CN208883883U - 一种自沉式双层干式厌氧发酵装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自沉式双层干式厌氧发酵装置，包括厌氧发酵反应器罐体1，所述罐体为横向布置，罐体顶部设有检修和观察口4、集气罩5、发酵参数监测口9、气体出口11和安全阀10；罐体的一端设有进料口7和出料口8；罐体内中部设有隔板2，隔板从罐体进料口端向相对端倾斜，隔板下倾的末端不与罐体相连接，且隔板末端与罐体之间留有充足的物料输送空间；罐体底部设有底板3，底板上方和隔板上方均设有贯穿罐体的搅拌装置14，搅拌装置由搅拌轴和位于搅拌轴上的搅拌叶片15组成，搅拌装置具有均匀混合物料和物料配合物料导流的作用。

Description

一种自沉式双层干式厌氧发酵装置

技术领域

本实用新型涉及干式厌氧发酵领域，具体涉及一种自沉式双层干式厌氧发酵装置。

背景技术

干式厌氧发酵通常是指发酵原料的干物质含量在15%～40%，发酵过程有机负荷高，工程占地少，发酵原料呈固态，发酵工艺具有更高的原料利用范围，发酵过程中不产生污水，无沼液消纳问题，发酵剩余物可制成有机肥料，基本上实现零污染物排放，经济效益较好，能量呈正效应。干法厌氧发酵工艺是处理废弃物最好的选择之一，在世界清洁能源供给中承担关键角色。

现有的干发酵工艺可分为连续式和间歇式。

间歇式：以德国BIOFERM公司、BEKON公司研究开发的车库式干发酵为代表，系统无搅拌，主要依赖于新旧物料的混合达到接种的目的，在解决大规模快速进出料与反应器厌氧密封状态之间的矛盾、工艺条件的工程调控等方面带来了新的思路，但仍然存在设备装备结构复杂、投资偏高、操作复杂、系统安全运行要求高的问题。

连续式干发酵主要包括Kompogas卧式推流发酵工艺，Dranco 竖式推流发酵工艺，Linde-LARAN卧式推流发酵工艺和Valorga 竖式沼气搅拌工艺4种。一方由于国外设备工程造价较高；另一方面由于国外的干发酵技术多用于农业领域的能源作物，物料均质单一，所以上述国外成熟的干发酵搅拌工艺技术照搬过来并不符合我国垃圾处理的需求。

我国对干式厌氧发酵技术的研究较少，一些高校和研究所也只是进行了实验室规模的小试研究。干式厌氧消化技术的研究进展一直很慢，其主要原因是随着固体含量的增高，许多影响微生物活性的条件变得更为严格。干式发酵系统的难点在于：（1）生物反应高固体含率的条件下进行，高固体含量给搅拌装置的选择和动力配给带来了困难；（2）需要让进料与接种物充分混合，防止反应器局部有机负荷超高以及消化物质的酸化，运行中存在着较高的不稳定性。因此，干式发酵的机理与工艺条件方面均有许多领域需要进一步研究。

干法发酵在被用于废弃物处理和残余垃圾处理时的优点是：能够处理含固率较高的有机废弃物，其发酵前的原材料制备处理成本低，在被计量投入发酵反应器前一般不需要对杂质做进一步的剔除，立式发酵多用于湿式发酵，对于固含量较高的干式发酵常用的是卧式发酵。但是由于卧式干法发酵装置一般采用卧式方柱结构或卧式圆柱形结构，发酵罐整体结构较为细长，比表面积较大，导致反应装置的散热面积较大，不利于发酵反应时温度的稳定控制，同时为了使发酵物料得到充分的反应时间，一般反应装置都很长，反应装置的搅拌装置也相应的较长，设计复杂，机械加工难度大，成本高，投资大。所以，反应器的腔体结构和搅拌排布设计方式，对物料的处理效果影响较大。

实用新型内容

针对上述情况，本实用新型提供了一种自沉式双层干式厌氧发酵装置，包括厌氧发酵反应器罐体1，所述罐体为横向布置，罐体顶部设有检修和观察口4、集气罩5、发酵参数监测口9、气体出口11和安全阀10。

罐体的一端设有进料口7和出料口8；罐体内中部设有隔板2，隔板从罐体进料口端向相对端倾斜，隔板下倾的末端不与罐体相连接，且隔板末端与罐体之间留有充足的物料输送空间；罐体底部设有底板3，底板上方和隔板上方均设有贯穿罐体的搅拌装置14，搅拌装置由搅拌轴和位于搅拌轴上的搅拌叶片15组成，搅拌装置具有均匀混合物料和物料配合物料导流的作用。罐体底部设有底板3，底板向出料口方向倾斜。

所述隔板向下倾斜角度为1~30°，所述底板向出料口方向倾斜1~30°，湿度较低的发酵物料通过进料泵输送进入反应器后，可通过其自身的重力作用，在搅拌装置的辅助下缓慢流向出口，大幅度降低反应器内部物料输送的能量消耗，且可避免死角处物料堆积。

所述隔板上设置少量孔径适宜的物料流通孔，该物料流通孔平衡发酵罐上下室的蠕动压力，还设有加热装置13。

所述罐体底部设有曝气扰动加热器6，气体从罐体底部的气体进口12进入，通过返流曝气的控制能够快速调节反应器内部的最佳发酵温度和发酵气体环境。

所述罐体外部设有保温层，当发酵装置埋于地下或半地下时减少或取消保温设置。

所述自动感应探测口9具体为温度、压力、气体浓度中的一种或者多种发酵参数的监视和测量口。

所述集气罩分布于罐体顶部两侧和中部，两侧和中部的集气罩上均设有气体出口。

本实用新型的有益效果在于：本装置巧妙的处理了目前干式发酵装备应用困难的问题：自沉式双层设计方便物料进出，更节能；双层设计占地省，反应装置腔体占地更短，避免了腔体过长，搅拌装置难以搅动物料的问题，上下腔体独立搅拌物料搅拌更加均一；加热装置处于反应器中部，且底部设有反流曝气系统二次加热，此设计节能加热效果也更好。

综上所述，自沉式双层干式厌氧发酵装置因其设计的节能、建造成本较现有主流反应装置较为节省，成功的解决了困扰干式发酵搅拌难、控温难的问题，适宜处理村镇生活垃圾、农林废弃生物质、餐厨垃圾等。

附图说明

图1为本实用新型提供的自沉式双层干式厌氧发酵装置的结构示意图。

图2为自沉式双层干式厌氧发酵装置中厌氧发酵罐的俯视图。

图3为利用本自沉式双层干式厌氧发酵装置的工艺流程图。

其中：1. 反应器罐体，2.隔板，3.底板，4. 检修和观察口，5. 集气罩，6. 曝气扰动加热器，7. 进料口，8. 残渣出料口，9. 自动感应探测口，10. 安全阀，11. 气体出口，12. 气体进口，13. 加热装置，14. 搅拌装置，15. 搅拌叶片，16. 自沉式双层干式厌氧发酵装置，17.原料泵，18.第一污泥泵，19.第二污泥泵，20. 污泥罐，21.气液二次分离罐，22.粉碎机。

具体实施方式

根据下述实施例，可以更好地理解本实用新型。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本实用新型，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本实用新型。

实施例1

一种自沉式双层干式厌氧发酵装置，如图1、图2所示，包括厌氧发酵反应器罐体1，所述罐体为横向布置，罐体顶部设有检修和观察口4、集气罩5、发酵参数监测口9、气体出口11和安全阀10。

罐体的一端设有进料口7和出料口8；罐体内中部设有隔板2，隔板从罐体进料口端向相对端倾斜30°，隔板下倾的末端与罐体之间留有充足的物料输送空间；罐体底板上方和隔板上方均设有贯穿罐体的搅拌装置14，搅拌装置由搅拌轴和位于搅拌轴上的搅拌叶片15组成，搅拌装置具有均匀混合物料和物料配合物料导流的作用。罐体底部设有底板3，底板向出料口方向倾斜30°。

隔板上设置少量孔径适宜的物料流通孔。

罐体底部设有曝气扰动加热器6，气体从罐体底部的气体进口进入，通过返流曝气的控制能够快速调节反应器内部的最佳发酵温度和发酵气体环境。所述罐体外部设有保温层。所述发酵参数监测口9具体为温度、压力、气体浓度中的一种或者多种发酵参数的监视和测量口。

本实用新型所述装置物料进出方便，更节能；双层设计占地省，上下腔体独立搅拌物料搅拌更加均一；加热装置处于反应器中部，且底部设有反流曝气系统二次加热，此设计节能加热效果也更好。

实施例2

本实施例说明利用本实用新型所述装置进行发酵的工艺流程，如图3所示。

该自沉式双层干式厌氧发酵装置包括厌氧发酵反应器罐体1，所述罐体为横向布置，罐体顶部设有检修和观察口4、集气罩5、发酵参数监测口9、气体出口11和安全阀10。罐体内中部设有隔板2，隔板从罐体进料口端向相对端倾斜20°。罐体底部设有底板3，底板向出料口方向倾斜20°。粉碎机和原料泵通过输送管线与干式厌氧发酵罐的进料口相连，污泥罐的进口与干式厌氧发酵装置的出料口通过污泥泵和管线相连，污泥罐的另一进口与气液二次分离罐的底部出口通过污泥泵和管线相连。气液二次分离罐的进口与干式厌氧发酵装置气体出口相连，第二进口与污泥罐顶部出口相连。

所述隔板设有加热装置，罐体底部设有的曝气扰动加热器二次加热。罐体外部设有保温层增强保温性能。罐体安装时，底部部分可以埋于地面下，增强保温性能。

采用本装置的发酵工艺，节约能源、建造成本较现有主流反应装置较为节省，成功的解决了困扰干式发酵搅拌难、控温难的问题，适宜处理村镇生活垃圾、农林废弃生物质、餐厨垃圾等。

Claims (8)

1.一种自沉式双层干式厌氧发酵装置，其特征在于，包括厌氧发酵反应器罐体（1），所述罐体为横向布置，罐体顶部设有检修和观察口（4）、集气罩（5）、自动感应探测口（9）、气体出口（11）和安全阀（10）；罐体的一端设有进料口（7）和出料口（8）；罐体内中部设有隔板（2），隔板从罐体进料口端向相对端倾斜，隔板下倾的末端不与罐体相连接；底板上方和隔板上方均设有贯穿罐体的搅拌器（14），搅拌器由搅拌轴和位于搅拌轴上的搅拌叶片（15）组成；罐体底部设有底板（3），底板向出料口方向倾斜。

2.根据权利要求1所述的自沉式双层干式厌氧发酵装置，其特征在于，所述隔板向下倾斜角度为1~30°，所述底板向出料口方向倾斜1~30°。

3.根据权利要求1所述的自沉式双层干式厌氧发酵装置，其特征在于，所述隔板上设置有物料流通孔，还设有加热装置（13）。

4.根据权利要求1所述的自沉式双层干式厌氧发酵装置，其特征在于，所述罐体底部设有曝气扰动加热器（6），气体从罐体底部的气体进口（12）进入。

5.根据权利要求1所述的自沉式双层干式厌氧发酵装置，其特征在于，所述罐体外部设有保温层，当发酵装置埋于地下或半地下时减少或取消保温设置。

6.根据权利要求1所述的自沉式双层干式厌氧发酵装置，其特征在于，所述自动感应探测口（9）为温度、压力、气体浓度中的一种或者多种发酵参数的监视和测量口。

7.根据权利要求2所述的自沉式双层干式厌氧发酵装置，其特征在于，所述隔板向下倾斜角度为30°，所述底板向出料口方向倾斜30°。

8.根据权利要求1所述的自沉式双层干式厌氧发酵装置，其特征在于，所述集气罩分布于罐体顶部两侧和中部，两侧和中部的集气罩上均设有气体出口。