CN217535777U - 厌氧原位产甲烷反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种厌氧原位产甲烷反应器，包括主反应器、二氧化碳净化间、脱硫净化间、主厌氧间、好氧降解间、泵、甲烷气输出管和高压风机，所述二氧化碳净化间、脱硫净化间、主厌氧间、好氧降解间设于主反应器内，且主反应器内还设有隔墙、滤网、一级喷气管、喷嘴，主反应器外围设有溢流管、循环液管、管网、氧气管，主反应器底部设为大斜板。本发明可广泛应用在沼气工程系统中，主反应器可使沼气工程所产生的甲烷含量由60％左右可提高到93％左右，实现沼气工程原位产甲烷效果。可广泛应用在城乡工农业生产及人们生活所产生的有机污水和废弃物资源化处理中，是一种新的新能源环保装置。

Description

厌氧原位产甲烷反应器

技术领域

本实用新型属于新能源和环保技术领域，具体是指厌氧原位产甲烷反应器，可广泛应用在城乡工农业生产及人们生活所产生的有机污水和废弃物资源化处理中，是一种新能源环保装置。

背景技术

目前，还没有这种形式的厌氧原位产甲烷反应器，现有类似装置的沼气工程所产的沼气，普遍存在甲烷含量低，一般都在50-60％之间，后期再将沼气提纯为生物天然气，设备装置投资大，运行成本高，不能适应行业的发展需求，因此，开发一种可直接生产生物天然气(甲烷)反应器装置非常必要，这种厌氧原位产甲烷反应器非常实用。

实用新型内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本实用新型提供了一种厌氧原位产甲烷反应器，解决了沼气工程所产的沼气普遍存在甲烷含量低等问题，实现了反应器装置可直接生产生物天然气(甲烷)，是一种厌氧原位产甲烷反应器。

本实用新型采取的技术方案如下：本实用新型厌氧原位产甲烷反应器，包括主反应器、二氧化碳净化间、脱硫净化间、主厌氧间、好氧降解间、一级加压泵、二级加压泵、三级加压泵、料液循环泵、进料口、出液口、溢流管、排渣阀、排泥阀、排空阀、氧气流量泵、甲烷气输出管、热风炉、氧气增压泵和高压风机，所述二氧化碳净化间、脱硫净化间、主厌氧间、好氧降解间、料液循环泵、进料口、出液口设于主反应器内，且主反应器内还设有隔墙、滤网、一级喷气管、喷嘴、一级喷氧气嘴，主反应器外围设有溢流管、循环液管、管网、氧气管，主反应器底部设为大斜板。

所述好氧降解间顶部的管网经一级加压泵、一级喷气管、喷嘴，可将好氧降解间产生的气体喷入主厌氧间，通过厌氧产生沼气，加碱液阀、加酸液阀提供主厌氧间内的碱液或酸液，调节主厌氧间液料的酸碱度。

所述二氧化碳净化间的大部分设于主反应器内，小部分设于主反应器外，沼气管从二氧化碳净化间顶部穿过壳体进入二氧化碳净化间内，沼气管下端设有喷嘴，循环液管从二氧化碳净化间顶部穿过壳体进入二氧化碳净化间内，循环液管下端设有循环液喷头，二氧化碳净化间底部设有小斜板，且小斜板一边设有进出液口，二氧化碳净化间顶部设有管网，主厌氧间顶部的管网经二级加压泵、沼气管、喷嘴，可将主厌氧间产生的沼气喷入二氧化碳净化间进行二氧化碳净化，加碳或氮阀给二氧化碳净化间提供所需量的碳或氮，调节二氧化碳净化间中液料的碳氨比。

所述脱硫净化间的大部分设于主反应器内，小部分设于主反应器外，沼气管从脱硫净化间顶部穿过壳体进入脱硫净化间内，沼气管下端设有喷嘴，氧气流量泵出口管从脱硫净化间顶部穿过壳体进入脱硫净化内，氧气流量泵出口管下端设有二级喷氧气嘴，脱硫净化间底部设有小斜板，且小斜板一边设有进出液口，脱硫净化间顶部设有管网，二氧化碳净化间顶部的管网经三级加压泵、沼气管、喷嘴，可将二氧化碳净化间产生的沼气喷入脱硫净化间进行脱硫净化，加脱硫剂阀提脱硫供所需量的脱硫剂，氧气流量泵给脱硫净化间提供所需量的氧气，供进一步脱硫使用。

所述热风炉设有的燃气阀提供所需沼气供热风炉使用，氧气管中的氧气经热风炉加热后由喷入好氧降解间，给液料加热和供氧，氧气可以是纯氧或空气，热风炉顶部设有排烟管，排烟管中设有高压风机，烟气经排烟管、压风机后并入氧气管，再经一级喷氧气嘴喷入好氧降解间，进行烟气和余热利用，使烟气中的二氧化碳、一氧化碳经厌氧反应转化为沼气，止回阀可控制氧气不会流入排烟管。

所述甲烷气输出管是将系统所产生的沼气(沼气中的甲烷含量大于93％左右)输送至使用端的管网。

所述主厌氧间底部设有排渣管网、排泥管网，且排渣管网上设有排渣阀，排泥管网上设有排泥阀。

所述主反应器可使沼气工程所产生的甲烷含量由60％左右可提高到93％左右，实现沼气工程原位产甲烷效果。

进一步地，所述主厌氧间、好氧降解间、二氧化碳净化间、脱硫净化间均设有排空阀。

进一步地，所述液位线是二氧化碳净化间、脱硫净化间、主厌氧间、好氧降解间、进料口、出液口运行时的液位高度，进料口、出液口运行时的液位在好氧降解间、主厌氧间内部气压的作用下高于好氧降解间、主厌氧间60厘米以上水柱，可根据需要调整进料口、出液口运行时的液位。

进一步地，所述进料口、好氧降解间、主厌氧间、二氧化碳净化间、脱硫净化间和出液口呈串联设置，且均与地平线垂直。

进一步地，所述二氧化碳净化间、脱硫净化间在主厌氧间内的垂直长度小于主厌氧间的垂直长度。

进一步地，所述进料口的池容积占主反应器总池容积的1～2％，反应器总池容积越大占比越小；好氧降解间的池容积占主反应器总池容积的20％；主厌氧间的池容积占主反应器总池容积的60％；二氧化碳净化间的池容积占主反应器总池容积的10％；脱硫净化间的池容积占主反应器总池容积的6～8％；出液口的池容积占主反应器总池容积的1～2％，反应器总池容积越大占比越小。

进一步地，所述二氧化碳净化间所设的循环液喷头在二氧化碳净化间顶部，使二氧化碳净化间产生的气体在此与循环液混合，使气体进一步得到净化。

进一步地，所述脱硫净化间所设的二级喷氧气嘴在脱硫净化间顶部，使脱硫净化间产生的气体在此与氧气混合，使气体进一步得到净化。

进一步地，所述进料口、出液口底部的侧面均连通与主厌氧间。

进一步地，所述二氧化碳净化间、脱硫净化间底部的小斜板直径均大于二氧化碳净化间、脱硫净化间壳体的直径。

进一步地，所述喷嘴、一级喷氧气嘴与主厌氧间、好氧降解间、二氧化碳净化间、脱硫净化间的底部均有50厘米以上的空间。

进一步地，所述一级加压泵、二级加压泵、三级加压泵、氧气增压泵、高压风机的出口压力均大于主厌氧间水位的水柱压力。

进一步地，所述好氧降解间设于主反应器的一侧，并与进料口、主厌氧间连通。

进一步地，所述主反应器内所设有的隔墙和滤网各占总高度的一半。

进一步地，所述二氧化碳净化间、脱硫净化间设于主厌氧间内的任意位置，使进出液口与主厌氧间连通。

进一步地，所述进出液口当二氧化碳净化间、脱硫净化间的料液液位高于主厌氧间时，二氧化碳净化间、脱硫净化间的料液流向主厌氧间，当二氧化碳净化间、脱硫净化间的料液液位低于主厌氧间时，主厌氧间的料液流向二氧化碳净化间、脱硫净化间。

进一步地，所述料液循环泵设于出液口高度的中间。

进一步地，所述氧气管、氧气流量泵、燃气阀、加碳或氮阀、加脱硫剂阀均与相关的辅助装置连接，并由辅助装置提供所需相关的辅助原料。

进一步地，所述溢流管、排渣阀、排泥阀均与相关的辅助装置连接，辅助装置并与使用端配合。

运行使用时，物料由进料口进入好氧降解间，经加热、加氧、好氧降解后，物料由TS变为VS、VS溶解在料液里，通过滤网流入主厌氧间，料液在主厌氧间产生沼气，沼气经二级加压泵泵入二氧化碳净化间里，与碳或氮再反应、水(料液)溶解进行脱二氧化碳，再经三级加压泵泵入脱硫净化间里，与脱硫剂、氧气进行脱硫，通过净化后的沼气，甲烷含量由60％左右可提高到93％左右，使生物天然气产生在原位实现，甲烷气(生物天然气)由甲烷气输出管输送至使用端使用；好氧降解间的渣液经管网、排渣阀排出；主厌氧间的沼液经溢流管溢出；主厌氧间的渣泥经管网、排泥阀排出；运行时所需的相关辅助原料由相关辅助装置提供；所排出的沼液、渣液、渣泥排入辅助装置，辅助装置并与使用端配合。

采用上述结构本实用新型取得的有益效果如下：本方案厌氧原位产甲烷反应器，解决了普遍沼气反应器产生的沼气甲烷含量低，不能直接作生物天然气使用的问题，实现了在厌氧原位产生甲烷气(生物天然气)的技术效果，可使生产装置投资少，运行成本低，管理维护简单，可使所处理的物料提高产甲烷气总量，提高投资受益率，是一种非常实用的厌氧原位产甲烷反应器。

附图说明

图1为本实用新型厌氧原位产甲烷反应器的整体结构示意图。

其中，1、主反应器，2、二氧化碳净化间，3、脱硫净化间，4、主厌氧间，5、好氧降解间，6、一级加压泵，7、二级加压泵，8、三级加压泵，9、料液循环泵，10、进料口，11、出液口，12、溢流管，13、排渣阀，14、排泥阀，15、隔墙，16、滤网，17、一级喷气管，18、沼气管，19、喷嘴，20、进出液口，21、小斜板，22、大斜板，23、氧气管，24、一级喷氧气嘴，25、氧气增压泵，26、氧气阀，27、燃气阀，28、热风炉，29、循环液管，30、循环液喷头，31、氧气流量泵，32、管网，33、排空阀，34、加碳或氮阀，35、加脱硫剂阀，36、二级喷氧气嘴，37、加碱液阀，38、加酸液阀，39、甲烷气输出管，40、主厌氧间气室，41、净化间气室，42、液位线，43、排烟管，44、高压风机，45、止回阀。

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型厌氧原位产甲烷反应器，包括主反应器1、二氧化碳净化间2、脱硫净化间3、主厌氧间4、好氧降解间5、一级加压泵6、二级加压泵7、三级加压泵8、料液循环泵9、进料口10、出液口11、溢流管12、排渣阀13、排泥阀14、排空阀33、氧气流量泵31、甲烷气输出管39、热风炉28、氧气增压泵25和高压风机44，所述二氧化碳净化间2、脱硫净化间3、主厌氧间4、好氧降解间5、料液循环泵9、进料口10、出液口11设于主反应器1内，且主反应器1内还设有隔墙15、滤网16、一级喷气管17、喷嘴19、一级喷氧气嘴24，主反应器4外围设有溢流管12、循环液管29、管网32、氧气管23，主反应器4底部设为大斜板22。

所述好氧降解间5顶部的管网32经一级加压泵6、一级喷气管17、喷嘴19，可将好氧降解间5产生的气体喷入主厌氧间4，通过厌氧产生沼气，加碱液阀37、加酸液阀38提供主厌氧间4内的碱液或酸液，调节主厌氧间4液料的酸碱度。

所述二氧化碳净化间2的大部分设于主反应器1内，小部分设于主反应器1外，沼气管18从二氧化碳净化间2顶部穿过壳体进入二氧化碳净化间2内，沼气管18下端设有喷嘴19，循环液管29从二氧化碳净化间2顶部穿过壳体进入二氧化碳净化间2内，循环液管29下端设有循环液喷头30，二氧化碳净化间2底部设有小斜板21，且小斜板21一边设有进出液口20，二氧化碳净化间2顶部设有管网32，主厌氧间4顶部的管网32经二级加压泵7、沼气管18、喷嘴19，可将主厌氧间4产生的沼气喷入二氧化碳净化间2进行二氧化碳净化，加碳或氮阀34给二氧化碳净化间2提供所需量的碳或氮，调节二氧化碳净化间2中液料的碳氨比。

所述脱硫净化间3的大部分设于主反应器1内，小部分设于主反应器1外，沼气管18从脱硫净化间3顶部穿过壳体进入脱硫净化间3内，沼气管18下端设有喷嘴19，氧气流量泵31出口管从脱硫净化间3顶部穿过壳体进入脱硫净化间3内，氧气流量泵31出口管下端设有二级喷氧气嘴36，脱硫净化间3底部设有小斜板21，且小斜板一边设有进出液口20，脱硫净化间3顶部设有管网32，二氧化碳净化间3顶部的管网32经三级加压泵8、沼气管18、喷嘴19，可将二氧化碳净化间2产生的沼气喷入脱硫净化间3进行脱硫净化，加脱硫剂阀35提脱硫供所需量的脱硫剂，氧气流量泵31给脱硫净化间3提供所需量的氧气，供进一步脱硫使用。

所述热风炉28设有的燃气阀27提供所需沼气供热风炉28使用，氧气管23中的氧气经热风炉28加热后由喷入好氧降解间5，给液料加热和供氧，氧气可以是纯氧或空气，热风炉28顶部设有排烟管43，排烟管43中设有高压风机44，烟气经排烟管43、高压风机44后并入氧气管23，再经一级喷氧气嘴喷24入好氧降解间5，进行烟气和余热利用，使烟气中的二氧化碳、一氧化碳经厌氧反应转化为沼气，止回阀45可控制氧气不会流入排烟管43。

所述甲烷气输出管39是将系统所产生的沼气(沼气中的甲烷含量大于93％左右)输送至使用端的管网。

所述主反应器1可使沼气工程所产生的甲烷含量由60％左右可提高到93％左右，实现沼气工程原位产甲烷效果。

所述主厌氧间4底部设有排渣管网32、排泥管网32，且排渣管网32上设有排渣阀13，排泥管网32上设有排泥阀14。

所述主厌氧间4、好氧降解间5、二氧化碳净化间2、脱硫净化间3均设有排空阀33。

所述液位线42是二氧化碳净化间2、脱硫净化间3、主厌氧间4、好氧降解间5、进料口10、出液口11运行时的液位高度，进料口10、出液口11运行时的液位42在好氧降解间5、主厌氧间4内部气压的作用下高于好氧降解间5、主厌氧间460厘米以上水柱，可根据需要调整进料口10、出液口11运行时的液位。

所述进料口10、好氧降解间5、主厌氧间4、二氧化碳净化间2、脱硫净化间3和出液口11呈串联设置，且均与地平线垂直。

所述二氧化碳净化间2、脱硫净化间3在主厌氧间4内的垂直长度小于主厌氧间4的垂直长度。

所述进料口10的池容积占主反应器1总池容积的1～2％，反应器1总池容积越大占比越小；好氧降解间5的池容积占主反应器1总池容积的20％；主厌氧间4的池容积占主反应器1总池容积的60％；二氧化碳净化间2的池容积占主反应器1总池容积的10％；所述脱硫净化间3的池容积占主反应器1总池容积的6～8％；出液口11的池容积占主反应器1总池容积的1～2％，反应器1总池容积越大占比越小。

所述二氧化碳净化间2所设的循环液喷头30在二氧化碳净化间2顶部，使二氧化碳净化间2产生的气体在此与循环液混合，使气体进一步得到净化。

所述脱硫净化间3所设的二级喷氧气嘴36在脱硫净化间3顶部，使脱硫净化间3产生的气体在此与氧气混合，使气体进一步得到净化。

所述进料口10、出液口11底部的侧面均连通与主厌氧间4。

所述二氧化碳净化间2、脱硫净化间3底部的小斜板21直径均大于二氧化碳净化间2、脱硫净化间3壳体的直径。

所述喷嘴19、一级喷氧气嘴24与主厌氧间4、好氧降解间5、二氧化碳净化间2、脱硫净化间3的底部均有50厘米以上的空间。

所述一级加压泵6、二级加压泵7、三级加压泵8、氧气增压泵25、高压风机44的出口压力均大于主厌氧间4水位的水柱压力。

所述好氧降解间5设于主反应器1的一侧，并与进料口10、主厌氧间4连通。

所述主反应器1内所设有的隔墙15和滤网16各占总高度的一半。

所述二氧化碳净化间2、脱硫净化间3设于主厌氧间4内的任意位置，使进出液口20与主厌氧间4连通。

所述进出液口20当二氧化碳净化间2、脱硫净化间3的料液液位高于主厌氧间4时，二氧化碳净化间2、脱硫净化间3的料液流向主厌氧间4，当二氧化碳净化间2、脱硫净化间3的料液液位低于主厌氧间4时，主厌氧间4的料液流向二氧化碳净化间2、脱硫净化间3。

所述料液循环泵9设于出液口11高度的中间。

所述氧气管23、氧气流量泵31、燃气阀27、加碳或氮阀34、加脱硫剂阀35均与相关的辅助装置连接，并由辅助装置提供所需相关的辅助原料。

所述溢流管12、排渣阀13、排泥阀14均与相关的辅助装置连接，辅助装置并与使用端配合。

具体使用时，用户将厌氧原位产甲烷反应器所需的材料、设备、装置、泵、高压风机、阀、管网等按图一一对应施工、安装、通电调试，调试正常后即可投料使用，这时所述的厌氧原位产甲烷反应器即可自动运行。

运行使用时，物料由进料口10进入好氧降解间5，经加热、加氧、好氧降解后，物料由TS变为VS、VS溶解在料液里，通过滤网16流入主厌氧间4，料液在主厌氧间4产生沼气，沼气经二级加压泵泵7入二氧化碳净化间2里，与碳或氮再反应、水(料液)溶解进行脱二氧化碳，再经三级加压泵8泵入脱硫净化间3里，与脱硫剂、氧气进行脱硫，通过净化后的沼气，甲烷含量由60％左右可提高到93％左右，使生物天然气产生在原位实现，甲烷气(生物天然气)由甲烷气输出管39输送至使用端使用；好氧降解间5的渣液经管网32、排渣阀13排出；主厌氧间4的沼液经溢流管12溢出；主厌氧间4的渣泥经管网32、排泥阀14排出；运行时所需的相关辅助原料由相关辅助装置提供；所排出的沼液、渣液、渣泥排入辅助装置，辅助装置并与使用端配合，以上便是整个厌氧原位产甲烷反应器的运行流程。

需要说明的是，在本文中，诸如“甲烷”之类的关系术语是对沼气和生物天然气的统称，仅仅用来沼气与生物天然气的区分描述，而不是专用性；在本文中，诸如“或”之类的关系术语而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体，意在涵盖非排它性，从而使得包括一系列过程、方法、物品或者设备的要素，且还包括没有明确列出的其他要素，或者还包括这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

以上对本实用新型及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际结构并不局限于此。总之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种厌氧原位产甲烷反应器，主要由主反应器、二氧化碳净化间、脱硫净化间、主厌氧间、好氧降解间、一级加压泵、二级加压泵、三级加压泵、料液循环泵、进料口、出液口、溢流管、排渣阀、排泥阀、排空阀、氧气流量泵、甲烷气输出管、热风炉、氧气增压泵和高压风机组成，其特征在于：二氧化碳净化间、脱硫净化间、主厌氧间、好氧降解间、料液循环泵、进料口、出液口设于主反应器内，且主反应器内还设有隔墙、滤网、一级喷气管、喷嘴、一级喷氧气嘴，主反应器外围设有溢流管、循环液管、管网、氧气管，主反应器底部设为大斜板，主反应器可使沼气工程所产生的甲烷含量由60％左右可提高到93％左右，实现沼气工程原位产甲烷效果。

2.根据权利要求1所述的一种厌氧原位产甲烷反应器，其特征在于：所述进料口、好氧降解间、主厌氧间、二氧化碳净化间、脱硫净化间和出液口呈串联设置，且均与地平线垂直。

3.根据权利要求1所述的一种厌氧原位产甲烷反应器，其特征在于：所述二氧化碳净化间、脱硫净化间在主厌氧间内的垂直长度小于主厌氧间的垂直长度。

4.根据权利要求1所述的一种厌氧原位产甲烷反应器，其特征在于：所述进料口的池容积占主反应器总池容积的1～2％，反应器总池容积越大占比越小；好氧降解间的池容积占主反应器总池容积的20％；主厌氧间的池容积占主反应器总池容积的60％；二氧化碳净化间的池容积占主反应器总池容积的10％；脱硫净化间的池容积占主反应器总池容积的6～8％；出液口的池容积占主反应器总池容积的1～2％，反应器总池容积越大占比越小。

5.根据权利要求1所述的一种厌氧原位产甲烷反应器，其特征在于：所述主反应器内所设有的隔墙和滤网各占总高度的一半。

Images