CN218620805U - 一种干式厌氧发酵进料装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种干式厌氧发酵进料装置，包括混料仓、原料混料结构、辅助混料结构和物料进料输送机构。混料仓上设置有原料进料口、辅料进料口、沼液回流口和出料口。原料混料结构包括原料搅拌器；原料搅拌器设置在邻近原料进料口一侧的混料仓中部。辅助混料结构包括辅助进料斗、物料提升机和辅料搅拌器。辅料搅拌器设置在辅料进料口下方的混料仓中部。物料进料输送机构包括水平螺旋和提升螺旋。本实用新型通过混料仓、原料混料结构、辅助混料结构和物料进料输送机构的有效结合设置，进行原、辅料进料及混料一体化设计，无需将料仓置于地下或采用二层平台的复杂结构，即可实现辅料添加和原料调质，进而实现进料的均质化，并提高接种效率。

Description

一种干式厌氧发酵进料装置

技术领域

本实用新型涉及一种进料装置，特别是一种干式厌氧发酵进料装置。

背景技术

近年来，我国加速推行垃圾分类制度，全国垃圾分类工作由点到面、逐步启动。随着垃圾分类的实施，厨余垃圾的资源化利用迫在眉睫。根据新版《生活垃圾分类标准》(GB/T19095-2019)，厨余垃圾表示易腐烂的、含有机质的生活垃圾，包括家庭厨余垃圾、餐厨垃圾和其它厨余垃圾等，其主要来源为家庭厨房、餐厅、饭店、食堂、市场及其他与食品加工有关的行业。相较于餐厨垃圾，厨余垃圾具有固体含量高、有机质含量高、杂质含量高、纤维质料含量高等特性，其成分更加的复杂多变。目前国内外主要的厨余垃圾处理工艺包括填埋、焚烧、厌氧发酵、好氧堆肥以及生物蛋白转化等。其中厌氧发酵工艺在对有机物进行无害化、减量化处理过程中能产生甲烷，有效实现了厨余垃圾的资源化利用，因此越来越多的厨余垃圾采用厌氧发酵进行处理。干式厌氧作为厌氧发酵技术之一，相较于常见的湿式厌氧，其进料含固率通常在20％以上，容杂能力强，对进料性质要求不高，可减少前端预处理的设备投资。与此同时，干式厌氧发酵过程中不添加新鲜水进行调配，因此更加节约水资源，产生的沼液量相比于湿式厌氧发酵明显较少，减少废水处理成本，发酵后产物易脱水产生沼渣固形物，可为有机化肥用于农业生产，基本上可实现污染物的零排放。基于以上优点，利用干式厌氧发酵进行厨余垃圾资源化处理越来越受到投资者的青睐。

现有的干式厌氧进料装置例如公开号CN214115510U，该实用新型公开了一种用于半干式厌氧发酵工艺的螺旋进料装置，包括水平螺旋输送机、提升螺旋输送机和斜插螺旋输送机。物料自水平螺旋输送机进料口进入后输送至提升螺旋输送机，提升螺旋输送机竖直设置，与水平螺旋机垂直，物料经提升螺旋提升至一定高度后输送至斜插螺旋输送机，斜插螺旋进料端高于出料端，其出料端穿过发酵罐侧壁后伸入发酵罐内部，出料口位于发酵罐的液位以下。

例如公开号CN216106921U，该实用新型公开了一种干式厌氧发酵设备进料机构，包括机架、料斗、喂料轴套和螺杆泵，其中喂料轴套安装于机架上，内部设有喂料旋转轴，料斗设于喂料轴套上侧，内部设有破拱搅拌轴，料斗上侧设有带过滤筛网的进料口，喂料轴套的输出端与螺杆泵的泵套输入端固连，泵套内设有出料螺杆与喂料旋转轴同轴固连。物料经过滤筛网进入料斗中，料斗内的破拱搅拌轴可以旋转搅动物料，以防止物料架桥起拱，物料落入喂料轴套后通过喂料旋转轴旋转驱动进入螺杆泵中，并且通过螺杆泵中的出料螺杆作用最终输出。

我国的垃圾分类尚处于起步阶段，垃圾分类体系尚不完备，厨余垃圾成复杂、杂质多，部分地区水分含量高、受季节影响大是现有厨余垃圾处理的一大难点。因干式厌氧反应器要求进料含固率在20％以上，为保障干式厌氧系统的稳定运行，当原料含固率较低时，需额外添加秸秆、牛粪等辅料进行混合调质。因接收辅料的需要，进料装置一般需要抬高或置于地下，土建施工复杂，投资成本高。

上述专利与现有干式厌氧进料装置通常无法满足在装置运行时添加辅料的需要，并且不能够将原、辅料进料及混料一体化设计。同时无法体现无需抬高混料仓或将料仓置于地下，即可实现辅料添加和原料调质的设计思路。

常见的干式厌氧进料装置主要采用柱塞泵和螺旋输送两种进料方式。柱塞泵作为容积式泵的一种，其在输送过程中具有输送压力高的特点，进料时易对厌氧罐造成冲击，导致罐内沼气压力的波动。

同时为提高厨余垃圾的发酵效率，通常采用55±2℃的高温厌氧发酵技术，而干式厌氧反应器作为一种推流式反应器，罐内的物料并非全混状态。因此，当新鲜原料进入罐中时，一方面会对反应器前端的温度造成冲击，而高温条件下微生物对温度变化更加敏感，会直接影响该区域微生物的活性；另一方面，新鲜原料在反应器前端无法与发酵中后期的物料进行充分接种，导致反应前端发酵效率低。

针对以上问题，现需要一种干式厌氧发酵进料装置解决上述技术问题，满足实际需求。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种干式厌氧发酵进料装置，该一种干式厌氧发酵进料装置能够进行原、辅料进料及混料一体化设计，无需抬高混料仓或将料仓置于地下，即可实现辅料添加和原料调质。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种干式厌氧发酵进料装置，包括混料仓、原料混料结构、辅助混料结构和物料进料输送机构。

混料仓上设置有原料进料口、辅料进料口、沼液回流口和出料口。

原料进料口和辅料进料口分别设置在混料仓的顶部两侧，分别用于厌氧发酵原料和厌氧发酵辅料的添加；出料口设置在混料仓底部或底部侧壁。

沼液回流口设置在邻近原料进料口的混料仓侧壁顶部，用于连接厌氧发酵罐的回流沼液。

原料混料结构包括原料搅拌器；原料搅拌器设置在邻近原料进料口和沼液回流口一侧的混料仓中部，能用于将厌氧发酵原料混匀或将厌氧发酵原料与回流沼液混匀。

辅助混料结构包括辅助进料斗、物料提升机和辅料搅拌器。

辅助进料斗设置在混料仓外侧，用于盛装厌氧发酵辅料。

物料提升机能将辅助进料斗提升至辅料进料口顶部。

辅料搅拌器设置在辅料进料口下方的混料仓中部，用于厌氧发酵辅料的混匀。

物料进料输送机构包括水平螺旋和提升螺旋。

水平螺旋水平设置在混料仓的底部，靠近提升螺旋一侧的水平螺旋底部设置有出料口。

提升螺旋设置在出料口与厌氧发酵罐的物料进口之间，能将混料仓内物料提升至厌氧发酵罐内。

原料搅拌器包括原料搅拌轴、原料驱动电机和原料搅拌桨。

原料搅拌轴两端均设置在混料仓内壁上，原料搅拌桨设置有若干个，原料搅拌桨均布设在原料搅拌轴上。

原料驱动电机设置在混料仓的外壁面上，原料驱动电机与原料搅拌轴的一端相连接。

辅料搅拌器包括辅料搅拌轴、辅料驱动电机和辅料搅拌桨。

辅料搅拌轴两端设置在混料仓内壁上，辅料搅拌桨设置有若干个，辅料搅拌桨均布设在辅料搅拌轴上。

辅料驱动电机设置在混料仓的外壁面上，辅料驱动电机与辅料搅拌轴的一端相连接。

原料驱动电机和辅料驱动电机均为变频电机。

提升螺旋的外周设置有提升螺旋加热盘管。

提升螺旋包括沥水板和沥水出口；

沥水板设置在提升螺旋下端，沥水出口设置在沥水板的下方。

混料仓侧壁面设置有料仓加热盘管。

本实用新型具有如下有益效果：

1.本实用新型能够满足装置运行过程中添加辅料的需要，从而保障干式厌氧系统的稳定运行，使得进料含固率在20％以上，且避免了辅料添加工作对现场工作环境的影响。本装置通过混料仓、原料混料结构、辅助混料结构和物料进料输送机构的有效结合设置，进行原、辅料进料及混料一体化设计，无需将料仓置于地下或采用二层平台的复杂结构，即可实现辅料添加和原料调质，进而实现进料的均质化，并提高接种效率。

2.本实用新型混料仓及提升螺旋设置加热盘管，对原料进行提前加热，减少进料时对罐内温度的冲击，削弱温度变化对微生物活性的影响，有益于提高厌氧发酵的效率。

3.本实用新型混料仓设置沼液回流口，使得新鲜原料在反应器前端与发酵中后期的物料进行充分接种，使得反应前端厌氧发酵效率提高。

4.本实用新型的混料仓内设置双搅拌器，在添加辅料或接种沼液时可与原料进行充分混合，实现进料的均质和原料的提前接种。

附图说明

图1是本实用新型一种干式厌氧发酵进料装置的俯视图。

图2显示了本实用新型中一种干式厌氧发酵进料装置的侧视图。

图3显示了本实用新型中布设加热盘管的结构示意图。

其中有：

10.混料仓；

11.原料进料口；12.辅料进料口；121.活动盖板；122.液压驱动装置；13.沼液回流口；14.出料口；15.料仓加热盘管；

20.原料混料结构；

21.原料搅拌器；211.原料搅拌轴；212.原料驱动电机；213.原料搅拌桨；

30.辅助混料结构；

31.辅助进料斗；311.辅助进料斗盖板；32.物料提升机；33.辅料搅拌器；331.辅料搅拌轴；332.辅料驱动电机；333.辅料搅拌桨；

40.物料进料输送机构；

41.水平螺旋；42.提升螺旋；421.提升螺旋加热盘管；422.沥水板；423.沥水出口。

具体实施方式

下面结合附图和具体较佳实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本实用新型的保护范围。

如图1和图2所示，一种干式厌氧发酵进料装置，包括混料仓10、原料混料结构20、辅助混料结构30和物料进料输送机构40。

混料仓上设置有原料进料口11、辅料进料口12、沼液回流口13和出料口14。

原料进料口和辅料进料口分别设置在混料仓的顶部两侧，分别用于厌氧发酵原料和厌氧发酵辅料的添加；出料口设置在混料仓底部或底部侧壁。

沼液回流口设置在邻近原料进料口的混料仓侧壁顶部，用于连接厌氧发酵罐的回流沼液。

原料混料结构包括原料搅拌器21；原料搅拌器设置在邻近原料进料口和沼液回流口一侧的混料仓中部。

原料搅拌器包括原料搅拌轴211、原料驱动电机212和原料搅拌桨213。原料搅拌轴两端均设置在混料仓内壁上，原料搅拌桨设置有若干个，原料搅拌桨均布设在原料搅拌轴上。

原料驱动电机设置在混料仓的外壁面上，原料驱动电机与原料搅拌轴的一端相连接。原料搅拌轴在原料驱动电机的驱动作用下旋转，进而带动原料搅拌桨进行搅拌工作。

装置正常运行期间，当原料性质满足干式厌氧发酵罐进料条件时，经前端预处理后的原料自原料进料口进入混料仓，进料时开启原料搅拌器，对原料进行搅拌破拱。干式厌氧发酵罐后端输出的沼液自沼液回流口进入混料仓，在原料搅拌器的作用下与原料进行充分混合，一方面实现原料的提前接种，避免了发酵原料直接进入干式厌氧发酵罐导致的发酵原料接种不充分的问题，有助于提高进料后的厌氧反应效率；另一方面自干式厌氧发酵罐回流的沼液带有一定的温度，与原料混合后可以起到一定的加热作用，一定程度上减少进料时对罐内温度的冲击。

辅助混料结构包括辅助进料斗31、物料提升机32和辅料搅拌器33；

辅助进料斗设置在混料仓外侧，用于盛装厌氧发酵辅料；物料提升机能将辅助进料斗提升至辅料进料口顶部；辅料搅拌器设置在辅料进料口下方的混料仓中部，用于厌氧发酵辅料的混匀。

辅料搅拌器包括辅料搅拌轴331、辅料驱动电机332和辅料搅拌桨333。辅料搅拌轴两端设置在混料仓内壁上，辅料搅拌桨设置有若干个，辅料搅拌桨均布设在辅料搅拌轴上。

辅料驱动电机设置在混料仓的外壁面上，辅料驱动电机与辅料搅拌轴的一端相连接。辅料搅拌轴在辅料驱动电机的驱动作用下旋转，进而带动辅料搅拌桨进行搅拌工作。

当原料含固率较低不满足干式厌氧发酵罐进料条件需额外添加秸秆等辅料时，或者在启动初期需补充牛粪、污泥等接种物时，将需要添加的辅料或接种物卸入辅助进料斗中。

辅助进料斗上方优选设置有自动启闭式的辅助进料斗盖板311，当收运车卸料时辅助进料斗盖板开启，当辅助进料斗内物料倒入混料仓或作业停止时辅助进料斗盖板密闭，防止臭气外逸同时保证现场作业环境。

物料提升机优选设置于辅料进料斗和混料仓之间，用于将辅料进料斗提升至混料仓顶部进行卸料，卸料完成后再进料斗回归至原位。

辅料进料口设置在混料仓顶部靠近辅助进料斗一侧，辅料进料口上方优选设置有活动盖板121，活动盖板优选采用液压驱动装置122进行驱动，当辅助进料斗经提升装置提升至混料仓顶部卸料时，活动盖板由液压驱动装置打开，混料仓顶部敞开进行卸料，当辅助进料斗完成顶部卸料后，活动盖板再由液压驱动装置关闭进行混料仓密闭，防止臭气外逸同时保证现场作业环境。

当需要辅料进料斗进料时，开启辅料搅拌器，使辅料与经预处理后的原料进行充分混合。

混料仓内部的原料搅拌器和辅料搅拌器所采用的驱动电机均优选设置为变频电机，可以在各自的变频器控制下调整转速，并能改变工作旋转方向，从而可以满足针对不同的情况对发酵原料、回流沼液、辅料等进行不同转速、不同旋向的搅拌，以保证对物料的搅拌效果。

物料进料输送机构包括水平螺旋41和提升螺旋42。

水平螺旋水平设置在混料仓的底部，靠近提升螺旋一侧的水平螺旋底部设置有出料口；提升螺旋设置在出料口与厌氧发酵罐的物料进口之间。

混料仓内的物料经水平螺旋输送至提升螺旋，再由提升螺旋输送至干式厌氧发酵罐。提升螺旋下部设有沥水板422和沥出水口423，物料在输送过程中的游离水自沥水板沥出后由沥出水口排出并输送至制定地点。

如图3所示，提升螺旋外周设置有设提升螺旋加热盘管421，其中提升螺旋加热盘管设置在提升螺旋的底部和两侧，传热介质优选为热水或者蒸汽，在进料前对进料进行提前加热，避免因进料温度较低在进料时对罐内的温度产生冲击，造成局部区域温度变化大，导致微生物活性受到影响，从而降低发酵效率。

本实施例中还在混料仓四面均优选设置有料仓加热盘管15，进一步提升搅拌进料过程中物料的环境温度，使得增温效果更好。

以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种干式厌氧发酵进料装置，其特征在于：包括混料仓、原料混料结构、辅助混料结构和物料进料输送机构；

混料仓上设置有原料进料口、辅料进料口、沼液回流口和出料口；

原料进料口和辅料进料口分别设置在混料仓的顶部两侧，分别用于厌氧发酵原料和厌氧发酵辅料的添加；出料口设置在混料仓底部或底部侧壁；

沼液回流口设置在邻近原料进料口的混料仓侧壁顶部，用于连接厌氧发酵罐的回流沼液；

原料混料结构包括原料搅拌器；原料搅拌器设置在邻近原料进料口和沼液回流口一侧的混料仓中部，能用于将厌氧发酵原料混匀或将厌氧发酵原料与回流沼液混匀；

辅助混料结构包括辅助进料斗、物料提升机和辅料搅拌器；

辅助进料斗设置在混料仓外侧，用于盛装厌氧发酵辅料；

物料提升机能将辅助进料斗提升至辅料进料口顶部；

辅料搅拌器设置在辅料进料口下方的混料仓中部，用于厌氧发酵辅料的混匀；

物料进料输送机构包括水平螺旋和提升螺旋；

水平螺旋水平设置在混料仓的底部，靠近提升螺旋一侧的水平螺旋底部设置有出料口；

提升螺旋设置在出料口与厌氧发酵罐的物料进口之间，能将混料仓内物料提升至厌氧发酵罐内。

2.根据权利要求1所述的一种干式厌氧发酵进料装置，其特征在于：原料搅拌器包括原料搅拌轴、原料驱动电机和原料搅拌桨；

原料搅拌轴两端均设置在混料仓内壁上，原料搅拌桨设置有若干个，原料搅拌桨均布设在原料搅拌轴上；

原料驱动电机设置在混料仓的外壁面上，原料驱动电机与原料搅拌轴的一端相连接。

3.根据权利要求2所述的一种干式厌氧发酵进料装置，其特征在于：辅料搅拌器包括辅料搅拌轴、辅料驱动电机和辅料搅拌桨；

辅料搅拌轴两端设置在混料仓内壁上，辅料搅拌桨设置有若干个，辅料搅拌桨均布设在辅料搅拌轴上；

辅料驱动电机设置在混料仓的外壁面上，辅料驱动电机与辅料搅拌轴的一端相连接。

4.根据权利要求3所述的一种干式厌氧发酵进料装置，其特征在于：原料驱动电机和辅料驱动电机均为变频电机。

5.根据权利要求1所述的一种干式厌氧发酵进料装置，其特征在于：提升螺旋的外周设置有提升螺旋加热盘管。

6.根据权利要求5所述的一种干式厌氧发酵进料装置，其特征在于：提升螺旋包括沥水板和沥水出口；

沥水板设置在提升螺旋下端，沥水出口设置在沥水板的下方。

7.根据权利要求6所述的一种干式厌氧发酵进料装置，其特征在于：混料仓侧壁面设置有料仓加热盘管。

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