述曝气管(16)下方设有过滤板(3)；所述过滤板(3)采用氟橡胶材料制成，具有优异的耐热性、抗氧化性、耐油性、耐腐蚀性和耐大气老化性，具有良好弹性的同时，可提高装置的使用寿命；所述曝气管(16)下表面均匀开设有气口(31)；所述框体(1)底部设有导管，导管连通水解产物收集池(32)和框体(1)，且导管上设有阀门(33)；气泵(18)对曝气管(16)充气时，气体通过气口(31)排出，使框体(1)内料液溶氧更均匀的同时，气体带动料液使过滤板(3)震动，料液通过导管流至水解产物收集池(32)时，过滤板(3)可将料液中未粉碎完全的秸秆过滤，有效保证水解产物的质量，过滤板(3)的震动可加强过滤效果，同时，震动过程中可有效防止过滤板(3)堵塞，且过滤板(3)震动过程中加强了料液的搅拌效果。
6.根据权利要求1所述的一种秸秆水解酸化预处理装置，其特征在于：所述气泵(18)上端固连有加热器(4)；加热器(4)可将气泵(18)内气体加热，从而对料液加热，使料液加热更充分均匀，提供水解最合适的温度，使水解充分；所述框体(1)侧壁设有溢流管，溢流管连通溢流池(5)和框体(1)。
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CN109663806A (zh) * 2019-02-14 2019-04-23 陈泽欣 一种节能环保型挥发性污染土壤修复装置
CN109663807A (zh) * 2019-02-14 2019-04-23 陈泽欣 一种用于挥发性污染土壤的修复方法

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