CN208292993U - 大型畜禽粪便秸秆混合原料厌氧发酵罐的多层搅拌装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大型畜禽粪便秸秆混合原料厌氧发酵罐的多层搅拌装置，发酵罐内中心纵向设置有搅拌轴，搅拌轴上均布安装多层搅拌器，第一层搅拌器安装在发酵罐内上部，第一层搅拌器上安装破壳旋桨式叶片与水平面呈上翻30～45°倾角，破壳旋桨式叶片推动物料向上打散物料并进行破壳；下面多层搅拌器上安装下压旋桨式叶片与水平面呈下压30～45°倾角，推动物料由下而上的对流的循环流场将物料搅拌分散混合均匀，搅拌器的转速为15～18转/分,本实用新型多层搅拌装置适合大型厌氧发酵罐，且罐体高径比大，畜禽粪便秸秆混合原料发酵处理量大，避免堵塞，能耗低，破壳率高、产气率高。

Description

大型畜禽粪便秸秆混合原料厌氧发酵罐的多层搅拌装置

技术领域

本实用新型涉及一种大型畜禽粪便秸秆混合原料厌氧发酵罐的多层搅拌装置，属于生物发酵技术领域。

背景技术

畜禽养殖业是我国农村经济优势产业，规模化畜禽养殖场成为主体，同时也带来了严重的污染问题，沼气工程是畜禽养殖场废弃物污染治理的最有效解决办法，沼气工程具有能源、生态和经济等较好的综合效益，采用厌氧消化技术处理各类有机废弃物降解并制取清洁能源沼气的系统工程设备，其利用厌氧微生物活动将有机物分解为甲烷、二氧化碳和水，使物料得到减量化、稳定化、资源化的处理处置。同时，农村耕种水稻、玉米、小麦产生大量的秸秆，农作物秸秆成为农村面源污染的新源头，在田间焚烧，产生了大量浓重的烟雾，影响农村及城市环境，提高农作物秸秆的综合开发利用，其一推动秸秆再生能源，特别是生物燃料，其二，可以针对农村沼气发酵中畜禽粪便原料的不足，提高沼气池利用率，为弥补沼气发酵原料单一及不足，将秸秆与畜禽粪便混合作为发酵原料，这样可以解决当前厌氧发酵原料问题。

目前，畜禽粪便秸秆混合原料厌氧发酵实际运行过程中普遍存在着原料浓度低、发酵温度低、产气率低，沼液量大且难以有效再循环利用等诸多问题，关键在于沼气设备存在能耗大、效率低，冬季不能正常运行等明显突出。如完全混合式厌氧发酵模式，进料浓度要求在8%以下，属低浓度厌氧发酵水平；物料浓度越低，所含有的可以转化成沼气（甲烷）的有效成分就越少，发酵温度不高，温度通过对厌氧微生物细胞内某些酶的活性的影响，而影响微生物的生长率和微生物对基质的代谢速率。还有卧式螺带搅拌发酵属干法沼气发酵，干物质浓度达20%以上，利用厌氧菌将其分解成甲烷等气体的发酵工艺，由于其发酵原料干物质浓度高，导致进出料难，传热传质不均，产气率明显降低。

还有现采用的立式搅拌厌氧发酵罐体偏小，发酵罐处理物料容量较小，沼气产气率低；同时罐体高径比较小，输送原料高度低，罐内中心搅拌轴相应短，设置在中心搅拌轴上的搅拌器层数相对较少(一层或二层)，中心搅拌轴上搅拌叶片剪切力有限，原料搅拌分散不充分均匀，厌氧发酵过程中易在反应器上部形成浮渣层并硬化结壳，中心搅拌轴上搅拌叶片很难及时完成破壳处理，沼气产气率明显降低，且沼气无法顺利进入储气装置中，影响发酵系统正常运行。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是现有畜禽粪便秸秆混合原料厌氧发酵设备较小，处理容量较低，发酵设备结构不合理，原料易结壳，搅拌破壳困难且搅拌分散不充分均匀，沼气产气率低的问题，提供一种大型畜禽粪便秸秆混合原料厌氧发酵罐的多层搅拌装置，通过加大罐的高径比，增大罐发酵处理容量，竖式搅拌搅拌分散混合充分，能耗低，达到破壳率高、产气率高之效果。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种大型畜禽粪便秸秆混合原料厌氧发酵罐的多层搅拌装置，包括发酵罐，发酵罐上设置电机减速传动装置，其特征在于：所述发酵罐内中心纵向设置有搅拌轴，所述搅拌轴上均布安装搅拌器，所述搅拌轴下端设置在发酵罐内底部，所述搅拌轴上端穿出发酵罐顶，所述电机减速传动装置驱动中心搅拌轴。

作为优选，所述搅拌器为轴套筒上安装旋桨式叶片，所述旋桨式叶片面上翻或下压与水平面呈30°～45°倾角，所述旋桨式叶片至少设置二个且为可拆式。

作为优选，所述搅拌轴上设置多层搅拌器为三层或三层以上，所述第一层搅拌器安装在发酵罐内上端，所述第一层搅拌器上安装破壳旋桨式叶片，所述破壳旋桨式叶片处于物料液面，所述破壳旋桨式叶片面与水平面呈上翻30°～45°倾角，破壳旋桨式叶片推动物料流动轨迹是向上打散物料并进行破壳搅拌；所述第一层下面多层搅拌器上安装下压旋桨式叶片，下压旋桨式叶片与水平面呈下压30°～45°倾角，物料流动轨迹是由下而上的对流的循环流场，下压旋桨式叶片将物料搅拌分散混合均匀。

作为优选，所述旋桨式叶片为二叶片，所述相邻两层搅拌器的旋桨式叶片互相错开90°安装在搅拌轴上，所述搅拌器的转速为15～18转/分。

作为优选，所述发酵罐内底部安装有支撑架，所述中心搅拌轴下端通过底轴承安装在支撑架上。

作为优选，所述发酵罐高径比为0.9～1.2:1，所述发酵罐直径18～22米，所述发酵罐底部圆周角固装一圈斜钢板。

作为优选，所述发酵罐顶与搅拌轴连接处安装有水封。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

1、本实用新型大型厌氧发酵罐多层搅拌装置，由于发酵罐体直径加大其处理容量增大，通过发酵罐内设置搅拌轴及搅拌器，并且发酵罐体高径比达0.9～1.2:1，便于在搅拌轴上设置至少三层搅拌器，甚至更多层搅拌器，搅拌器的层间距小，加强了物料的对流循环，使得罐内流场更集中，达到分散混匀效果的时间更短，有效处理发酵物料，提高产气率。

2、本实用新型大型厌氧发酵罐多层搅拌装置，由于将第一层搅拌器安装在发酵罐内上端液面下，且将第一层搅拌器上安装与水平面呈上翻30°～45°倾角的破壳旋桨式叶片，破壳旋桨式叶片将物料推向上流动且打散物料结壳；第一层下多层搅拌器安装与水平面呈上压30°～45°倾角的下压旋桨式叶片，下压旋桨式叶片将物料流动轨迹是由下而上的对流的循环流场，使每层搅拌器的旋桨式叶片充分搅拌物料混合，并达到搅拌器的旋桨式叶片搅拌物料均匀及破壳作用。

3、本实用新型大型厌氧发酵罐多层搅拌装置，由于发酵罐内纵向安装有搅拌轴，搅拌轴上端穿出发酵罐顶，搅拌轴与发酵罐顶连接处安装有水封，搅拌轴下端通过底轴承安装在支撑架上，搅拌器运行过程中，发酵罐内少量的砂子、杂质等不溶性固体沉于发酵罐底部中心，久而久之易将底轴承埋住进入衬套处，底部增加了支撑架，大大提高衬套使用寿命，也增加了搅拌装置的使用时间；同时发酵罐底部圆周角固装倾一圈斜钢板，也是避免物料堆积在罐底，搅拌不分散均匀。

附图说明

图1是本实用新型大型厌氧发酵罐多层搅拌装置的电机减速传动及中心搅拌轴的结构示意图；

图2是本实用新型大型厌氧发酵罐多层搅拌装置的搅拌器的结构示意图；

1-电机减速传动装置，2-水封，3-发酵罐，4-搅拌轴，5-搅拌器，6-旋桨式叶片，7-轴套筒，8-破壳旋桨式叶片，9-下压旋桨式叶片，10-底轴承，11-支撑架，12-斜钢板。

具体实施方式

为了更好的理解本实用新型，下面结合具体实施对本实用新型进行进一步的描述。

参见图1、2，本实用新型提供一种大型畜禽粪便秸秆混合原料厌氧发酵罐3的多层搅拌装置。电机减速传动装置1包括电机、减速机、联轴器、机架、填料箱、安装底板。

发酵罐3，发酵罐制成高径比为1.2:1的圆柱容器，发酵罐直径20米，发酵罐3内畜禽粪便秸秆混合原料容量5500立方米。

发酵罐3内中心纵向安装搅拌轴4，搅拌轴4上端穿出发酵罐3顶，发酵罐3顶与搅拌轴4连接处安装有水封2，起物料密封作用，搅拌轴4通过联轴器与电机减速传动装置1联接，电机减速传动装置1驱动搅拌轴4；搅拌轴4下端设置在发酵罐3内底部，发酵罐3内底部安装有支撑架11，搅拌轴4下端通过底轴承10安装在支撑架11上，底部增加了支撑架11的高度，搅拌器5运行过程中，避免发酵罐3内少量的沙子、杂质等不溶性固体沉于发酵罐3底部中心的底轴承10处，延长底轴承10及搅拌器5的使用寿命，发酵罐3底部圆周角固装一圈斜钢板12，防止罐底产出搅拌死角物料堆积，利于物料循环利用。

发酵罐3内搅拌轴4上均布安装四层搅拌器5，搅拌器5为轴套筒7上安装旋桨式叶片6，旋桨式叶片6面与水平面呈45°倾角，旋桨式叶片6至少设置二个且为可拆式；第一层搅拌器5安装在发酵罐3内上端，第一层搅拌器5上安装破壳旋桨式叶片8并处于物料液面上，破壳旋桨式叶片8面与水平面呈上翻45°倾角，物料流动轨迹是向上，破壳旋桨式叶片8打散物料，避免物料结壳；第二、三、四层多层搅拌器5上安装下压旋桨式叶片9，下压旋桨式叶片9与水平面呈上压45°倾角，物料流动轨迹是由下而上的对流的循环流场。当旋桨式叶片6为二叶片时，相邻两层搅拌器5的旋桨式叶片6互相错开90°安装在搅拌轴4上，搅拌器5的转速为15～18转/分。

向发酵罐3内连续投料，物料温度35～38℃，电机减速传动装置1驱动搅拌轴4及四层搅拌器5，低速时物料呈对流循环状态，高速时呈湍流分散状态，第一层搅拌器5使物料流动轨迹是向上，第二、三、四层搅拌器5使物料由下而上形成对流的循环流场，均匀的螺旋扭曲，使其每个径向点都保持同样的轴向排液速率，分散状态，较大的旋桨式叶片倾角及端部的螺旋扭曲度，能使用搅拌器5的过渡流甚至湍流时都能达到较高的流动场。将更多的剪切能转化为循环能，第一层将打散液位处大面积的物料，第二、三、四层到将达到物料在发酵罐3内充分混匀、悬浮的效果。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (7)

1.一种大型畜禽粪便秸秆混合原料厌氧发酵罐的多层搅拌装置，包括发酵罐，发酵罐上设置电机减速传动装置，其特征在于：所述发酵罐内中心纵向设置有搅拌轴，所述搅拌轴上均布安装搅拌器，所述搅拌轴下端设置在发酵罐内底部，所述搅拌轴上端穿出发酵罐顶，所述电机减速传动装置驱动中心搅拌轴。

2.根据权利要求1所述的一种大型畜禽粪便秸秆混合原料厌氧发酵罐的多层搅拌装置，其特征在于：所述搅拌器为轴套筒上安装旋桨式叶片，所述旋桨式叶片面上翻或下压与水平面呈30～45°倾角，所述旋桨式叶片至少设置二个且为可拆式。

3.根据权利要求2所述的一种大型畜禽粪便秸秆混合原料厌氧发酵罐的多层搅拌装置，其特征在于：所述旋桨式叶片为二叶片，所述相邻两层搅拌器的旋桨式叶片互相错开90°安装在搅拌轴上，所述搅拌器的转速为15～18转/分。

4.根据权利要求1或2所述的一种大型畜禽粪便秸秆混合原料厌氧发酵罐的多层搅拌装置，其特征在于：所述搅拌轴上设置多层搅拌器为三层或三层以上，所述第一层搅拌器安装在发酵罐内上端，所述第一层搅拌器上安装破壳旋桨式叶片，所述破壳旋桨式叶片处于物料液面，所述破壳旋桨式叶片面与水平面呈上翻30～45°倾角，破壳旋桨式叶片推动物料流动轨迹是向上打散物料并进行破壳搅拌；所述第一层下面多层搅拌器上安装下压旋桨式叶片，下压旋桨式叶片与水平面呈下压30～45°倾角，物料流动轨迹是由下而上的对流的循环流场，下压旋桨式叶片将物料搅拌分散混合均匀。

5.根据权利要求1所述的一种大型畜禽粪便秸秆混合原料厌氧发酵罐的多层搅拌装置，其特征在于：所述发酵罐内底部安装有支撑架，所述中心搅拌轴下端通过底轴承安装在支撑架上。

6.根据权利要求1所述的一种大型畜禽粪便秸秆混合原料厌氧发酵罐的多层搅拌装置，其特征在于：所述发酵罐高径比为0.9～1.2:1，所述发酵罐直径18～22米，所述发酵罐底部圆周角固装一圈斜钢板。

7.根据权利要求1所述的一种大型畜禽粪便秸秆混合原料厌氧发酵罐的多层搅拌装置，其特征在于：所述发酵罐顶与搅拌轴连接处安装有水封。