本实用新型专利技术公开了一种液体深层厌氧发酵装置，属于发酵设备领域，包括罐体以及与罐体连通的液体物料进入管，罐体上部设有气体出口，下部设有排净口，所述发酵装置还包括L型循环液管道、循环泵、旋流喷射器和循环液进入管，L型循环液管道设置在罐体内，循环液管道的上端面低于液面，水平部分伸出罐体外与循环泵的进口相连通；循环泵的出口与循环液进入管相连，循环液进入管的另一端插入罐体内与旋流喷射器相连通。本实用新型专利技术采用循环泵抽取罐体上部的清液，通过循环泵再返回到罐体下部，将底部沉渣或污泥吹起，使罐体内的物料混合更均匀，采用循环泵强化混合，比机械搅拌能耗低，不需密封装置，结构简单，造价低，节能效果显著。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于发酵设备领域，具体涉及一种液体深层厌氧发酵装置。
技术介绍
乙醇、沼气等的发酵过程为厌氧发酵过程。乙醇发酵液由水、葡萄糖及多糖、纤维素与半纤维素、部分未水解的淀粉和少量的杂质组成，在发酵过程中有二氧化碳气体生成。沼气发酵原料是各种有机质，包括秸杆、人畜粪便及工业、生活污水中所含的有机物等，在厌氧条件下通过微生物的作用最终将这些物质转化为沼气。沼气发酵过程复杂，物料混浊，下部污泥容易沉积，上部容易结壳。随着生化技术的提高和产品需求量的不断增加，现代生产向着大型化的方向发展，对发酵罐大型化、节能和高效的要求越来越高。在体积比较小的发酵罐中，容易实现均匀混合，而发酵罐体积越大，混合越困难。目前存在的发酵罐大多采用机械搅拌的方法来强化混合，而机械搅拌结构复杂，对密封要求高，需要消耗大量的电能。据统计，发酵罐的电能消耗占发酵成本的20~30%，发酵罐的体积越大，所需的电机功率越大，能耗越高。因此，开发出一种能耗低、结构简单，无需机械搅拌即可实现物料混合的发酵罐具有重要的经济意义。
技术实现思路
本技术的目的是为了提供一种适合乙醇、沼气、丁醇和乳酸发酵的低能耗深层液体厌氧发酵装置。基于上述目的，本技术采用如下技术方案:一种液体深层厌氧发酵装置，包括罐体以及与罐体连通的液体物料进入管，罐体上部设有气体出口，下部设有排净口，所述发酵装置还包括L型循环液管道、旋流喷射器、循环泵和循环液进入管，L型循环液管道设置在罐体内，循环液管道的上端面低于液面，水平部分伸出罐体外与循环泵的进口相连通；循环泵的出口与循环液进入管相连，循环液进入管的另一端插入罐体内与旋流喷射器相连通。所述旋流喷射器包括环形管，环形管上设有多个旋向相同的喷嘴；所述循环液进入管与环形管相连通。所述液体物料进入管插入罐体内与环形管连通。所述喷嘴呈L型，喷嘴的出口方向向罐底方向倾斜。优选地，所述喷嘴的出口方向与竖直方向的夹角α为15° ~90°。所述环形管为多级圆环，其上设有2~60个喷嘴。所述循环液管道的竖直部分下部通过裙座固定在罐体底部。所述循环液管道的竖直部分为直管道或渐扩管，管道上端部低于液面10~3000mm。所述循环泵为轴流型循环泵。所述罐体下部为平底或锥底，上部为凸面封头或球冠顶，球冠顶可为弹性膜结构。所述罐体为立式圆柱状，罐体高径比为1~20，罐体直径与循环液管道直径之比为1.1~50 ;下部锥底的半锥角β为45~90° ;罐体体积可为l~20000m3。与现有技术相比，本技术具有以下优点:1、循环泵抽取罐体上部的清液，通过循环泵再返回到罐体下部，将底部沉渣或污泥吹起，使罐体内的物料混合更均匀。2、循环液管道设在罐体内部，液体在吸入时会在液面造成扰流，使上部液体不断更新，消除上部结壳现象。3、旋流喷射器能够使物料形成旋转流动，部分物料出口对着罐底，可增大混合区域，减少死角。4、采用循环泵强化混合，比机械搅拌能耗低，不需密封装置，结构简单，造价低，节能效果显著。【附图说明】图1是本技术的结构示意图；图2是本技术中旋流喷射器的放大图；图3是本技术中旋流喷射器的俯视图。【具体实施方式】下面结合附图对本技术进行详细说明。一种液体深层厌氧发酵装置，其结构如图1所示，包括罐体5、L型循环液管道6、轴流型循环泵4、循环液进入管1-4和旋流喷射器I以及与罐体5连通的液体物料进入管1-1，罐体5上部设有气体出口 7，下部设有排净口 2，L型循环液管道6设置在罐体5内，循环液管道6的上端面为直管道或渐扩管，设于液面下300mm处，竖直部分下部通过裙座3固定在罐体5底部，水平部分伸出罐体5外与轴流型循环泵4的进口相连通；如图2和图3所示，旋流喷射器I包括环形管1-2，直径为4m，环形管1-2与液体物料进入管1_1相连通，环形管1-2上设有14个旋向相同的L型喷嘴1-3，喷嘴1-3的出口方向向罐底方向倾斜，与竖直方向的夹角α为15° ;轴流型循环泵4的出口与循环液进入管1-4相连，循环液进入管1-4的另一端与旋流喷射器I的环形管1-2连通。所述罐体5为立式圆柱状，所述发酵罐体5直径为10m，高为20m，循环液管道6直径为500mm，罐体5下部为锥底(或平底)，半锥角β为75° ;上部为凸面封头或球冠顶，球冠顶为弹性膜结构。其工作过程为:发酵罐的进料流体通过旋流喷射器I被送入罐体5下部，由于旋流喷射器I的喷嘴1-3为同一旋向，且对着罐底，流体流出时会形成旋转流，并对罐底产生一定的冲击作用，使罐内部分流体混合均匀。而同时罐体5上部液体被轴流型循环泵4抽走，造成液体产生漩涡，流体处于流动状态；上部的液体通过轴流型循环泵4被送至罐体5下部，通过旋流喷射器I的分布，对罐底的沉渣/污泥产生冲击作用，沉渣/污泥被翻起，处于流动状态；旋流喷射器I和轴流型循环泵4的共同作用使罐内上下层物料充分混合，效果良好，能耗低。【主权项】1.一种液体深层厌氧发酵装置，包括罐体以及与罐体连通的液体物料进入管，罐体上部设有气体出口，下部设有排净口，其特征在于，所述发酵装置还包括L型循环液管道、循环泵、旋流喷射器和循环液进入管，L型循环液管道设置在罐体内，循环液管道的上端面低于液面，水平部分伸出罐体外与循环泵的进口相连通；循环泵的出口与循环液进入管相连，循环液进入管的另一端插入罐体内与旋流喷射器相连通。2.根据权利要求1所述液体深层厌氧发酵装置，其特征在于，所述旋流喷射器包括环形管，环形管上设有多个旋向相同的喷嘴；所述循环液进入管与环形管相连通。3.根据权利要求2所述液体深层厌氧发酵装置，其特征在于，所述液体物料进入管插入罐体内与环形管连通。4.根据权利要求2或3所述液体深层厌氧发酵装置，其特征在于，所述喷嘴呈L型，喷嘴的出口方向向罐底方向倾斜。5.根据权利要求4所述液体深层厌氧发酵装置，其特征在于，所述喷嘴的出口方向与竖直方向的夹角为15° ~90°。6.根据权利要求5所述液体深层厌氧发酵装置，其特征在于，所述环形管为多级圆环，其上设有2~60个喷嘴。7.根据权利要求1所述液体深层厌氧发酵装置，其特征在于，所述循环液管道的竖直部分下部通过裙座固定在罐体底部。8.根据权利要求1所述液体深层厌氧发酵装置，其特征在于，所述循环液管道的竖直部分为直管道或渐扩管。9.根据权利要求1所述液体深层厌氧发酵装置，其特征在于，所述循环泵为轴流型循环栗O10.根据权利要求1所述液体深层厌氧发酵装置，其特征在于，所述罐体下部为平底或锥底，上部为凸面封头或球冠顶。【专利摘要】本技术公开了一种液体深层厌氧发酵装置，属于发酵设备领域，包括罐体以及与罐体连通的液体物料进入管，罐体上部设有气体出口，下部设有排净口，所述发酵装置还包括L型循环液管道、循环泵、旋流喷射器和循环液进入管，L型循环液管道设置在罐体内，循环液管道的上端面低于液面，水平部分伸出罐体外与循环泵的进口相连通；循环泵的出口与循环液进入管相连，循环液进入管的另一端插入罐体内与旋流喷射器相连通。本技术采用循环泵抽取罐体上部的清液，通过循环泵再返回到罐体下部，将底部沉渣或污泥吹起，使罐体内的物料混合更均匀，采用循环泵强化混合，比机械搅拌能耗低，不需密封装置，结构简单，造价低，节能效果显著。【IPC本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种液体深层厌氧发酵装置，包括罐体以及与罐体连通的液体物料进入管，罐体上部设有气体出口，下部设有排净口，其特征在于，所述发酵装置还包括L型循环液管道、循环泵、旋流喷射器和循环液进入管，L型循环液管道设置在罐体内，循环液管道的上端面低于液面，水平部分伸出罐体外与循环泵的进口相连通；循环泵的出口与循环液进入管相连，循环液进入管的另一端插入罐体内与旋流喷射器相连通。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：马晓建，张如意，陈俊英，李洪亮，王根灿，王娟，杨旭，
申请(专利权)人：郑州凯山生化工程有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41
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