CN218026044U - 一种发酵反应罐 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种发酵反应罐，包括：罐体和外置的循环管路，罐体内的进料口上设置有弯曲的喷嘴，所述喷嘴的进料端与循环管路的出料口转动连接，当物料液从喷嘴内腔喷射出时，喷嘴受反作用力绕着进料口的中轴线旋转；通过液体的喷射后坐力带动喷嘴转动，使得物料液进入位置时刻变换，提高分散混合的效率，避免物料液在罐内短流。

Description

一种发酵反应罐

技术领域

本实用新型涉及一种小型厌氧发酵罐，尤其涉及一种发酵反应罐。

背景技术

小型的厌氧发酵罐通常设置外置循环泵来回流罐内的物料，其在罐内形成的流场用来实现底物的分散和均质。这需要保证新物料与回流物料有效接触，如授权公告号为CN204874527U的专利文件公开了一种高含固厌氧发酵罐用射流搅拌装置及厌氧发酵罐；该专利装置通过设置循环破碎泵，其进料口连接吸料管，出料口连接供料管，吸料管上设有吸料闸阀，该吸料管前端安装在厌氧发酵罐内下部，实现破浮渣功能；通过设置液液射流搅拌器，其液液射流管路后端与循环破碎泵的供料管连接，液液射流管路前端的液液射流器安装在厌氧发酵罐内下部；气液射流搅拌器，其气液射流管路前端的气液射流器安装在厌氧发酵罐内上部，连在气液射流器上端的沼气管道前端连接在厌氧发酵罐顶部，与厌氧发酵罐内连通，该射流搅拌装置能够实现厌氧发酵的混合搅拌作用。

但是，在处理高粘性的物料如市政污泥时，自身受到流动阻力较大，在上述反应罐中仅靠射流搅拌器难以高效地进行分散。此外，现有发酵罐的物料进入位置和出口往往处于同一高度平面，连续运行时易发生短流，部分新物料未能扩散便被带出系统。以上这些因素最终都对物质转化效率和沼气产率产生负面影响。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型目的是提供一种用于高效分散高粘物料的发酵反应罐。

技术方案：本实用新型所述发酵反应罐，包括：罐体和外置循环管路，罐体内的进料口上设置有弯曲的喷嘴，所述喷嘴的进料端与循环管路出料口转动连接，当物料液从喷嘴内腔喷射出时，喷嘴受反作用力绕着进料口的中轴线旋转。

进一步地，所述进料端与循环管路连接处设置有旋转接头，当物料液从喷嘴内腔喷射出时产生的反作用力形成沿着旋转接头转动的力矩，在力矩作用下，喷嘴以旋转接头为旋转点以出料口中轴线为旋转中轴线进行旋转，达到分散物料的效果。

进一步地，所述出料端的轴截面为梯形或者双曲线型。

进一步地，所述出料端直径小于进料端直径。

进一步地，所述循环管路上设置有循环泵和控制阀；可根据循环泵和控制阀改变物料流速，从而控制喷嘴转动地速率。

进一步地，进料端旋转中轴线为L₀，通过L₀切割出的反应罐水平剖面圆心记为O，半径记为R，进料端的端口中心点P与圆心O的连线长度记为r，则进料端需同时满足：OP与L₀形成的夹角α范围为30°～90°；r与R的比值范围为0.6～0.8。

进一步地，所述旋转中轴线L₀距发酵液液面和旋转中轴线L₀距罐体底部的垂直距离均为h，满足h≥1.1·(r·sinα)。

夹角α过大，则进料端过长，夹角α过小，则进料端过短，在所提供的角度范围内，能保证喷嘴输入的物料位于反应罐中部，有利于混合，此外角度过长进料端旋转阻力过大，不经济，且有可能碰到反应罐内壁；同时满足r与R的比值要求和角度α的要求，可保证输入的物料处于反应罐中部位置，防止产生过偏的位置导致的短流或者混合不均匀的问题。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：1、喷嘴在进液的同时喷嘴不断旋转，物料的进入的位置不断改变，有效的扩散物料，避免物料液在罐内发生短流；2、喷嘴同时还可以对罐内物料液进行搅拌混合，提高分散混合的效率；3、合理设置进料端长度以及转动角度，提高分散效率，降低转动所需能耗。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的反应罐B-B剖面示意图；

图3为本实用新型的反应罐A-A剖面示意图；

图4为本实用新型的喷嘴出料端结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步说明。

如图1～4所示，一种发酵反应罐，罐体1底部的循环出料口11与外置的循环管路6的进料口通过法兰密封连接，循环管路6上依次设置有循环泵4，控制阀5以及进料管7，或者采用变频泵代替循环泵4和控制阀5；循环管路6的出料口与反应罐的进料口2通过法兰密封连接，所述喷嘴8包括固定连接的进料端82和出料端81，进料端82与循环管路6的出料口通过旋转接头9转动连接，且旋转接头9与出料口2固定连接，进料端82与循环管路6的出料口之间具有一定夹角，进料端82中轴线与循环管路6的出料口中轴线形成旋转面，出料端81液体出液地喷射方向与所述旋转面具有一定夹角，进料端82和出料端81连通形成弯曲的喷嘴8；如图4所示，出料端81直径小于进料端82直径且出料端81的轴截面为梯形或者双曲线型；出料口3位于罐体1上方且高于进料口2，罐体1顶部设有出气口10。

其中：出料端82的长度和位置设计如图3所示，出料端82旋转中轴线为L₀，通过L₀切割出的罐体1水平剖面圆心记为O，半径记为R，出料端82的端口中心点P与圆心O的连线长度记为r，则出料端82需同时满足以下两个条件：

1、OP与L₀形成的夹角α处于30°至90°之间；

2、r与R的比值处于0.6～0.8之间；

并且，旋转中轴线为L₀距发酵液液面和旋转中轴线为L₀距罐体1底部的垂直距离均为h，满足h≥1.1·(r·sinα)。

工作原理：循环物料从循环出料口11进入外置的循环管路6，通过循环泵4，与设置在循环泵4和进料口2之间的进料管7进入的新物料混合，实现新物料与循环物料的初步混合；混合后的物料液体从循环管路6的出料口出来，进入出料端82时，出料端82与循环管路6的出料口具有夹角，液体流动方向发生改变，由于进料端81喷射方向与出料端82中轴线和循环管路6的出料口中轴线形成的旋转面具有一定夹角，物料液从出料端82进入出料端81时，液体流动方向发生改变，物料液从出料端81喷射时产生反作用力，推动喷嘴8转动，即在反作用力的力矩驱动下，喷嘴8以旋转接头9为旋转点、以进料口2的中轴线为旋转中轴线发生旋转，通过循环泵4和控制阀5来调节循环流量，把控新物料与原有物料的混合比例，控制喷嘴8转动的速率。

Claims (7)

1.一种发酵反应罐，包括罐体(1)和外置的循环管路(6)，其特征在于，罐体(1)内的进料口(2)上设置有弯曲的喷嘴(8)，所述喷嘴(8)的进料端(82)与循环管路(6)的出料口转动连接，当物料液从喷嘴(8)内腔喷射出时，喷嘴(8)受反作用力绕着进料口(2)的中轴线旋转。

2.根据权利要求1所述的发酵反应罐，其特征在于，所述进料端(82)与循环管路(6)连接处设置有旋转接头(9)。

3.根据权利要求1所述的发酵反应罐，其特征在于，所述喷嘴(8)的出料端(81)轴截面为梯形或者双曲线型。

4.根据权利要求3所述的发酵反应罐，其特征在于，所述出料端(81)直径小于进料端(82)直径。

5.根据权利要求1所述的发酵反应罐，其特征在于，所述循环管路(6)上设置有循环泵(4)和控制阀(5)。

6.根据权利要求1-5任一项所述的发酵反应罐，其特征在于，喷嘴(8)旋转中轴线为L₀，通过L₀切割出的罐体(1)水平剖面圆心记为O，半径记为R，进料端(82)的端口中心点P与圆心O的连线长度记为r，则进料端(82)需同时满足：OP与L₀形成的夹角α范围为30°～90°；r与R的比值范围为0.6～0.8。

7.根据权利要求6所述的发酵反应罐，其特征在于，所述旋转中轴线L₀距发酵液液面和旋转中轴线L₀距罐体(1)底部的垂直距离均为h，满足h≥1.1·(r·sinα)。

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