CN117535124A - 一种预处理水解设备及搅拌方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及环保设备技术领域，公开了一种预处理水解设备及搅拌方法，包括箱体系统和设置箱体系统内的搅拌系统；所述搅拌系统，包括贯穿箱体系统的搅拌轴，驱动搅拌轴转动的搅拌电机，以及设置在搅拌轴上的搅拌桨叶；所述箱体系统，包括彼此连通的进料端箱体和出料端箱体；每根搅拌轴，均包括分别由搅拌电机驱动的前轴和后轴；每根搅拌轴上的多个搅拌桨叶呈螺旋状排布，两根搅拌轴上的搅拌桨叶错落排布；进料端箱体和出料端箱体之间设置有用来连接前轴和后轴的支撑座。本方案有效提高水解处理效率。

Description

一种预处理水解设备及搅拌方法

技术领域

本发明涉及环保设备技术领域，具体涉及一种预处理水解设备及搅拌方法。

背景技术

随着科技的进步，以及对环境和资源日益增长的保护需求，资源的回收利用已经成为一个越来越重要的产业。其中，将农作物桔梗、日常掉落的树叶、以及餐厨垃圾回收利用，转变成沼气，是一种比较低廉且便于大规模推广的回收利用类别。

我国在沼气的生产上，已经实行了多年，尤其是在山东等地，利用农作物桔梗生产沼气的产业链已经相对完善。

以前，常用的产生沼气的方法是修建沼气池，即在土地上挖坑，形成一定容积的容纳空间，将桔梗以及促进水解的药水倒入沼气池中，然后密封沼气池，使桔梗在厌氧环境下，在适宜的温度、pH值下，经过微生物的发酵作用产生可燃烧气体，整个沼气产生的过程大致可先后分为水解、产酸以及产生可燃性气体三个阶段。其中，水解步骤最为关键，只有能够快速将桔梗等待处理物料充分水解，使其细胞壁全部被破坏，才能使在后面能够尽快地完成发酵产酸进而产生可燃性气体。

然而，以前水解步骤进行得十分缓慢，需要依靠长时间的等待才能够将待处理物料水解完全。为了进一步缩短水解过程，现在一般都会先用破碎机将待处理物料破碎成段后再投入到沼气池中，相比以往直接将未处理物料进行投放，现在整个水解步骤已经明显缩短了时间，现在桔梗类的待处理物料平均处理时间在36小时左右，能够在约两天内完成水解后进入到产酸步骤，极大缩短了沼气产生时间。

虽然一定程度上有效缩短了水解时间，但是因为现在水解和发酵空间都还是依赖于沼气池本身，无论是破碎机将待处理物料破碎后投放，还是在发酵完成后需要对废料进行清理，都需要打开沼气池进行操作，不仅操作麻烦，而且不可避免存在一定的安全隐患。更何况沼气池本身需要占用较大的土地面积，修建和维护的成本都不低，种种原因导致沼气池逐渐退出沼气主流生产场景。

为了解决以上问题，现在人们会将破碎、水解和产酸发酵完全分开，破碎机将桔梗、树叶以及餐厨垃圾进行破碎后形成待处理物料，将待处理物料投放到地面上无需密封的水解池内进行水解，待水解完全，待处理物料的细胞壁基本都被破坏后，会将待处理物料送入到发酵罐中进行可控温度可调PH值的厌氧环境下进行发酵产酸然后产生可燃性气体。整个过程，更加高效安全，水解池虽然也占用一定的土地面积，但相比整个沼气池，占地面积更小。

然而，随着能源公司对效率的更高追求，现在这种依赖水解池进行水解操作的方式，本质上并没有提高水解效率，只是在一定程度上解决了安全性和占地面积的问题，因此，急需能够在此基础上进一步缩短水解时间，提升水解效率。

发明内容

本发明意在提供一种预处理水解设备，以解决现在用来进行高含固秸秆处理的干式水解处理设备无法有效保证微氧环境导致水解效果达不到预期的问题。

为解决以上问题，本发明采用如下技术方案：

本方案中的预处理水解设备，包括箱体系统和设置箱体系统内的搅拌系统；所述搅拌系统，包括贯穿箱体系统的搅拌轴，驱动搅拌轴转动的搅拌电机，以及设置在搅拌轴上的搅拌桨叶；所述箱体系统，包括彼此连通的进料端箱体和出料端箱体；所述搅拌系统中的搅拌轴包括并列贯穿进料端箱体和出料端箱体的第一搅拌轴和第二搅拌轴；第一搅拌轴和第二搅拌轴都包括分别位于进料端箱体和出料端箱体可彼此同向或反向转动的两部分；所述搅拌电机包括位于进料端箱体前端设置的两个和位于出料端箱体后端的两个；所述第一搅拌轴包括位于进料端箱体内的第一前轴和位于出料端箱体的第一后轴；所述第二搅拌轴包括位于进料端箱体内的第二前轴和位于出料端箱体内的第二后轴；所述第一前轴和第二前轴分别与位于进料端箱体外侧的搅拌电机连接，所述第一后轴和第二后轴分别与位于出料端箱体外侧的搅拌机连接；每根搅拌轴上的多个搅拌桨叶呈螺旋状排布，第一搅拌轴和第二搅拌轴上的搅拌桨叶错落排布；进料端箱体和出料端箱体之间设置有用来连接第一前轴和第一后轴以及第二前轴和第二后轴的支撑座；所述搅拌系统，通过两根搅拌轴上四个搅拌部分的分别转动，形成一种进料模式和四种搅拌模式。

本方案的优点在于：

通过彼此连接但又能够独立转动的第一前轴第一后轴以及第二前轴第二后轴，使搅拌系统能够形成四种搅拌模式，有效克服了现有干式水解设备搅拌不充分的缺点。同时，搅拌系统，除了搅拌功能外，也启动到了前后传送的作用。本方案的搅拌系统设置巧妙，错落设置的搅拌桨叶充分利用了箱体系统的空间，使搅拌更加充分。本发明，构造简单，且适于推广得到现有干式设备的改造上，适用范围广。

优选地，同一根搅拌轴的前轴和后轴之间连接有轴承，所述轴承连接在所述支撑座上。通过轴承和支撑座，能够将前轴和后轴连接成完整的搅拌轴，同时又不影响前后两部分的独立转动。

优选地，所述进料端箱体和出料端箱体均包括多个依次连接的箱本体；单个箱本体，包括三个并列且等距排布的框架，所有框架的顶端连接有盖板，所有框架的左侧面和右侧面均连接有侧壁板，所有框架的底面连接有呈弧形的底壁板。通过弧形结构的底壁板设置，避免死角的形成，使搅拌桨叶能够充分和待处理物料接触，使搅拌更加均匀。

优选地，所述底壁板为对称结构，底壁板的中间向上凸，底壁板的两侧向下凸。使待处理物料能够与搅拌桨叶更大面积接触，使搅拌更充分。

本发明还提供了一种预处理水解设备搅拌方法，采用前述的预处理水解设备，包括以下步骤：

步骤一，搅拌系统通过进料模式，将从进料口进入的待处理物料从进料端箱体运送到出料端箱体，直到进料端箱体和出料端箱体内都有等量物料后停止进料模式；进料模式下，第一搅拌轴和第二搅拌轴同向转动；待处理物料进入箱体系统后，根据预处理策略开启搅拌，15-24小时后开始出料，在出料的同时进料端进料，在进料过程中启动喷淋系统让待处理物料和液体混合均匀；

步骤二，随机启动任一搅拌模式，并定时切换成下一个搅拌模式，直到所有搅拌模式循环一遍后，进入步骤三；

步骤三，根据待处理物料的类别和预设的预处理策略，判断是否停止搅拌；若停止搅拌，则进入水解步骤；若不停止搅拌，则继续重复步骤二。

本发明的优点在于：

通过连续的四种搅拌模式，能够将进入得到进料端箱体和出料端箱体内的待处理物料搅拌得更加均匀，能够实现物料的同步进出料。

优选地，搅拌模式，包括：

搅拌模式1，第一前轴顺时针转动，第二前轴逆时针转动，第一后轴逆时针转动，第二后轴顺时针转动，第一前轴和第二前轴在进料端箱体空间内形成第一循环，第一后轴和第二后轴在出料端箱体的空间内形成第二循环，两个循环彼此传送；

搅拌模式2，在同一根搅拌轴的前后两部分相对于搅拌模式1改变成相反方向，则形成在进料端箱体空间内的第三循环和出料端箱体内的第四循环，第三循环和第四循环分别与第一循环和第二循环的方向相反；

搅拌模式3，第一搅拌轴逆时针转动，第二搅拌轴顺时针转动，第一搅拌轴和第二搅拌轴形成顺时针大循环；

搅拌模式4，第一搅拌轴顺时针转动，第二搅拌轴逆时针转动，第一搅拌轴和第二搅拌轴形成逆时针大循环。

优选地，每种搅拌模式搅拌23-38分钟。最优的为30分钟。

优选地，相邻两个搅拌模式之间切换时间为10-15分钟。最优的为13分钟。

优选地，搅拌电机驱动搅拌轴转动的转速为1-12转/分钟。搅拌电机为变频电机，转速可调。

搅拌电机驱动搅拌轴转动的转速根据待处理物料的类别不同而不同；当待处理物料为餐厨垃圾类，转速为1-3转/分；当待处理物料为树叶类时，转速为4-8转/分；当待处理物料为桔梗类，转速为9-12转/分；

优选地，待处理物料种类不同，每个搅拌模式的处理时间长度不同；当待处理物料为桔梗类时，搅拌模式1的搅拌时间等于搅拌模式2的时间，搅拌模式2的时间大于搅拌模式3和搅拌模式4的时间；所述预处理策略，针对不同待处理物料类别设定不同的预处理时间；结梗类待处理物料的预处理时间为23-24小时，树叶类待处理物料的预处理时间为20-22小时，餐厨垃圾类待处理物料的预处理时间为15-17小时；所述预处理时间等于所有搅拌模式时间加上所有间隔时间之和。

在最优条件下，桔梗类的预处理时间为24小时，树叶类为20小时，餐厨垃圾类为16小时。

本方案通过两根搅拌轴的巧妙设置，通过每根搅拌轴前轴和后轴的分开驱动，使形成的四组搅拌轴能够在进料端箱体和出料端箱体两个空间内形成多种循环搅拌方式，有利于搅拌更加充分，使水解更加充分，有利于提高水解效率。

本发明相比于同类的水解方案，从根本上打破了行业内认为水解就一定要利用水解池，要用过多的液体通过浸泡来加速水解的惯性思路。本发明抛弃了水解池，改用一个既具有独立容纳空间又能够通过进出口分别与破碎机和发酵罐连通的箱体系统，通过搅拌系统将已经破碎的待处理物料，和少量的液体，在不断搅拌中充分混合，完成对细胞壁的破坏。更重要的是，搅拌系统既起到了物料传送的作用，也起到搅拌充分混合的作用，使本发明的预处理水解设备能够和破碎机以及发酵罐连通起来形成自动化的沼气生产线，不仅不用再进行分别的投料和废料清理，还能够通过对箱体系统体积的限制，在提升水解效率的前提下进一步减小占地面积。

相比于现今的水解技术，主要采用湿式水解，过多空间被液体占据，待处理物料处理量有限，不能实现物料的同步进出。本发明在箱体系统内的所有物料含固率高，待处理物料处理能力强，使用现场需求量大，尤其是针对高含固的农作物秸秆处理。

而对于高含固（含固率超过25%）的农作物秸秆因不具备流动特性，物料传输时容易发生结块、结拱、堵塞等有害现象的难题，现有技术只能通过不断增加液体量来提高流动性，而本发明则完全不需要，通过搅拌系统只需要加入及少量的液体就可以轻松解决流动性难题。此外，相比于市场上新推出的部分不太成熟的湿式水解设备，因其设备比较简陋，不能保证物料被完全浸润，且进出料困难；本方案能够连续进出料，且可保证物料与液体充分混合，同时搅拌系统能够间隔搅拌通风，为水解提供适合的微氧环境，使水解效率能够得到有效提升。

附图说明

图1为本发明实施例一的设备构造图。

图2为本发明实施例一的进料端箱体示例图。

图3为本发明实施例一的出料端箱体示例图。

图4为本发明实施例一的搅拌组成示例图。

图5为本发明实施例一的搅拌桨叶安装布局示例图。

图6为本发明实施例一的轴承与支撑座连接示意图。

图7为本发明实施例一应用于有机废弃物水解设备搅拌模式示意图。

图8为本发明实施例三的设备构造图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：进料端箱体1、进料口11、进液口12、盖板13、框架14、端墙15、侧壁版16、底壁板17、出料端箱体2、换气口21、出料口22、搅拌电机31、搅拌桨叶32、搅拌轴33、支撑座34、轴承35、曝气片41。

实施例一

实施例基本如附图1所示：本实施例中的搅拌混合水解设备，包含箱体系统、搅拌系统、曝气系统。

其中，箱体系统包含彼此连通的进料端箱体1和出料端箱体2；如图4和图5所示，搅拌系统包含贯穿进料端箱体1和出料端箱体2的搅拌轴33，过来驱动搅拌轴33转动的搅拌电机31，以及安装在搅拌轴33上的多个搅拌桨叶32；曝气系统，包含曝气片41，曝气片41等距分布在进料端箱体1和出料端箱体2的底壁板17上。

如图1-图3所示，进料端箱体1和出料端箱体2均包括结构相同的箱本体。

如图2所示，一个箱本体，包括三个呈“U”形结构的框架14，焊接在三个框架14上端的盖板13，焊接在三个框架14左侧面和右侧面的两个侧壁板，以及与两个侧壁板焊接的底壁板17。在一个箱本体中，两端的两个框架14的底面焊接有支撑腿。在另外的方案中，盖板13也可以通过螺栓与框架14连接。

其中，底壁板17整体呈现弧形形状，底壁板17为对称结构，中间向上凸，两侧向下凸，确保物料不会结拱。底壁板17为向下凸出的弧形板，所述盖板13通过螺栓与框架14连接，增强对底壁板17的支撑力。

如图2所示，五个箱本体顺次连通，并通过前后两端的延伸部一起构成进料端箱体1。进料端箱体1所有的支撑腿均焊接在一个固定框上，便于更加稳固。在进料端箱体1的前端焊接有用来封堵整个箱体的端墙15作为前端板，端墙15和支撑腿一起焊接在固定框上。通过端墙15与支撑腿的支撑，有效提高整个进料端箱体1的支撑力。

进料端箱体1最前端的盖板13上，开有进料口11，进料口11位于端墙15上方，配有电动闸阀，方便操作；避免了物料堆积。

进液口12位于进料口11后方。可以最大程度保证物料的干湿分布均匀，同时保证进料时液体与物料充分接触。

本实施例中，端墙15、侧壁板、底壁板17均焊接至各个框架14上，使整个进料端箱体1下方焊接有六个支撑腿。通过端墙15与支撑腿的支撑，使搅拌轴33在受物料重力下不会过度弯曲，防止搅拌桨叶32与底部弧板接触摩擦。

如图3所示，出料端箱体2与进料端箱体1对称分布，出料端箱体2也包括五个箱本体以及分别位于前后端的延伸部，其中，出料端箱体2的后端的盖板13上开有换气口21，出料端箱体2后部的底壁板17上开有出料口22。同样的，在出料端箱体2的后端端部的框架14上焊接有端墙15作为后端板。

本实施例中，换气口21靠近出料端箱体2端墙15上方，便于控制空气的输送量，满足排放或充入气体的需求。

所述出料口22位于箱体端墙15侧末端侧下方，满足物料同时进出需求。同样，出料口22也配有通用的电动闸阀，方便操作；避免了物料堆积。

如图4和图5所示，所述搅拌系统包含搅拌桨叶32，搅拌轴33，轴承35，搅拌轴33支撑座34和搅拌电机31。所述搅拌电机31分别位于进料端箱体1和出料端箱体2端墙15外侧，即搅拌电机31位于设备的前端和后端，通过螺栓与电机安装座连接；在设备运行时，通过不同的电机运转方向，形成不同的物料推动方向。

如图5所示，搅拌轴33共有两根，轴心位于同一水平面内；一根搅拌轴33被从中间截断分为位于进料端箱体1的前轴和位于出料端箱体2的后轴，前轴和后轴的一端穿过端墙15与搅拌电机31连接，一端通过轴承35连接与同一根的另一半搅拌轴33连接；设备运行时，搅拌轴33将通过不同的电机运转方向，形成不同的物料推动方向。

如图6所示，位于两根搅拌轴33的连接处，同一根的两组搅拌轴33，通过螺栓与搅拌轴33支撑座34连接，通过轴承35彼此连接。不仅起到支撑搅拌轴33的作用，也起到分割前后两组，一共形成四个独立传送的搅拌轴33路径。

其中，搅拌桨叶32为犁形，便于推动物料流动；桨叶在单根轴上呈螺旋排布，并于侧边另一根轴上的桨叶呈错落排布；桨叶通过螺栓与搅拌轴33连接。

如图4和图6所示，搅拌桨叶32呈犁形，在单根搅拌轴33上呈螺旋排布，并于侧边另一根搅拌轴33上的搅拌桨叶32呈错落排布。如图4和如图5所示，两根搅拌轴33上分组成至少四组，分别在一个搅拌轴33上分别位于进料端箱体1和出料端箱体2的部分各分为一组。

如图6所示，搅拌轴33支撑座34，位于设备中部，顶部横向布置的支撑梁穿过箱体，支撑梁与下方两侧的支撑部位连接形成倒“U”形结构，支撑座34通过螺栓与轴承35连接。

如图7所示，分组的搅拌轴33通过不同的搅拌方向，实现不同的搅拌模式，继而实现不同的物料推流效果，使物料充分与液体接触，给物料进行水解反应提供适宜的环境。

如图7所示，当两根搅拌轴33的转动方向相同，例如都是逆时针旋转的时候，搅拌轴33从进料端箱体1向出料端箱体2进行物料传送，此时为进出料模式。当靠近进料端箱体1的两组搅拌轴33一个逆时针旋转，一个顺时针旋转，对应的靠近出料端箱体2的两组搅拌轴33与同一根连接的搅拌轴33的转动方向相反，就形成靠近进料端箱体1空间形成第一循环，靠近出料端箱体2的空间内形成第二循环，两个循环彼此传送，由此形成搅拌模式1。在同一根搅拌轴33的两组搅拌轴33相对于搅拌模式1改变成相反方向，则形成搅拌模式2，搅拌模式2中进料端箱体1空间内的第三循环和出料端箱体2内的第四循环与搅拌模式1中对应的第一循环和第二循环的方向相反。当同一根搅拌轴33的两组搅拌轴33转动方向相同，另一根搅拌轴33的转动方向相反，形成顺时针大循环时，则形成搅拌模式3。当两根搅拌轴33反方向转动，形成逆时针大循环时，则形成搅拌模式4。本实施例中，通过四种搅拌模式，能够根据待水解的物品种类不同，而选择适合的搅拌模式，使水解效果更好。

本实施例中，搅拌桨叶32通过螺栓连接在搅拌轴33上。桨叶在单根轴上呈螺旋排布，并于侧边另一根轴上的桨叶呈错落排布；桨叶通过螺栓与搅拌轴33连接。该形状布置的搅拌桨叶32可以更好地推动物料。

如图1所示，曝气系统，包含曝气片41，曝气片41等距分布在底壁板17上。可以满足物料进行水解时复杂的气体环境需要，保证了设备内底部物料的微氧环境，有利于水解反应的进行。为防止单方向的搅拌模式造成物料在设备出料端堆积，需要设计避免这种情况的搅拌模式，故搅拌过程的推流是物料内部循环。

在用预处理水解设备搅拌处理待处理物料时，包括以下步骤：

第一步，搅拌系统通过进料模式，将从进料口11进入的待处理物料从进料端箱体1运送到出料端箱体2，直到进料端箱体1和出料端箱体2内都有等量物料后停止进料模式；进料模式下，第一搅拌轴33和第二搅拌轴33同向转动；进液口12用来与安装在箱体内的喷淋系统连通，用来在进料口11进料的时候向进入的待处理物料喷淋液体，使有限量的液体能够和待处理物料混合均匀；待处理物料进入箱体系统后，根据预处理策略开启搅拌，15-24小时后开始出料，在出料的同时进料端进料，在进料过程中启动喷淋系统让待处理物料和液体混合均匀；

第二步，随机启动任一搅拌模式，并定时切换成下一个搅拌模式，直到所有搅拌模式循环一遍后，进入第三步；

第三步，根据待处理物料的类别和预设的预处理策略，判断是否停止搅拌；若停止搅拌，则进入水解步骤；若不停止搅拌，则继续重复第二步。

其中，每种搅拌模式搅拌23-38分钟。本实施例中的各种搅拌模式的搅拌时间均为30分钟。相邻两个搅拌模式之间切换时间为10-15分钟。本实施例中为13分钟。搅拌电机31驱动搅拌轴33转动的转速为1-12转/分钟。搅拌电机31为变频电机，转速可调。

根据预设的预处理策略，不同的待处理物料，其搅拌的时间和模式都不同：搅拌电机31驱动搅拌轴33转动的转速根据待处理物料的类别不同而不同；当待处理物料为餐厨垃圾类，转速为1-3转/分；当待处理物料为树叶类时，转速为4-8转/分；当待处理物料为桔梗类，转速为9-12转/分；能够根据待处理物料类别的不同，在充分水解的基础上，极可能地缩短水解时间，提高水解效率。

待处理物料种类不同，每个搅拌模式的处理时间长度不同；当待处理物料为桔梗类时，搅拌模式1的搅拌时间等于搅拌模式2的时间，搅拌模式2的时间大于搅拌模式3和搅拌模式4的时间；所述预处理策略，针对不同待处理物料类别设定不同的预处理时间；结梗类待处理物料的预处理时间为23-24小时，树叶类待处理物料的预处理时间为20-22小时，餐厨垃圾类待处理物料的预处理时间为15-17小时；所述预处理时间等于所有搅拌模式时间加上所有间隔时间之和。相比于搅拌模式3和搅拌模式4，搅拌模式1和2通过第一循环第二循环以及第三循环和第四循环的对冲作用，搅拌效果更好，因此，在面对更难处理的桔梗类待处理物料时，搅拌模式更大占比地使用搅拌模式1和搅拌模式2，有助于在尽可能节能的前提下，使水解效率更高。

本实施例中，桔梗类的预处理时间为24小时，树叶类为20小时，餐厨垃圾类为16小时。若各种类别的待处理物料混合预处理，则选择最长的桔梗类预处理时间为实际处理时长。

设备工作时，固体物料从进料口11进入箱体内部，同时在进料口11附近输入沼液、粪污等，进料过程中，搅拌轴33向出料口22一侧推送物料，完成物料的搅拌混合以及输送。进料完成后物料停留24小时，期间设备搅拌轴33间歇搅拌物料，且两侧搅拌轴33推流方向相反，防止物料向一侧堆积。出料时，两侧搅拌轴33向出料口22一侧同时推送物料，打开出料口22闸门，物料掉出设备进入下一工序设备。基于以上工作流程，设备主要包含箱体组成、搅拌系统等。

进料端箱体1和出料端箱体2连接形成的箱体总成，采用卧式布置，非密闭式常压箱体，为便于制造运输，箱体在长度方向为分段式设计；箱体横截面为双U型，箱体下部形状与双轴搅拌的运动包络线吻合，以便于物料清扫推送；箱体底部设置有底架，箱体的鞍座坐落于底架，整个设备可以通过底架进行吊装运输。

箱体内的搅拌轴33分别从端部驱动，每根轴上的桨叶采用螺旋布置，轴与轴之间的搅拌桨叶32交错布置。为实现多种搅拌方式，两根根搅拌轴33中部被分开，使用轴承35两两进行连接，分别连接驱动电机，并使用支撑座34进行支撑。支撑座34顶部的型钢为横穿过箱体后焊接，轴承35与支撑座34通过螺栓进行连接。搅拌桨叶32采用螺栓连接于搅拌轴33，便于安装、测试搅拌桨叶32采用矩形钢管于平面桨叶焊接为一体，具备推流和搅拌翻动物料的功能。搅拌桨采用犁状的结构设计，能破除有机废物浮渣，防止物料在设备壁上结焦。

进料闸门位于进料端箱体1端部，闸门采用电动推拉闸门，闸门不具备密闭功能，物料经过闸门后直接落入箱体内部，进料口11的一侧设置有进液口12，进液口12横向冲刷，以使物料与沼液等混合。

出料口22位于远离进料口11一侧的箱体底部，出料口22设置有电动闸门，通过搅拌桨叶32的搅拌推流，使物料直接从物料口掉落。

为满足水解所需的接触气体条件，箱体底部加装了气碟作为曝气片41进行曝气。

本实施例中所有电机均可采用型号为K157V22-6P-7Q38-M1-C2-A/B的电机。

设备运行时，搅拌轴33通过分组平行布置，有效减少了运行时电机的工作功率；设备运行时，通过设置4根搅拌轴33不同的搅拌方向，以实现不同的搅拌模式，继而实现不同的物料搅拌、推流效果，同时使物料充分与液体接触，以达到物料水解的目的；曝气系统的作用为设备底部通气，保证水解效果达到最佳。

通过对秸秆等有机废料的收集，在需要使用时，通过进料口11将物料投入水解设备。

设备运行时，通过设置两根搅拌轴33不同的搅拌方向，以实现不同的搅拌模式，继而实现不同的物料推流效果，同时使物料充分与液体接触，以达到物料水解的目的。本实施例设备处理量大，避免了湿式水解设备不能同时进出料问题，避免了物料单方向搅拌造成的物料设备内堆积问题。

实施例二

本实施例中，框架14为底端为弧形的封闭结构，便于顶端更容易承重。框架14顶端开口，便于顶端盖板13螺栓连接。

实施例三

如图8所示，本实施例中，进液口12安装在进料端箱体1的顶端，进料口11安装在进料端箱体1的侧端靠近电机的位置处，这样安装，使进料口11处于较低的位置，便于将进料口11直接通过管道与破碎机连通，无论破碎机的大小如何，都将能够很便利地将破碎后的待处理物料传送到进料口11中。

实施例四

本实施例中，预处理水解设备通过进料口11与破碎机连通，通过出料口22与发酵罐连通。在被破碎机破碎后的待处理物料进入预处理水解设备后，按照预处理水解策略，根据预先输入的待处理物料的单一类别或者各种类别占比，来在调整搅拌模式时间、搅拌顺序以及搅拌间隔时间的同时，还会通过调节喷淋系统的喷洒速度调节单位时间进入箱体的待处理物料与液体的混合比例。

具体地，当待处理物料为单一的桔梗类物料，或者是桔梗类物料占同时处理的待处理物料总重量的二分之一以上时，美中搅拌模式的搅拌时间选择为32分钟，搅拌模式之间间隔的切换时间为15分钟，搅拌顺序为，在随机进入任一搅拌模式后，重新按照搅拌模式1、搅拌模式2、搅拌模式3、搅拌模式4完成一个搅拌模式顺序循环后，再交替进行搅拌模式1和搅拌模式2持续整个预处理时间的二分之一以上，然后再在剩余的时间重复搅拌模式1-4的循环；在处理此类桔梗类为主的待处理物料时，喷淋系统的喷洒速度与进料速度相匹配，使最终在箱体系统内的待处理物料占固液混合物总量的25%以上。经过本方案进行处理，能够在24小时内完全水解，相比于现在的36小时，极大提高了水解效率。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种预处理水解设备，包括箱体系统和设置箱体系统，其特征在于，所述箱体系统内设置有搅拌系统；所述搅拌系统，包括贯穿箱体系统的搅拌轴，驱动搅拌轴转动的搅拌电机，以及设置在搅拌轴上的搅拌桨叶；所述箱体系统，包括彼此连通的进料端箱体和出料端箱体；所述搅拌系统中的搅拌轴包括并列贯穿进料端箱体和出料端箱体的第一搅拌轴和第二搅拌轴；第一搅拌轴和第二搅拌轴都包括分别位于进料端箱体和出料端箱体可彼此同向或反向转动的两部分；所述搅拌电机包括位于进料端箱体前端设置的两个和位于出料端箱体后端的两个；所述第一搅拌轴包括位于进料端箱体内的第一前轴和位于出料端箱体的第一后轴；所述第二搅拌轴包括位于进料端箱体内的第二前轴和位于出料端箱体内的第二后轴；所述第一前轴和第二前轴分别与位于进料端箱体外侧的搅拌电机连接，所述第一后轴和第二后轴分别与位于出料端箱体外侧的搅拌机连接；每根搅拌轴上的多个搅拌桨叶呈螺旋状排布，第一搅拌轴和第二搅拌轴上的搅拌桨叶错落排布；进料端箱体和出料端箱体之间设置有用来连接第一前轴和第一后轴以及第二前轴和第二后轴的支撑座；所述搅拌系统，通过两根搅拌轴上四个搅拌部分的分别转动，形成一种进料模式和四种搅拌模式。

2.根据权利要求1所述的预处理水解设备，其特征在于，同一根搅拌轴的前轴和后轴之间连接有轴承，所述轴承连接在所述支撑座上。

3.根据权利要求1所述的预处理水解设备，其特征在于，所述进料端箱体和出料端箱体均包括多个依次连接的箱本体；单个箱本体，包括三个并列且等距排布的框架，所有框架的顶端连接有盖板，所有框架的左侧面和右侧面均连接有侧壁板，所有框架的底面连接有呈弧形的底壁板。

4.根据权利要求3所述的预处理水解设备，其特征在于，所述底壁板为对称结构，底壁板的中间向上凸，底壁板的两侧向下凸。

5.一种预处理水解设备搅拌方法，其特征在于，采用权利要求1所示的预处理水解设备，包括以下步骤：

步骤一，搅拌系统通过进料模式，将从进料口进入的待处理物料从进料端箱体运送到出料端箱体，直到进料端箱体和出料端箱体内都有等量物料后停止进料模式；进料模式下，第一搅拌轴和第二搅拌轴同向转动；待处理物料进入箱体系统后，根据预处理策略开启搅拌，15-24小时后开始出料，在出料的同时进料端进料，在进料过程中启动喷淋系统让待处理物料和液体混合均匀；

步骤二，随机启动任一搅拌模式，并定时切换成下一个搅拌模式，直到所有搅拌模式循环一遍后，进入步骤三；

步骤三，根据待处理物料的类别和预设的预处理策略，判断是否停止搅拌；若停止搅拌，则进入水解步骤；若不停止搅拌，则继续重复步骤二。

6.根据权利要求5所述的预处理水解设备搅拌方法，其特征在于，搅拌模式，包括：

搅拌模式1，第一前轴顺时针转动，第二前轴逆时针转动，第一后轴逆时针转动，第二后轴顺时针转动，第一前轴和第二前轴在进料端箱体空间内形成第一循环，第一后轴和第二后轴在出料端箱体的空间内形成第二循环，两个循环彼此传送；

搅拌模式2，在同一根搅拌轴的前后两部分相对于搅拌模式1改变成相反方向，则形成在进料端箱体空间内的第三循环和出料端箱体内的第四循环，第三循环和第四循环分别与第一循环和第二循环的方向相反；

搅拌模式3，第一搅拌轴逆时针转动，第二搅拌轴顺时针转动，第一搅拌轴和第二搅拌轴形成顺时针大循环；

搅拌模式4，第一搅拌轴顺时针转动，第二搅拌轴逆时针转动，第一搅拌轴和第二搅拌轴形成逆时针大循环。

7.根据权利要求5所述的预处理水解设备搅拌方法，其特征在于，每种搅拌模式搅拌23-38分钟。

8.根据权利要求7所述的预处理水解设备搅拌方法，其特征在于，相邻两个搅拌模式之间切换时间为10-15分钟。

9.根据权利要求8所述的预处理水解设备搅拌方法，其特征在于，搅拌电机驱动搅拌轴转动的转速为1-12转/分钟。

10.根据权利要求8所述的预处理水解设备，其特征在于，待处理物料种类不同，每个搅拌模式的处理时间长度不同；当待处理物料为桔梗类时，搅拌模式1的搅拌时间等于搅拌模式2的时间，搅拌模式2的时间大于搅拌模式3和搅拌模式4的时间；所述预处理策略，针对不同待处理物料类别设定不同的预处理时间；结梗类待处理物料的预处理时间为23-24小时，树叶类待处理物料的预处理时间为20-22小时，餐厨垃圾类待处理物料的预处理时间为15-17小时；所述预处理时间等于所有搅拌模式时间加上所有间隔时间之和。