CN205062077U - 气液联合搅拌文丘里管—全混合厌氧消化反应器 - Google Patents

气液联合搅拌文丘里管—全混合厌氧消化反应器 Download PDF

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刘健峰
尹芳
赵兴玲
田光亮
杨斌
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Abstract

本实用新型专利公开了气液联合搅拌文丘里管—全混合厌氧消化反应器，其包括全混合厌氧消化反应器、文丘里管、多级外循环管路。本实用新型利用文丘里管实现了气液联合搅拌的效果，用泵把发酵液吸出，再通过文丘里管将其射入，沼气在射入位置的上部形成搅拌作用，而且可以达到防止发酵液上层结壳的效果，液体在射入位置的下部形成搅拌作用，可以根据发酵过程的不同情况，对发酵原料进行不同形式、不同程度的搅拌，缩短了水力滞留时间，大大提高了反应器的处理效率，另一方面该装置配备有自动化控制设备和变速器，实现定时自动进料、自动搅拌，并且可以根据发酵过程的不同情况，对发酵原料进行不同形式、不同程度的搅拌。

Description

气液联合搅拌文丘里管—全混合厌氧消化反应器
技术领域
本实用新型涉及一种基于气液联合搅拌的文丘里管—全混合厌氧消化反应器，属于沼气发酵装备技术领域。
背景技术
沼气发酵是一种处理有机废弃物，实现废弃物的资源化利用的有效途径。通过沼气发酵过程，可以将有机物经过微生物的分解作用，产生清洁能源沼气，实现有机废弃物的资源化利用，沼气发酵已经成为农业循环经济发展模式的重要纽带。厌氧消化过程中，混合搅拌技术的应用，可以有效地解决因微生物和可降解有机物无法实际接触而造成的传质困难以及物理、化学和生物学性状不均匀等问题，从而改善反应器的性能并提高厌氧消化的产气速率。
现行的沼气发酵工艺中的搅拌方式有人工搅拌、机械搅拌、气体搅拌、液体搅拌等，但这些搅拌方式都存在一定的问题：1）人工搅拌：多用于实验室中，发酵装置容积较小，通过定时摇晃发酵瓶，达到搅拌混合发酵液的目的。但是，对于秸秆性原料和高浓度的发酵，人工搅拌达不到混合的目的，同时发酵表面浮渣硬化，阻碍沼气收集；2）机械搅拌：机械搅拌是使用各种安装形式的机械装置，通过各种形式的机械运动使物料达到混合状态的一种搅拌方式。此种搅拌方式可以产生强大的剪切作用，可以借助搅拌叶片的转动来打碎消化原料，有利于高粘度物料混合，主要用于实验室发酵装置和沼气工程。但是，由于发酵时间过长，搅拌装置需要长期运转，特别是在沼气工程中，机械搅拌装置长期浸泡在发酵液中，容易造成装置的腐蚀，在腐蚀后，需要更换搅拌装置，在更换的同时，需要开启发酵装置，此时容易造成发酵罐体漏气，影响沼气发酵的正常运行，同时此种方式能耗大，成本高，操作复杂且不利于产气；3）液体搅拌：液体搅拌一般利用泵运转所产生的液体流动来完成对物料的搅拌，利用发酵液本身，通过泵抽取发酵液，再通过其冲击作用，打破发酵液表面结壳，实现发酵液搅拌，是一种能耗低，操作简单，保证罐体密封性的搅拌方式，但是液体搅拌会引起压力或发酵器内局部压力的增加，不利于发酵；4）气体搅拌：气体搅拌就是通过气泡在物料中的运动来实现对物料搅拌的目的，在沼气发酵中，气体搅拌主要指沼气循环搅拌，沼气经压缩加压后经各类分布器进入沼气发酵罐，罐内原料在沼气的推动下形成循环，该搅拌方式对于装置的气密性要求很高，难以被利用到工程中。
发明内容
本实用新型专利主要针对上述问题，提供一种罐内设备少、结构简单、施工维修简便、搅拌效果好、效率高、运转设备费用低的厌氧反应装置。
为实现上述目的，本专利采取下述技术方案：
气液联合搅拌文丘里管—全混合厌氧消化反应器，在全混合厌氧消化反应器（5）的外部安装含有文丘里管（1）的多级外循环管路（2），在发酵过程中，可以通过循环泵（6）将发酵液从Ax（其中x=1，2，3···N,N由反应器的搅拌级数来确定）吸出，通过文丘里管（1）和外循环管路（2），再从Bx射入，沼气在射入位置的上部形成搅拌作用，而且可以达到防止发酵液上层结壳的效果，液体则在射入位置的下部形成搅拌作用，其中沼液出口的最下端一级应高于活性污泥层，另一方面配备有自动化控制设备和变速器，实现定时自动进料、自动搅拌，并且可以根据发酵过程的不同情况，对发酵原料进行不同形式、不同程度的搅拌。
所述的气液联合搅拌文丘里管—全混合厌氧消化反应器进一步是循环泵（6）安装在出水端的最下面一级，沼液由于重力作用，可以自行流到泵处，为泵提高足够的沼液，可使泵更好的工作，而且方便安装和维修。
所述的气液联合搅拌文丘里管—全混合厌氧消化反应器进一步是在外循环管路（2）上安装文丘里管（1），文丘里管（1）的进气口与气柜相连，利用文丘里管的原理来达到气液搅拌和破壳的效果。
所述的气液联合搅拌文丘里管—全混合厌氧消化反应器进一步是在文丘里管（1）的进气口段加一个沼气开关，可以有效的控制沼气的进气量，从而控制气体搅拌的程度。
所述的气液联合搅拌文丘里管—全混合厌氧消化反应器进一步是外循环管路（2）的沼液出口端到文丘里管（1）的管道直径应大于沼液进口端的管道直径，不但能保证文丘里管有够的压力，而且可以确保沼液射流进入反应器。
所述的气液联合搅拌文丘里管—全混合厌氧消化反应器进一步是在沼液射入端口安装一个水力喷射器，来增强搅拌效果。
所述的气液联合搅拌文丘里管—全混合厌氧消化反应器进一步是配备有自动化控制设备和变速器，实现定时自动进料、自动搅拌，并且可以根据发酵过程的不同情况，对发酵原料进行不同形式、不同程度的搅拌。
本专利产生的有益效果有：实现了多级的气液联合搅拌，可以根据发酵过程的不同情况，对发酵原料进行不同形式、不同程度的搅拌，解决了液面结壳的现象，保证发酵完全、产气均匀，从而提高产气效率，提供了一种罐内设备少、结构简单、施工维修简便、搅拌效果好、效率高、运转设备费用低的厌氧反应装置。
附图说明：
图1是本实用新型结构示意图
图2是本实用新型结构示意图
符号说明：
1.文丘里管、2.多级外循环管路、3.出气口、4.水封出料口、5.全混合厌氧消化反应器、6.沼液循环泵、7.进料口、8.排污口、9.发酵液进口、10.沼气进口、11.发酵液出口、Ax为发酵液出口开关、Bx为发酵液进口开关
具体实施方式：
下面结合附图和实例对本实用新型作进一步说明：
如图1所示，气液联合搅拌文丘里管—全混合厌氧消化反应器，在全混合厌氧消化反应器5的外部安装含有文丘里管1的多级外循环管路2，在发酵过程中，可以通过循环泵6将发酵液从Ax（其中x=1，2，3···N,N由反应器的搅拌级数来确定）吸出，通过文丘里管1和外循环管路2，再从Bx射入，沼气在射入位置的上部形成搅拌作用，而且可以达到防止发酵液上层结壳的作用，液体则在射入位置的下部形成搅拌作用，其中沼液出口的最下端一级应高于活性污泥层，另一方面配备有自动化控制设备和变速器，实现定时自动进料、自动搅拌，并且可以根据发酵过程的不同情况，对发酵原料进行不同形式、不同程度的搅拌。
优选地，循环泵6安装在出水端的最下面一级，沼液由于重力作用，可以自行流到泵处，为泵提高足够的沼液，可使泵更好的工作，而且方便安装和维修。
优选地，在外循环管路2上安装文丘里管1，文丘里管1的进气口10与气柜相连，利用文丘里管的原理来达到气液搅拌和破壳的效果。
优选地，在文丘里管1的进气口段加一个沼气开关，可以有效的控制沼气的进气量，从而控制气体搅拌的程度。
优选地，外循环管路2的沼液出口端到文丘里管1的管道直径应大于沼液进口端的管道直径，不但能保证文丘里管有够的压力，而且可以确保沼液射流进入反应器。
优选地，在沼液射入端口安装一个水力喷射器，来增强搅拌效果。
优选地，该多级气液联合搅拌文丘里管—全混合厌氧消化反应装置配备有自动化控制设备和变速器，实现定时自动进料、自动搅拌，并且可以根据发酵过程的不同情况，对发酵原料进行不同形式、不同程度的搅拌。
本实用新型实现了多级的气液联合搅拌，可以根据发酵过程的不同情况，对发酵原料进行不同形式、不同程度的搅拌，解决了液面结壳的现象，保证发酵完全、产气均匀，从而提高产气效率，提供了一种罐内设备少、结构简单、施工维修简便、搅拌效果好、效率高、运转设备费用低的厌氧反应装置。
上面以举例的方式对本实用新型进行了说明，但本发明不限于上述具体实施例，凡基于本实用新型所做的任何改动或变型均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (8)

1.气液联合搅拌文丘里管—全混合厌氧消化反应器，其特征是：在全混合厌氧消化反应器（5）的外部安装含有文丘里管（1）的多级外循环管路（2），在发酵过程中，可以通过循环泵（6）将发酵液从Ax（其中x=1，2，3···N,N由反应器的搅拌级数来确定）吸出，通过文丘里管（1）和外循环管路（2），再从Bx射入，沼气在射入位置的上部形成搅拌作用，而且可以达到防止发酵液上层结壳的效果，液体在射入位置的下部形成搅拌作用，其中沼液出口的最下端一级应高于活性污泥层，另一方面，气液联合搅拌文丘里管—全混合厌氧消化反应器配备有自动化控制设备和变速器，实现定时自动进料、自动搅拌，并且可以根据发酵过程的不同情况，对发酵原料进行不同形式、不同程度的搅拌。
2.根据权利要求1所述的气液联合搅拌文丘里管—全混合厌氧消化反应器，其特征是：在全混合厌氧消化反应器（5）的侧面安装多级外循环管路（2），各级之间相互连通，只需通过开关来控制循环的级数，且通过一个循环泵（6）便可实现多级循环，以达到低耗能、低成本的目的。
3.根据权利要求1或2所述的气液联合搅拌文丘里管—全混合厌氧消化反应器，其特征是：把循环泵（6）安装在出水端的最下面一级，沼液由于重力作用，可以自行流到泵处，为泵提供足够的沼液，可使泵更好的工作，而且方便安装和维修。
4.根据权利要求1或2所述的气液联合搅拌文丘里管—全混合厌氧消化反应器，其特征是：在外循环管路（2）上安装文丘里管（1），文丘里管（1）的进气口与气柜相连，利用文丘里管的原理来达到气液搅拌和破壳的效果。
5.根据权利要求4所述的气液联合搅拌文丘里管—全混合厌氧消化反应器，其特征是：在文丘里管（1）的进气口端加一个沼气开关，可以有效的控制沼气的进气量，从而控制气体搅拌的程度。
6.根据权利要求1或2所述的气液联合搅拌文丘里管—全混合厌氧消化反应器，其特征是：外循环管路（2）的沼液出口端到文丘里管（1）的管道直径应大于沼液进口端的管道直径，不但能保证文丘里管有足够的压力，而且可以确保沼液射流进入反应器。
7.根据权利要求6所述的气液联合搅拌文丘里管—全混合厌氧消化反应器，其特征是：在沼液进口端安装一个水力喷射器，来增强搅拌效果。
8.根据权利要求1所述的气液联合搅拌文丘里管—全混合厌氧消化反应器，其特征是：该装置配备有自动化控制设备和变速器，实现定时自动进料、自动搅拌，并且可以根据发酵过程的不同情况，对发酵原料进行不同形式、不同程度的搅拌。
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CN114590983A (zh) * 2022-03-16 2022-06-07 上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司 消化系统、处理污泥的消化系统及混合液的处理方法

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