CN109897775A - 干式厌氧发酵反应系统及反应方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种干式厌氧发酵反应系统及反应方法，涉及高含固率有机垃圾的厌氧发酵技术领域，干式厌氧发酵反应系统包括外混合进料装置、厌氧反应装置和沼气增压装置；厌氧反应装置内部接种有厌氧发酵微生物，能够发酵分解外混合进料装置输送出的物料，厌氧反应装置能够将发酵完之后的具有厌氧发酵微生物的物料输送至外混合进料装置，提前在外混合进料装置内部进行混合搅拌；经过厌氧反应装置发酵产生的一部分沼气通过沼气增压装置后回流至厌氧反应装置内后，利用增压后的沼气对罐内物料进行搅拌，会使得厌氧反应装置的混合能力更强，提高了物料混合的均匀度，增加物料与厌氧微生物的接触面积，提高沼气产生速度和产生量，降低了运行成本。

Description

干式厌氧发酵反应系统及反应方法

技术领域

本发明涉及高含固体有机垃圾的厌氧发酵系统的技术领域，特别适用于厨余垃圾、畜禽粪便、农业有机垃圾、园林垃圾、污水处理厂脱水污泥等的资源化处理，尤其是涉及一种干式厌氧发酵反应系统及反应方法。

背景技术

目前，厨余垃圾、畜禽粪便、农业垃圾、园林垃圾等高有机质含量有机垃圾干式厌氧处理技术和工艺的应用较少。

现有技术中主要面对的问题为有机垃圾干法厌氧发酵含固率高，物料输送难度较大；物料流动性差，传质、传热效果低下；物料混合难度大，厌氧产沼气速度慢；有机垃圾中石子、砖头、陶瓷等易导致发酵容器堵塞，占用垃圾处理空间，致使垃圾处理量逐渐降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种干式厌氧发酵反应系统及反应方法，以缓解现有技术中存在的有机垃圾含固率高导致物料混合难度大，厌氧产沼气速度慢的技术问题。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明提供的一种干式厌氧发酵反应系统，包括：外混合进料装置、厌氧反应装置和沼气增压装置；所述外混合进料装置包括进料口、出料口和回料口；所述厌氧反应装置包括第一出口端和入料口；所述外混合进料装置的进料口用于外部新鲜物料进入进料口，所述外混合进料装置的出料口与与所述厌氧反应装置的入料口连通；所述厌氧反应装置通过第一出口端与所述外混合进料装置的回料口连通，用于将具有厌氧发酵微生物的物料输送至所述外混合进料装置内；

所述厌氧反应装置的上部设置有第一出气口，下部设置有进气口，在所述第一出气口和所述进气口之间设置有连接管路，所述沼气增压装置设置于所述连接管路上，以使所述厌氧反应装置产生的沼气经过所述沼气增压装置后回流至所述厌氧反应装置内。

在本发明较佳的实施例中，还包括加热装置，所述加热装置与所述外混合进料装置连接，所述加热装置通过加热产生热蒸汽，并将热蒸汽通入到外混合进料装置加热混合后物料。

在本发明较佳的实施例中，所述外混合进料装置包括进料斗、给料机和进料泵；

所述进料口和回料口均设置于所述进料斗上，且所述进料斗与所述给料机连接，用于将外部新鲜物料和具有厌氧发酵微生物的物料输送至所述给料机处，所述给料机用于搅拌混合物料；

所述进料泵的两端分别与所述给料机和所述厌氧反应装置连接，用于将所述给料机搅拌混合的物料输送至所述厌氧反应装置内。

在本发明较佳的实施例中，所述加热装置为沼气锅炉；

所述厌氧反应装置的上部还设置有第二出气口，所述厌氧反应装置通过所述第二出气口与所述沼气锅炉连接，用于向所述沼气锅炉提供燃烧的沼气。

在本发明较佳的实施例中，所述厌氧反应装置包括第一反应部和第二反应部；

所述第二反应部位于所述第一反应部的底部，且所述第一反应部与所述第二反应部连接，所述第二反应部呈锥形设置，所述厌氧反应装置的出料口位于所述第二反应部的底部，且所述厌氧反应装置的入料口位于所述第一反应部远离所述第二反应部的一端。

在本发明较佳的实施例中，沿着所述第二反应部的侧壁布置有多个曝气管，多个所述曝气管均位于所述厌氧反应装置的内部，且多个所述曝气管均与所述沼气增压装置连接，以使经所述沼气增压装置增压后的沼气分别由多个所述曝气管进入至所述厌氧反应装置内。

在本发明较佳的实施例中，还包括三通管和脱水装置；

所述三通管设置于所述厌氧反应装置的出料口处，其中，所述三通管的三个方向均设置有控制阀，且所述三通管的第一出口端与所述出料口连接，所述三通管的第二出口端与所述外混合进料装置连通，所述三通管的第三出口端与所述脱水装置连通，所述脱水装置用于将发酵完成后的物料分离出沼渣和沼液，所述三通管用于控制所述厌氧反应装置内反应后的物料流通路径。

在本发明较佳的实施例中，所述厌氧反应装置的外壁上设置有保温层；所述进料泵通过多个进料管与所述厌氧反应装置连接，且多个所述进料管均位于所述保温层与所述厌氧反应装置的外壁之间。

在本发明较佳的实施例中，所述第一反应部远离所述第二反应部的一端形成坡顶，沿着所述第一反应部的坡顶的最低端至地面设置有排水管，所述排水管与所述保温层的外部连接。

在本发明较佳的实施例中，所述坡顶的坡度范围为3‰～5‰。

本发明提供的一种干式厌氧发酵反应方法，包括以下步骤：

预处理后的新鲜物料经外混合进料装置混合后输送至厌氧反应装置；

厌氧反应装置发酵后的物料分别回输至外混合进料装置和输送至脱水装置处；

厌氧反应装置发酵后产生的沼气通过沼气增压装置回流至所述厌氧反应装置内，并对厌氧反应装置内的物料进行混合搅拌。

在本发明较佳的实施例中，还包括以下步骤：

厌氧反应装置发酵后产生的沼气还分别输送至沼气锅炉和沼气储存装置内；

经沼气锅炉燃烧沼气产生的热蒸汽输送至外混合进料装置内，用于加热外混合进料装置内由具有厌氧发酵微生物的物料和新鲜物料混合后的物料。

本发明实施例的有益效果是：

本发明提供的一种干式厌氧发酵反应系统，包括：外混合进料装置、厌氧反应装置和沼气增压装置；外混合进料装置作为物料的进入端，外混合进料装置能够接收外部新鲜物料，并且能够通过混合的方式将物料输送至厌氧反应装置，厌氧反应装置内部接种有厌氧发酵微生物，能够发酵分解外混合进料装置输送出的物料，并且厌氧反应装置能够将发酵完之后的一部分具有厌氧发酵微生物的物料输送至外混合进料装置，可以提前在外混合进料装置内部进行混合搅拌；进一步地，经过厌氧反应装置发酵产生的沼气通过沼气增压装置后回流至厌氧反应装置内后，由于气压的冲击，利用增压后的沼气对罐内物料进行搅拌，会使得厌氧反应装置的混合能力更强，缓解了现有技术中存在的有机垃圾含固率高导致物料混合难度大，物料易沉淀、易分层，厌氧产沼气速度慢的技术问题，提高了物料混合的均匀度，增加物料与厌氧微生物的接触面积，提高沼气产生速度和产生量，降低了运行成本，增加了产品产值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。

图1为本发明实施例提供的干式厌氧发酵反应系统的整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的干式厌氧发酵反应系统的部分结构示意图；

图3为本发明实施例提供的干式厌氧发酵反应系统的厌氧反应装置的结构示意图；

图4为图3实施例提供的干式厌氧发酵反应系统的厌氧反应装置的局部放大结构示意图；

图5为本发明实施例提供的干式厌氧发酵反应系统的外混合进料装置的结构示意图。

图标：100-外混合进料装置；101-进料斗；111-进料口；121-回料口；102-给料机；112-蒸汽入口；103-进料泵；200-厌氧反应装置； 201-第一反应部；202-第二反应部；300-沼气增压装置；400-沼气锅炉；500-沼气储存装置；600-曝气管；700-三通管；701-第一出口端； 702-第二出口端；703-第三出口端；800-脱水装置；900-保温层；110- 进料管；120-坡顶。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1-5所示，本实施例提供的一种干式厌氧发酵反应系统，包括：外混合进料装置100、厌氧反应装置200和沼气增压装置300；外混合进料装置100包括进料口111、出料口和回料口121；厌氧反应装置包括第一出口端701和入料口；外混合进料装置100设置有用于外部新鲜物料进入的进料口111，外混合进料装置100与所述厌氧反应装置200的入料口连通；厌氧反应装置200通过第一出口端701 与外混合进料装置100的回料口121连通，用于将具有厌氧发酵微生物的物料输送至外混合进料装置100内；厌氧反应装置200与沼气增压装置300形成循环连通，以使厌氧反应装置200产生的沼气经过沼气增压装置300后回流至厌氧反应装置200内。

具体地，厌氧反应装置200的上部设置有第一出气口，下部设置有进气口，在第一出气口和进气口之间设置有连接管路，沼气增压装置300设置于连接管路上，以使厌氧反应装置200产生的沼气经过沼气增压装置300后回流至厌氧反应装置200内。

其中，厌氧反应装置200作为有机垃圾干法厌氧发酵的主要反应载体，内部接种有厌氧发酵微生物，当将预处理的含固率较高的有机垃圾输送至厌氧反应装置200后，通过厌氧发酵微生物可以对有机垃圾的物料进行首次发酵分解，可以形成沼气和部分未完全分解的有机垃圾的物料，然后再次通过将具有厌氧发酵微生物的物料回输至外混合进料装置100内部，外混合进料装置100内部设置有搅拌器，可以将新鲜的物料与具有厌氧发酵微生物的物料进行混合，此时形成了厌氧反应装置200的外部混合步骤；然后再将混合后的物料输送至厌氧反应装置200进行内部混合步骤，从而通过系统采用内、外混合的方式，可以确保物料的均匀混合和厌氧微生物的高活性状态。

优选地的方式，厌氧反应装置200可以采用厌氧反应罐，由于本申请针对的有机垃圾主要为厨余垃圾、畜禽粪便、农业垃圾、园林垃圾等高有机质含量的有机垃圾，在厌氧反应装置200内部的物料可以完全通过重力的作用实现物料的输出，因此厌氧反应装置200的出料口位于厌氧反应装置200的底部；进一步地，当厌氧反应装置200 发酵物料时，会产生沼气，通过将部分沼气输送至沼气增压装置300 后，回输至厌氧反应装置200内部，由于沼气增压装置300会使得回流至厌氧反应装置200的沼气具有一定的气压，从而会冲击厌氧反应装置200内部的混合物料，从而可以更好的确保物料的均匀混合和厌氧微生物的高活性状态。

本实施例中，沼气增压装置300可以采用沼气增压机，主要是专门针对沼气而设计的增压机，可以改善沼气压力不足的现象，由于沼气增压机的负压作用，使沼气的产气更充分，它广泛用于各类沼气反应器和远距离输送沼气；可以用于沼气燃烧压力低，输送管道压力低等场所，具体地，沼气增压机可以采用沼气增压风机，内部设置有沼气增压泵，沼气增压泵利用两个转子相互挤压的功能，将低压沼气输送出去，在挤压的过程中产生高压压力。

需要说明的是，本实施例提供的外混合进料装置100、厌氧反应装置200和沼气增压装置300之间的连接方式均采用输送管进行密封连接后，进行物料或者沼气的传输，在此将不再赘述。

本发明实施例的有益效果是：

本实施例提供的一种干式厌氧发酵反应系统，包括：外混合进料装置100、厌氧反应装置200和沼气增压装置300；外混合进料装置 100作为物料的进入端，外混合进料装置100能够接收外部新鲜物料，并且能够通过搅拌混合的方式将物料输送至厌氧反应装置200，厌氧反应装置200内部接种有厌氧发酵微生物，能够发酵分解外混合进料装置100输送出的物料，并且厌氧反应装置200能够将发酵完之后的一部分具有厌氧发酵微生物的物料输送至外混合进料装置100，可以提前在外混合进料装置100内部进行混合搅拌；进一步地，经过厌氧反应装置200发酵产生的沼气通过沼气增压装置300后回流至厌氧反应装置200内后，由于气压的冲击，利用增压后的沼气对厌氧反应装置200内的物料进行搅拌，会使得厌氧反应装置200的混合能力更强，缓解了现有技术中存在的有机垃圾含固率高，物料混合难度大，厌氧产沼气速度慢的技术问题，提高了物料混合的均匀度，增加物料与厌氧微生物的接触面积，提高沼气产生速度和产生量，降低了运行成本，增加了产品产值。

在上述实施例的基础上，本实施例提供的干式厌氧发酵反应系统，还包括加热装置，加热装置与外混合进料装置100连接，加热装置通过加热产生热蒸汽，并将热蒸汽通入到外混合进料装置100加热混合后物料。

加热装置可以设置有多形式，例如：沼气锅炉400、或者外部燃烧锅炉，只要能够通过加热装置加热到热蒸汽传输至外混合进料装置 100均属于本申请能够实施的具体方式。

具体地，加热装置为沼气锅炉400；厌氧反应装置200的上部还设置有第二出气口，厌氧反应装置200通过第二出气口与沼气锅炉 400连接，用于向沼气锅炉400提供燃烧的沼气。

本实施例中提供的干式厌氧发酵反应系统还包括沼气储存装置 500，具体地，厌氧反应装置200的出气端口包括第一出气口、第二出气口和第三出气口；厌氧反应装置200分别通过第一出气口、第二出气口和第三出气口与沼气增压装置300、沼气锅炉400和沼气储存装置500连通，以使厌氧反应装置200产生的沼气分别输送至沼气增压装、沼气锅炉400和沼气储存装置500内。

如图1所示，位于厌氧反应装置200的顶部设置有一个出气端口，并且在出气口分别分出三个出气口，第一出气口通过沼气管道与沼气增压装置300连通，第二出气口通过沼气管道与沼气锅炉400连通，第三出气口通过沼气管道与沼气储存装置500连通；进一步地，第一出气口、第二出气口和第三出气口均可以设置有控制阀，优选地，可以采用电磁阀，通过控制阀的控制可以调节第一出气口、第二出气口和第三出气口的启闭。

本实施例中，沼气锅炉400可以采用沼气燃烧锅炉，优选地，沼气燃烧锅炉采用沼气蒸汽锅炉，是利用沼气燃烧把水或其它热媒加热到一定参数的燃气锅炉；沼气储存装置500可以采用沼气储气罐，利用密封的沼气储气罐实现沼气暂存。

在本发明较佳的实施例中，外混合进料装置100包括进料斗101、给料机102和进料泵103；进料口111和回料口121均设置于进料斗 101上，且进料斗101与给料机102连接，用于将外部新鲜物料和具有厌氧发酵微生物的物料输送至给料机102处，给料机102用于搅拌混合物料；进料泵103的两端分别与给料机102和厌氧反应装置200 连接，用于将给料机102搅拌混合的物料输送至厌氧反应装置200 内。

其中，进料斗101作为物料的入口端可以接收外部的新鲜物料，也可以接收经厌氧反应装置200初步发酵具有厌氧发酵微生物的物料，通过将不同的物料输送至给料机102内部，给料机102内部设置有搅拌装置可以将不同的物料进行混合搅拌，实现了物料的外混合步骤；进一步地，给料机102可以采用螺旋给料机102、搅拌给料机102 等多种方式，优选地，给料机102采用双螺旋给料机102，而且物料进入到给料机102内部存在的时间较短，在混合之后便会通过进料泵 103的输送功能将混合的物料输送至厌氧反应装置200内部。

优选地，进料泵103可以采用高固体输送泵，其中高固体输送泵属于本领域的现有装置，主要实现半固体或流状固体的输送功能，可以有效降低物料输送难度，降低有机垃圾预处理难度，此处不再赘述。

在本发明较佳的实施例中，给料机102上设置有蒸汽入口112，沼气锅炉400通过蒸汽入口112与给料机102连通，用于加热给料机 102内的物料；蒸汽入口112可以将沼气锅炉400燃烧产生的热蒸汽输送至正在混合搅拌的物料汇总，可以提高物料的传质、传热效果，增强发酵系统的耐温度、负荷冲击强度，而且可以提高厌氧发酵系统的稳定性和反应活性，系统可持续高效运行，减少运营维护成本。

在本发明较佳的实施例中，厌氧反应装置200包括第一反应部 201和第二反应部202；第二反应部202位于第一反应部201的底部，且第一反应部201与第二反应部202连接，第二反应部202呈倒锥形设置，厌氧反应装置200的出料口位于第二反应部202的底部，且厌氧反应装置200的入料口位于第一反应部201远离第二反应部202 的一端。

第一反应部201的结构形状可以为多种方式，例如：圆柱形、四方体、棱柱形等，优选地，第一反应部201的结构形状采用圆柱形，而且第一反应部201的直径可以根据不同的物料处理量进行具体设定；第二反应部202采用倒锥形设置，可以更好的保证物料在重力的作用下，直接由出料口完成厌氧反应装置200发酵完物料的运行和排出，减少机械设备的配置，降低系统设备投入；可选地，出料口的尺寸可以采用DN300(直径为300mm的出料管)。

在本发明较佳的实施例中，还包括三通管700和脱水装置800；三通管700设置于厌氧反应装置200的出料口处，其中，三通管700 的三个方向均设置有控制阀，且三通管700的第一出口端701与出料口连接，三通管700的第二出口端702与外混合进料装置100连通，三通管700的第三出口端703与脱水装置800连通，脱水装置800 用于将发酵完成后的物料分离成沼渣和沼液，三通管700用于控制厌氧反应装置200内反应后的物料流通路径。

如图4所示，当物料通过出料口排出后，在出料口安装一个三通管700，而且在三通管700的三个方向分别可以安装气动刀闸阀，从而可以控制物料的不同的流动路径；具体地，上方闸阀连接出料口，为出料闸阀，位于左侧的闸阀后面管道连接至进料斗101，为外部循环混合闸阀，位于下方的闸阀后面管道连接至脱水装置800，为脱水闸阀；厌氧反应装置200内的物料出料均由重力作用通过锥形底部出料口排出。

具体地，脱水装置800采用沼渣脱水设备，沼渣脱水设备作为本领域的现有装置，可以将厌氧反应装置200内发酵完成后的物料分离出沼渣和沼液，并且进行分离输送或者存储。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，沿着第二反应部202的侧壁布置有多个曝气管600，多个曝气管600均位于厌氧反应装置200 的内部，且多个曝气管600均与沼气增压装置300连接，以使经沼气增压装置300增压后的沼气分别由多个曝气管600进入至厌氧反应装置200内。

曝气管600的数量可以针对第二反应部202的侧壁均匀布置，优选地，曝气管600的数量可以大于400根以上，曝气管600又称压缩气曝气管600，本实施例中，利用沼气增压装置300将沼气通过输气管道输送到设在第二反应部202底部的曝气装置中，以气泡形式弥散逸出。

在本发明较佳的实施例中，厌氧反应装置200的外壁上设置有保温层900；进料泵103通过多个进料管110与厌氧反应装置200连接，且多个进料管110均位于保温层900与厌氧反应装置200的外壁之间。

针对本实施例提供的厌氧反应装置200的不同使用环境，可以在厌氧反应装置200设置有保温层900，保温层900可以设置有多种方式，例如通过保温材料进行保温臂，也可以通过外部连接有保温棉等方式，此处不再赘述；通过将进料管110位于保温层900与厌氧反应装置的外壁之间，可以保证经过给料机102蒸汽加热后的混合物料带有温度输送至厌氧反应装置200内；进一步地，进料管110的数量可以布置有多个，优选地，进料管110的数量可以布置有四根，四根进料管110均匀分布在厌氧反应装置200的四方，而且与厌氧反应装置200的外壁固定连接，由第一反应部201的顶部进行进料；可选地，进料管110的尺寸可以采用DN200(直径为200mm的进料管110)。

进一步地，为了防止在室外厌氧反应装置200的雨水冲击，在本发明较佳的实施例中，第一反应部201远离第二反应部202的一端形成坡顶120，且坡顶120的坡度范围为3‰～5‰；沿着第一反应部201 的坡顶120的最低端至地面设置有排水管，排水管与保温层900的外部连接；优选地，第一反应部201的坡顶120做保温处理，而且上述实施例提供的出气口，由坡顶120顶部延伸出。

本实施例中，厌氧反应装置200作为发酵的容器，采用流线型设计，降低了有机垃圾中惰性物质的沉积、堵塞机率，提高了厌氧反应装置200的有效利用率和有机垃圾的处理量。

本实施例提供的一种干式厌氧发酵反应方法，该反应方法基于本发明实施例提供的厌氧发酵系统，具体方法包括以下步骤：预处理后的新鲜物料经外混合进料装置100混合后输送至厌氧反应装置200；厌氧反应装置200发酵后的物料分别回输至外混合进料装置100和输送至脱水装置800处；厌氧反应装置200发酵后产生的沼气通过沼气增压装置300回流至所述厌氧反应装置200内，并对厌氧反应装置 200内的物料进行混合搅拌。

在本发明较佳的实施例中，还包括以下步骤：厌氧反应装置200 发酵后产生的沼气还分别输送至沼气锅炉400和沼气储存装置500 内；经沼气锅炉400燃烧沼气产生的热蒸汽输送至外混合进料装置 100内，用于加热外混合进料装置100内由具有厌氧发酵微生物的物料和新鲜物料混合后的物料。

本实施例提供的干式厌氧发酵反应方法，通过外混合进料装置 100能够接收外部已经完成预处理的物料，通过螺旋搅拌混合的方式将物料输送至厌氧反应装置200，厌氧反应装置200内部设置有厌氧发酵微生物，能够发酵分解外混合进料装置100输送出的物料，并且厌氧反应装置200能够将发酵完之后的一部分具有厌氧发酵微生物的物料输送至外混合进料装置100，可以提前在外混合进料装置100 内部进行混合搅拌；进一步地，经过厌氧反应装置200发酵产生的沼气通过沼气增压装置300后回流至厌氧反应装置200内后，由于气压的冲击，会使得厌氧反应装置200的混合能力更强，提高了物料混合的均匀度，增加物料与厌氧微生物的接触面积，提高沼气产生速度和产生量，降低了运行成本，增加了产品产值；进一步地，通过采用辅助加热，提高厌氧发酵系统稳定性和反应活性，系统可持续高效运行，减少运营维护成本。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种干式厌氧发酵反应系统，其特征在于，包括：外混合进料装置、厌氧反应装置和沼气增压装置；

所述外混合进料装置包括进料口、出料口和回料口；所述厌氧反应装置包括第一出口端和入料口；所述外混合进料装置的进料口用于外部新鲜物料进入进料口，所述外混合进料装置的出料口与与所述厌氧反应装置的入料口连通；所述厌氧反应装置通过第一出口端与所述外混合进料装置的回料口连通，用于将具有厌氧发酵微生物的物料输送至所述外混合进料装置内；

所述厌氧反应装置的上部设置有第一出气口，下部设置有进气口，在所述第一出气口和所述进气口之间设置有连接管路，所述沼气增压装置设置于所述连接管路上，以使所述厌氧反应装置产生的沼气经过所述沼气增压装置后回流至所述厌氧反应装置内。

2.根据权利要求1所述的干式厌氧发酵反应系统，其特征在于，还包括加热装置，所述加热装置与所述外混合进料装置连接，所述加热装置通过加热产生热蒸汽，并将热蒸汽通入到外混合进料装置加热混合后物料。

3.根据权利要求2所述的干式厌氧发酵反应系统，其特征在于，所述外混合进料装置包括进料斗、给料机和进料泵；

所述进料口和回料口均设置于所述进料斗上，且所述进料斗与所述给料机连接，用于将外部新鲜物料和具有厌氧发酵微生物的物料输送至所述给料机处，所述给料机用于搅拌混合物料；

所述进料泵的两端分别与所述给料机和所述厌氧反应装置连接，用于将所述给料机搅拌混合的物料输送至所述厌氧反应装置内。

4.根据权利要求3所述的干式厌氧发酵反应系统，其特征在于，所述加热装置为沼气锅炉；

所述厌氧反应装置的上部还设置有第二出气口，所述厌氧反应装置通过所述第二出气口与所述沼气锅炉连接，用于向所述沼气锅炉提供燃烧的沼气。

5.根据权利要求3所述的干式厌氧发酵反应系统，其特征在于，所述厌氧反应装置包括第一反应部和第二反应部；

所述第二反应部位于所述第一反应部的底部，且所述第一反应部与所述第二反应部连接，所述第二反应部呈锥形设置，所述厌氧反应装置的出料口位于所述第二反应部的底部，且所述厌氧反应装置的入料口位于所述第一反应部远离所述第二反应部的一端。

6.根据权利要求5所述的干式厌氧发酵反应系统，其特征在于，沿着所述第二反应部的侧壁布置有多个曝气管，多个所述曝气管均位于所述厌氧反应装置的内部，且多个所述曝气管均与所述沼气增压装置连接，以使经所述沼气增压装置增压后的沼气分别由多个所述曝气管进入至所述厌氧反应装置内。

7.根据权利要求5所述的干式厌氧发酵反应系统，其特征在于，还包括三通管和脱水装置；

所述三通管设置于所述厌氧反应装置的出料口处，其中，所述三通管的三个方向均设置有控制阀，且所述三通管的第一出口端与所述出料口连接，所述三通管的第二出口端与所述外混合进料装置连通，所述三通管的第三出口端与所述脱水装置连通，所述脱水装置用于将发酵完成后的物料分离成沼渣和沼液，所述三通管用于控制所述厌氧反应装置内反应后的物料流通路径。

8.根据权利要求5所述的干式厌氧发酵反应系统，其特征在于，所述厌氧反应装置的外壁上设置有保温层；所述进料泵通过多个进料管与所述厌氧反应装置连接，且多个所述进料管均位于所述保温层与所述厌氧反应装置的外壁之间。

9.根据权利要求8所述的干式厌氧发酵反应系统，其特征在于，所述第一反应部远离所述第二反应部的一端形成坡顶；沿着所述第一反应部的坡顶的最低端至地面设置有排水管，所述排水管位于所述保温层的外部，并与所述保温层的外部连接；

所述坡顶的坡度范围为3‰～5‰。

10.一种干式厌氧发酵反应方法，其特征在于，包括以下步骤：

预处理后的新鲜物料经外混合进料装置混合后输送至厌氧反应装置；

厌氧反应装置发酵后的物料分别回输至外混合进料装置和输送至脱水装置处；

厌氧反应装置发酵后产生的沼气通过沼气增压装置回流至所述厌氧反应装置内，并对厌氧反应装置内的物料进行混合搅拌；

还包括以下步骤：厌氧反应装置发酵后产生的沼气还分别输送至沼气锅炉和沼气储存装置内；

经沼气锅炉燃烧沼气产生的热蒸汽输送至外混合进料装置内，用于加热外混合进料装置内由具有厌氧发酵微生物的物料和新鲜物料混合后的物料。