CN205999388U - 一种日光增温水蓄能厌氧发酵反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种日光增温水蓄能厌氧发酵反应器,属于环境保护与可再生能源领域，卧式圆柱罐罐体设计成真空夹层结构，可减少热量散失；卧式圆柱罐下部设有蓄热换热水箱，能起到很好的蓄能换热作用；真空集热管设在卧式圆柱罐底部，不用通过泵循环可直接传热，节能、增温效果好；蓄热换热水箱内设有电加热棒，阴天能够补偿增温；滑动叶翅反作用推进全混合搅拌的结构设计，驱动轻便省力、动力消耗低，搅拌效果好。整套装置增保温效果好，操作方便，不耗用外加能源增温，产气率高，可以保证寒冷地区冬季正常使用。

Description

一种日光增温水蓄能厌氧发酵反应器

技术领域

本实用新型属于环境保护与可再生能源领域，特别涉及一种全新结构厌氧反应器及其附属设施。

背景技术

我国畜禽粪便、秸秆等农业废弃物资源丰富，但利用率较低，乱堆乱放现象随处可见，环境污染严重，影响了农村卫生环境和农民生活质量。沼气技术是解决农村环境污染、有效利用农业废弃物资源的重要途径，在农业废弃物处理和资源化利用方面具有明显的优势，它可以将农业废弃物转化成清洁能源沼气和优质沼肥，实现废弃物无害化处理，减少温室气体排放。目前，沼气技术在我国南方应用较为广泛，推广情况较好。北方地区受冬季低温影响，冬季产气需能大，传统的沼气反应器由于保温设施简陋、冬季产气需要燃烧大量的燃煤，经济效益差，农民使用沼气的积极性不高，基本处于半年产气半年停的状态，如何保证沼气冬季发酵温度，且不耗用常规能源是广大科技工作者研究的一个方向和需要解决的难题。另外，现有的中小型沼气工程搅拌装置结构复杂造价较高、运转耗能大，搅拌效果不理想产气率低等影响和限制其推广应用。为解决目前我国农村中小型沼气工程中存在的技术问题，开发一种日光增温水蓄能厌氧发酵反应器十分必要。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：本实用新型提供一种日光增温水蓄能厌氧发酵反应器，使其能够充分利用太阳能来为发酵料液增温，并且采用最有效的增温保温技术措施，使吸收的能量很好的保持住，尽最大限度减少反应器内发酵原料的热量损失。

为达到上述目的，本实用新型提出了如下技术方案：

一种日光增温水蓄能厌氧发酵反应器，其特征是：包括卧式圆柱罐、滑键轴、减速机、滑动叶翅、拨料杆、进料口、倒顺开关、出料管、出料阀、蓄热换热水箱、真空集热管、膨胀管、膨胀水箱、通气孔、反光板、操作平台、支撑架、温度控制仪、引口、引口盖、出气管、木垫板、内胆、外胆、罐体外保温及温度传感器Ⅰ；

所述卧式圆柱罐安装于木垫板上，卧式圆柱罐罐体设置为内胆、外胆双层结构，两胆的中间抽成真空，形成真空夹层，其中内胆的内表面上有防热辐射涂料层，卧式圆柱罐的顶部设有引口，且卧式圆柱罐、蓄热换热水箱和膨胀水箱整体位于罐体外保温的内部，其中罐体外保温为高分子聚氨酯发泡材料喷涂层，卧式圆柱罐罐体内设有温度传感器Ⅰ，且温度传感器Ⅱ连接于温度控制仪；

所述滑键轴安装在卧式圆柱罐上，滑键轴的一端与减速机连接，另一端焊接有拨料杆，其中拨料杆位于进料口下方；

所述滑动叶翅设置在滑键轴上，滑动叶翅由减速机带动，在转动的同时沿轴向滑移；

所述进料口焊接于卧式圆柱罐上部，其下端伸入到卧式圆柱罐内部液面以下；

所述倒顺开关安装于支撑架上，并通过导线与减速机的接线柱连接；

所述出料管焊接于卧式圆柱罐尾部，且出料管上设有出料阀；

所述蓄热换热水箱焊接于卧式圆柱罐的下面，且与位于其下面的真空集热管连接相通；

所述真空集热管一侧面通过膨胀管与膨胀水箱连接相通；

所述膨胀水箱顶部与通气孔连接相通；

所述反光板安装于真空集热管下部；

所述操作平台焊接于支撑架上；

所述温度控制仪安装于操作平台下部；

所述引口的顶部设有引口盖，其中引口盖上焊有出气管。

更进一步，所述木垫板安装在支撑架上。

更进一步，所述减速机安装于减速机座上，且减速机座焊接于支撑架上。

更进一步，所述蓄热换热水箱内部设有温度传感器Ⅱ和电加热棒，其中温度传感器Ⅱ连接于温度控制仪，且蓄热换热水箱两侧顶部分别安装有排气阀Ⅰ和排气阀Ⅱ并与其相连通。

通过上述设计方案，本实用新型可以带来如下有益效果：本实用新型在反应器卧式圆柱罐内部设有滑动叶翅反作用推进全混合搅拌，可通过减速机带动滑动叶翅边转动边推进，从而实现发酵料液的充分混合搅拌，驱动轻便省力，动力消耗低，拨料杆便于布料，防止物料堆积。冬季运行时，系统白天利用太阳能吸收的能量足以补偿其在夜间所散失的能量，使系统在不耗用任何外加能源的情况下，能够保证正常发酵产气。其优点在于增保温效果好，不耗用外加能源，产气率高，可以保证寒冷地区冬季正常使用。

本实用新型反应器卧式圆柱罐罐体设计成内胆和外胆双层结构，中间抽成真空，有效防止热量以对流方式向外散失；内胆内表面涂有防热辐射涂料，有效减少热量以辐射形式向外散失；外胆采用非金属材料制成，并且卧式圆柱罐、蓄热换热水箱和膨胀水箱整体外部喷涂高分子聚氨酯绝热保温材料，可以很好解决热量以传导形式向外散失。卧式圆柱罐下部设有蓄热换热水箱，蓄热换热水箱与下部的真空集热管直接连通，利用太阳能使水箱中的水加热，同时热量不断地向反应器内料液传递，实现料液增温。真空集热管和蓄热换热水箱设置在卧式圆柱罐下方的好处是不用通过泵循环就可以将热量传递到上方的卧式圆柱罐内，而且以水介质间接传递能量可以防止集热管堵塞。同时，蓄热换热水箱中的水又能起到很好的蓄能作用，可以防止料液夜间温度骤然下降，维持正常发酵产气的温度。蓄热换热水箱内还设有电加热棒，正常情况不需启用，只有在连续阴天时启用，用以补偿发酵料液的热量散失。真空集热管下面设有反光板，通过光的反射使真空集热管底部吸热，从而提高真空集热管的吸热效率。采用滑动叶翅反作用推进全混合搅拌，驱动力矩小，减速机动力小，搅拌耗能低，同时靠料液的反作用力推动桨叶沿轴向向前滑动，可实现整个反应器即卧式圆柱罐内料液的混合搅拌，从而提高发酵产气率。反应器处于高位，便于内部料液的顺利排出。

总之本实用新型可依靠太阳能对发酵料液进行有效增温，并且依靠多重有效的保温措施确保冬季生产的发酵温度，加上加上蓄热换热水箱、膨胀水箱以及滑动叶翅反作用推进全混合搅拌的结构设计，共同保障其在正常低温条件下的稳定运行并且冬季增温不耗用外加能源。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明：

图1是本实用新型一种日光增温水蓄能厌氧发酵反应器的整体结构示意图。

图2是本实用新型一种日光增温水蓄能厌氧发酵反应器的卧式圆柱罐剖视图。

图中：1-卧式圆柱罐、2-滑键轴、3-减速机、4-滑动叶翅、5-拨料杆、6-进料口、7-倒顺开关、8-出料管、9-出料阀、10-蓄热换热水箱、11-真空集热管、12-膨胀管、13-膨胀水箱、14-通气孔、15-反光板、16-操作平台、17-支撑架、18-温度控制仪、19-引口、20-引口盖、21-出气管、22-木垫板、23-内胆、24-外胆、25-罐体外保温、26-温度传感器Ⅰ、27-减速机座、28-温度传感器Ⅱ、29-电加热棒、30-排气阀Ⅰ、31-排气阀Ⅱ。

具体实施方式

本实用新型一种日光增温水蓄能厌氧发酵反应器，如图1和图2所示，包括卧式圆柱罐1、滑键轴2、减速机3、滑动叶翅4、拨料杆5、减速机座27、倒顺开关7、进料口6、出料管8、出料阀9、蓄热换热水箱10、真空集热管11、膨胀管12、膨胀水箱13、通气孔14、反光板15、操作平台16、支撑架17、温度控制仪18及木垫板22，所述卧式圆柱罐1安装于木垫板22上，木垫板22安装于支撑架17上；所述滑键轴2安装于卧式圆柱罐1上，滑键轴2的一端与减速机3相连，减速机3安装于减速机座27上，减速机座27焊接于支撑架17上，另一端对应进料口6处焊有拨料杆5，滑动叶翅4安装于滑键轴2上，滑动叶翅4由减速机3带动，在转动的同时沿轴向滑移，倒顺开关7安装于支撑架17上，通过导线与减速机3的接线柱连接；所述进料口6焊接于卧式圆柱罐1的上部，其下端伸入到卧式圆柱罐1内部液面以下；所述出料管8焊接于卧式圆柱罐1尾部，且装有出料阀9；所述蓄热换热水箱10焊接于卧式圆柱罐1的下面，且与位于其下面的真空集热管11连接相通，一侧面通过膨胀管12与膨胀水箱13连接相通，膨胀水箱13顶部与通气孔14连接相通；所述反光板15安装于真空集热管11下部；所述操作平台16焊接于支撑架17上，温度控制仪18安装于操作平台16下部。

所述卧式圆柱罐1罐体设计成内胆23和外胆24双层结构，两胆的中间抽成真空，形成真空夹层，内胆23的内表面刷有防热辐射涂料层，外胆24采用非金属材料制成，卧式圆柱罐1的顶部设有引口19，所述引口19的顶部设有引口盖20，其中引口盖20上焊有出气管21，且卧式圆柱罐1、蓄热换热水箱10和膨胀水箱13整体位于罐体外保温25的内部，罐体外保温25采用高分子聚氨酯发泡材料喷涂制成，卧式圆柱罐1罐体内设温度传感器Ⅰ26连接于温度控制仪18。

所述蓄热换热水箱10内部设有温度传感器Ⅱ28和电加热棒29，温度传感器Ⅱ28连接于温度控制仪18，且蓄热换热水箱10两侧顶部分别安装有排气阀Ⅰ30和排气阀Ⅱ31并与其相连通。

运行前先将真空集热管11和蓄热换热水箱10加水，加水时间选择早晨太阳未升起之前或傍晚太阳落山之后，加水时将排气阀Ⅰ30和排气阀Ⅱ31打开，当排气阀Ⅰ30和排气阀Ⅱ31出水无气体溢出后，既加满水，然后停止加水，关闭排气阀Ⅰ30和排气阀Ⅱ31。将畜禽粪便堆成堆，用塑料膜覆盖堆沤3天～5天，然后通过进料口6送入卧式圆柱罐1内，根据卧式圆柱罐1的体积，计算出大概的进料量，按概算的进料量进料并向卧式圆柱罐1中加水，调整料液浓度在8％左右，冬季浓度稍高达到10％左右，并且液面高度要没过进料口6下端20cm,达到密封卧式圆柱罐1的目的，初次启动时，要加入30％左右的接种物，并且运行时通过温度控制仪18监测卧式圆柱罐1内料液温度和蓄热换热水箱10内水温，同时并测量料液的酸碱度，调控料液温度在30℃～35℃范围内，PH值在6.8～7.4范围内。正常运行后，每天利用倒顺开关7启动减速机3驱动滑键轴2带动滑动叶翅4搅拌料液三次，每次搅拌8～10分钟，产生的沼气提供给用户作生活燃料使用，每周更新一部分发酵原料，通过启动排料系统利用重力排出发酵料液的20％，再补充等量的新料，料液在卧式圆柱罐1内大概的水力滞留时间为35天，排出的沼肥用于农户的农业生产。

本实用新型可依靠太阳能对发酵料液进行有效增温，并且依靠多重有效的保温措施确保冬季生产的发酵温度，加上蓄热换热水箱10、膨胀水箱13以及滑动叶翅4反作用推进全混合搅拌的结构设计，共同保障其在正常低温条件下的稳定运行并且冬季增温不耗用外加能源。

本实用新型具有以下明显的社会效益：

1、人畜粪便投入沼气池发酵后，既能减少了农家肥料堆沤对环境的污染，又能有效地将寄生在人畜粪便的细菌性病源、病毒性病源、寄生性病源及蚊蝇虫卵杀灭，减少疾病传染发生，改善农户的卫生状况及居住环境。

2、扩大燃料资源，将原来不作燃料使用的人畜粪便及其他生活废料变成燃料加以利用，变废为宝，节约能源。

3、通过使用沼气，使广大农妇从烟熏火燎的传统炊事方式中解脱出来，既节约劳动力资源，又减少疾病传播。

4、增加有机肥料，促进无公害农产品生产，可以向社会提供大量的无公害农产品。

Claims (4)

1.一种日光增温水蓄能厌氧发酵反应器，其特征是：包括卧式圆柱罐(1)、滑键轴(2)、减速机(3)、滑动叶翅(4)、拨料杆(5)、进料口(6)、倒顺开关(7)、出料管(8)、出料阀(9)、蓄热换热水箱(10)、真空集热管(11)、膨胀管(12)、膨胀水箱(13)、通气孔(14)、反光板(15)、操作平台(16)、支撑架(17)、温度控制仪(18)、引口(19)、引口盖(20)、出气管(21)、木垫板(22)、内胆(23)、外胆(24)、罐体外保温(25)及温度传感器Ⅰ(26)；

所述卧式圆柱罐(1)安装于木垫板(22)上，卧式圆柱罐(1)罐体设置为内胆(23)、外胆(24)双层结构，两胆的中间抽成真空，形成真空夹层，其中内胆(23)的内表面上有防热辐射涂料层，卧式圆柱罐(1)的顶部设有引口(19)，且卧式圆柱罐(1)、蓄热换热水箱(10)和膨胀水箱(13)整体位于罐体外保温(25)的内部，其中罐体外保温(25)为高分子聚氨酯发泡材料喷涂层，卧式圆柱罐(1)罐体内设有温度传感器Ⅰ(26)，且温度传感器Ⅰ(26)连接于温度控制仪(18)；

所述滑键轴(2)安装在卧式圆柱罐(1)上，滑键轴(2)的一端与减速机(3)连接，另一端焊接有拨料杆(5)，其中拨料杆(5)位于进料口(6)下方；

所述滑动叶翅(4)设置在滑键轴(2)上，滑动叶翅(4)由减速机(3)带动，在转动的同时沿轴向滑移；

所述进料口(6)焊接于卧式圆柱罐(1)上部，其下端伸入到卧式圆柱罐(1)内部液面以下；

所述倒顺开关(7)安装于支撑架(17)上，并通过导线与减速机(3)的接线柱连接；

所述出料管(8)焊接于卧式圆柱罐(1)尾部，且出料管(8)上设有出料阀(9)；

所述蓄热换热水箱(10)焊接于卧式圆柱罐(1)的下面，且与位于其下面的真空集热管(11)连接相通；

所述真空集热管(11)的一侧面通过膨胀管(12)与膨胀水箱(13)连接相通；

所述膨胀水箱(13)顶部与通气孔(14)连接相通；

所述反光板(15)安装于真空集热管(11)下部；

所述操作平台(16)焊接于支撑架(17)上；

所述温度控制仪(18)安装于操作平台(16)下部；

所述引口(19)的顶部设有引口盖(20)，其中引口盖(20)上焊有出气管(21)。

2.根据权利要求1所述的一种日光增温水蓄能厌氧发酵反应器，其特征是：所述木垫板(22)安装在支撑架(17)上。

3.根据权利要求1所述的一种日光增温水蓄能厌氧发酵反应器，其特征是：所述减速机(3)安装于减速机座(27)上，且减速机座(27)焊接于支撑架(17)上。

4.根据权利要求1所述的一种日光增温水蓄能厌氧发酵反应器，其特征是：所述蓄热换热水箱(10)内部设有温度传感器Ⅱ(28)和电加热棒(29)，其中温度传感器Ⅱ(28)连接于温度控制仪(18)，且蓄热换热水箱(28)两侧顶部分别安装有排气阀Ⅰ(30)和排气阀Ⅱ(31)并与其相连通。