CN110628588A - 一种有机物干式厌氧输送发酵装置 - Google Patents

一种有机物干式厌氧输送发酵装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种有机物干式厌氧输送发酵装置，包括卧式厌氧发酵罐和设置于发酵罐内的搅拌装置，所述搅拌装置包括上下两排水平布设且相互垂直的搅拌轴及驱动所述搅拌轴转动的驱动机构；两排所述搅拌轴上均设有若干间隔排布的搅拌杆组，所述搅拌杆组包括若干沿所述搅拌轴横截面圆周方向分布的搅拌杆，所述搅拌杆上设有输料斜板。该装置巧妙的将进料口和出料口设置在上排的搅拌轴的两端，可以保证反应的充分进行。搅拌杆上设置输料斜板，该输料斜板成一定角度同方向布置，可将搅拌物料向出料口端输送，确保出物料输送过程不出现堵塞现象。

Description

一种有机物干式厌氧输送发酵装置
技术领域
本发明属于厌氧发酵技术领域，尤其涉及一种有机物干式厌氧输送发酵装置。
背景技术
目前，全国有机物年产生量约100亿吨以上。资料显示，仅畜禽养殖业粪污排放量就38亿吨以上，其所排放的化学需氧量达到 1268.26万吨，占农业源排放总量的96％；总氮和总磷排放量为 102.48万吨和16.04万吨，分别占农业源排放总量的38％和56％。有机物成为污染的主要来源。有机物是一种资源，如何高效的资源利用，成为了目前公认的一种难题。
传统干式厌氧发酵装置存在输送效率低易堵塞、有物料“死角”，底物含有杂质需要搅拌，有机物与污水混合不均匀，影响厌氧发酵，且产气不能顺利排出等问题。
发明内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的目的之一在于提供一种有机物干式厌氧输送发酵装置。该装置解决了现有干式厌氧发酵设备物料搅拌不完全，物料无法顺利向前推进易堵塞的问题。
为解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案：
一种有机物干式厌氧输送发酵装置，包括卧式厌氧发酵罐和设置于发酵罐内的搅拌装置，所述搅拌装置包括上下两排水平布设且相互垂直的搅拌轴及驱动所述搅拌轴转动的驱动机构；
两排所述搅拌轴上均设有若干间隔排布的搅拌杆组，所述搅拌杆组包括若干沿所述搅拌轴横截面圆周方向分布的搅拌杆；
所述卧式厌氧发酵罐的进料口和出料口设置在上排的所述搅拌轴的两端；
上排的所述搅拌轴上的搅拌杆上设有将发酵罐内的物料向出料口端推的输料斜板。
设置上下两排相垂直的搅拌轴，可以保证反应的充分进行。巧妙的将进料口和出料口设置在上排的搅拌轴的两端，上排的搅拌杆上设置输料斜板，该输料斜板成一定角度同方向布置，可将搅拌物料向同一方向(出料口端)输送，确保出物料输送过程不出现堵塞现象。
进一步的，两排所述搅拌轴之间通过涡轮蜗杆机构啮合传动。两排搅拌轴之间通过涡轮蜗杆机构进行传动，整个搅拌结构通过一套传动系统驱动，提高了发酵系统的集成度，有利于降低设备占地面积和能耗。
进一步的，下排的所述搅拌轴上设有与上排的所述搅拌轴上的涡轮啮合传动的涡杆段。蜗杆设置在下排的搅拌轴上，使得下排的搅拌轴以较快的速度旋转，底部沉积物料快速被反抛上来，确保物料无沉积，同时也有利于底部的气体的外溢；而上排的搅拌轴则以较低速度旋转，可以确保物料的停留时间，保证反应的充分进行，利于产气率的提高。
进一步的，两排所述搅拌轴上的搅拌杆均延伸至所述厌氧发酵罐的内底面处。两排搅拌轴上的搅拌杆均延伸至所述厌氧发酵罐的内底面处，可以防止物料沉积降低厌氧发酵的有效容积及沉砂现象，确保厌氧发酵的顺利进行。同时厌氧发酵罐下部搅拌的更加厉害，有利于厌氧发酵罐底部产生的气体的排出以及化学反应的进行。
进一步的，上排的所述搅拌轴上位于相邻两所述搅拌杆组之间还设有中间搅拌杆组；
所述中间搅拌杆组包括若干沿所述搅拌轴横截面圆周方向分布且带输料斜板的搅拌杆，位于中间搅拌杆组上的搅拌杆的长度小于所述搅拌杆组上的搅拌杆的长度。
进一步的，中间搅拌杆组上的搅拌杆上同样设有输料斜板。
进一步的，所述驱动机构包括驱动电机和安装在驱动电机输出轴上的主动齿轮，下排的各所述搅拌轴之间通过从动齿轮啮合传动，所述主动齿轮与其中一所述从动齿轮啮合传动。
进一步的，所述卧式厌氧发酵罐包括发酵罐本体和设置于发酵罐本体上方的集气袋。
与现有技术相比，本申请具有的有益效果在于：
1、设置上下两排相垂直的搅拌轴，可以保证反应的充分进行。巧妙的将进料口和出料口设置在上排的搅拌轴的两端，上排的搅拌杆上设置输料斜板，该输料斜板成一定角度同方向布置，可将搅拌物料向同一方向(出料口端)输送，确保出物料输送过程不出现堵塞现象。
2、上下两排搅拌轴上的搅拌杆均延伸至厌氧发酵罐的内底面处，其上的搅拌杆组及输料斜板可以搅动并破碎罐底的物料，防止物料在罐底沉积结板。
3、上下两排搅拌轴上的搅拌杆之间通过涡轮蜗杆机构进行传动，整个搅拌结构通过一套传动系统驱动，提高了发酵装置的集成度，有利于降低设备占地面积和能耗。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明厌氧发酵罐内搅拌轴排布主视图；
图3为本发明厌氧发酵罐内搅拌轴排布俯视图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
参见图1，一种有机物干式厌氧输送发酵装置，包括卧式厌氧发酵罐1和设置于厌氧发酵罐1内的搅拌装置；其中，卧式厌氧发酵罐1包括发酵罐本体101和设置于发酵罐本体101上方的集气袋 102，发酵罐本体101包括侧壁、顶壁和底壁，罐体本体101内形成发酵腔，搅拌装置设置于发酵腔中；相对的两侧壁上设置进料口2、出料口3，顶壁上设有沼气出口4，发酵腔中产生的沼气通过沼气出口进入集气罩102内进行收集存储。
秸秆等有机物物料通过进料机构经进料口2输送至卧式厌氧发酵罐1内厌氧发酵，反应后的残渣通过出料口3排出，产生的沼气进入集气袋102进行收集。
参见图1、图2和图3，本实施例搅拌装置包括上下两排水平布设且相互垂直的搅拌轴；这里为便于后续说明，将位于下方的那一排搅拌轴命名为第一搅拌轴5，位于上方的那一排搅拌轴命名为第二搅拌轴6。卧式厌氧发酵罐的进料口2和出料口3设置在第二搅拌轴6的两端。
在第一搅拌轴5上设有若干沿其轴向间隔排布的第一搅拌杆组 7，第一搅拌杆组7包括若干沿第一搅拌轴5横截面圆周方向分布的第一搅拌杆701。在第二搅拌轴6上设有若干间隔排布的第二搅拌杆组8，第二搅拌杆组8包括若干沿第二搅拌轴6横截面圆周方向分布的第二搅拌杆801，第一搅拌轴5与第二搅拌轴6上的第二搅拌杆组8在厌氧发酵罐内沿第二搅拌轴6延伸方向交替分布，第二搅拌杆801上均布有第一输料斜板9。
本实施例有机物干式厌氧输送发酵装置还包括驱动两排搅拌轴转动的驱动机构。在实际设计中，需要保证第一搅拌杆701和第二搅拌杆801转动时，彼此之间不相互干涉，能够通过彼此对应的搅拌轴在罐体内自由转动。
本实施例设置上下两排相垂直的搅拌轴，可以保证反应的充分进行，另外巧妙的将进料口和出料口设置在上排的搅拌轴的两端，上排的搅拌杆上设置输料斜板，该输料斜板成一定角度同方向布置，可将搅拌物料向同一方向(出料口端)输送，确保出物料输送过程不出现堵塞现象。
其次，上层反应完成后的残渣被输料斜板不断推送至出料口排出，而底部的污泥呈扰流态，有利于厌氧微生物的繁殖，从而可以保证罐体内有足够的微生物数量，保证发酵反应的快速进行。
本发明实施例提供的干式厌氧发酵装置适用于包括但不限于小麦秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆、大豆秸秆、草木秸秆、花生秸秆等单一或混合料，以及秸秆与干粪污、蔬菜叶根等的混合料按照此工艺流程进行厌氧发酵前的处理。由于本实施例厌氧发酵装置，自身不具备破碎功能，因此物料在进入该装置前，需要通过破碎机构进行预先的破碎处理。
参见图1和图2，在实际应用中，两排搅拌轴上的搅拌杆均延伸至厌氧发酵罐的内底面处，也就是说第一搅拌杆701和第二搅拌杆801均延伸至罐底处。
本实施例通过将两排搅拌轴上的搅拌杆均延伸至厌氧发酵罐的内底面处，可以防止物料沉积降低厌氧发酵的有效容积及沉砂现象，确保厌氧发酵的顺利进行，同时厌氧发酵罐下部搅拌的更加厉害，有利于厌氧发酵罐底部产生的气体的排出以及化学反应的进行。
此外，上下两排搅拌轴转动方向垂直，有机物搅拌充分均匀物“死角”，能够避免原料局部酸积累，增加微生物与原料的接触和反应，提高产气率，避免产生的沼气释放不出来等问题。
参见图2和图3，可以理解的是，两排搅拌轴之间通过涡轮蜗杆机构啮合传动。本实施例第一搅拌轴和第二搅拌轴之间通过涡轮蜗杆机构进行传动，整个搅拌结构通过一套传动系统驱动，提高了发酵系统的集成度，有利于降低设备占地面积和能耗。
特别是，涡轮蜗杆机构中的涡杆位于其中第一搅拌轴5上，卧式厌氧发酵罐1的进料口和出料口设置在位于第二搅拌轴6的两端时，涡轮11位于第二搅拌轴6上时，厌氧发酵罐内上下层搅拌速度不同，下层的搅拌速度大于上层的搅拌速度，第一搅拌轴5以较快的速度旋转，使底部沉积物料快速被反抛上来，确保物料无沉积，同时也有利于底部的气体上浮外溢；而第二搅拌轴则以较低速度旋转，可以确保物料的停留时间，保证反应的充分进行，同时也可以避免因残渣被快速排出，造成罐内反应微生物迅速降低的问题。
参见图3，需要解释说明的是，本实施例驱动机构包括驱动电机10和安装在驱动电机10输出轴上的主动齿轮12，各第一搅拌轴 5之间通过从动齿轮13啮合传动，主动齿轮12与其中一从动齿轮 13啮合传动。本实施例仅仅通过一套驱动机构即可同时带动两排搅拌轴转动，提高了发酵装置的集成度，有利于降低设备占地面积和能耗。
参见图2和图3，作为本发明的一种优选方案，在第二搅拌轴6 上位于相邻两第二搅拌杆组8之间还设有第三搅拌杆组14，也即中间搅拌杆组，第三搅拌杆组14包括若干沿所述第二搅拌轴6横截面圆周方向分布且带第二输料斜板15的第三搅拌杆1401，第三搅拌杆1401的长度小于第二搅拌杆801的长度。
参见图2和图3，干式厌氧发酵罐内搅拌装置的工作过程如下：驱动电机10转动，带动主动齿轮12转动，主动齿轮12转动带动从动齿轮13转动，从动齿轮13为多排布置，可以根据生产量的需求设定布置的排数，本案例以排为例，第一搅拌轴5被从动齿轮13 带动。通过每根第一搅拌轴5上设置的传动齿轮使每一根第一搅拌轴5转动，蜗杆段被其端部的从动齿轮13带动，涡轮11被蜗杆段带动发生转动，第二搅拌轴6转动带动其上的第二搅拌杆801、第三搅拌杆1401绕第二搅拌轴6转动，从动齿轮13带动多根第一搅拌轴5同时转动，进而带动其上的第一搅拌杆701绕其轴线转动。第一输料斜板9和第二输料斜板15随着搅拌杆的转动，带动有机物向出料口方向运动。
本实施干式厌氧发酵输送装置，横竖两个方向搅拌，使用长短搅拌轴设计，避免其中出现干涉，同时有利于物料的均匀混合，有利于产气的顺利排出，有效的解决了现有干式厌氧发酵设备发酵过程中物料搅拌不完全，搅拌过程有死角，排气不顺利的问题，并同时解决了有机物在干式厌氧发酵过程中物料易堵塞、物料无法顺利向前推进的的问题。
上述实施例仅仅是清楚地说明本发明所作的举例，而非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里也无需也无法对所有的实施例予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种有机物干式厌氧输送发酵装置，包括卧式厌氧发酵罐和设置于发酵罐内的搅拌装置，其特征在于：所述搅拌装置包括上下两排水平布设且相互垂直的搅拌轴及驱动所述搅拌轴转动的驱动机构；
两排所述搅拌轴上均设有若干间隔排布的搅拌杆组，所述搅拌杆组包括若干沿所述搅拌轴横截面圆周方向分布的搅拌杆；
所述卧式厌氧发酵罐的进料口和出料口设置在上排的所述搅拌轴的两端，上排的所述搅拌轴上的搅拌杆上设有输料斜板。
2.根据权利要求1所述的有机物干式厌氧输送发酵装置，其特征在于：两排所述搅拌轴之间通过涡轮蜗杆机构啮合传动。
3.根据权利要求2述的有机物干式厌氧输送发酵装置，其特征在于：下排的所述搅拌轴上设有与上排的所述搅拌轴上的涡轮啮合传动的涡杆段。
4.根据权利要求3的有机物干式厌氧输送发酵装置，其特征在于：两排所述搅拌轴上的搅拌杆均延伸至所述厌氧发酵罐的内底面处。
5.根据权利要求4述的有机物干式厌氧输送发酵装置，其特征在于：上排的所述搅拌轴上位于相邻两所述搅拌杆组之间还设有中间搅拌杆组；
所述中间搅拌杆组包括若干沿所述搅拌轴横截面圆周方向分布且带输料斜板的搅拌杆，位于中间搅拌杆组上的搅拌杆的长度小于所述搅拌杆组上的搅拌杆的长度。
6.根据权利要求5述的有机物干式厌氧输送发酵装置，其特征在于：中间搅拌杆组上的搅拌杆上同样设有输料斜板。
7.根据权利要求1-6任一项所述的有机物干式厌氧输送发酵装置，其特征在于：所述驱动机构包括驱动电机和安装在驱动电机输出轴上的主动齿轮，下排的各所述搅拌轴之间通过从动齿轮啮合传动，所述主动齿轮与其中一所述从动齿轮啮合传动。
8.根据权利要求1-6任一项所述的有机物干式厌氧输送发酵装置，其特征在于：所述卧式厌氧发酵罐包括发酵罐本体和设置于发酵罐本体上方的集气袋。
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