一种厌氧发酵产沼气的物料搅拌装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种厌氧发酵产沼气的物料搅拌装置及方法，涉及垃圾处理领域，包括发酵罐、导流筒、沼气循环处理装置、第一循环装置和第二循环装置，发酵罐侧壁的上部设置有一个第一循环出口和三个第一循环入口，发酵罐侧壁的下部设置有进料管、一个第二循环入口和一个第二循环出口；第一循环装置的进液口与第一循环出口连通，第一循环装置的出液口与第二循环入口连通；第二循环装置的进液口与第二循环出口连通，第二循环装置的出液口与第一循环入口连通。相较于传统的机械搅拌装置，本发明专利技术实施例的搅拌装置搅拌过程更节能，运行更稳定，可有效降低运行成本，适用于大型发酵罐，搅拌更充分，更好的实现物料均质和导热。

A material stirring device and method for biogas production by anaerobic fermentation

【技术实现步骤摘要】
一种厌氧发酵产沼气的物料搅拌装置及方法
本专利技术实施例涉及垃圾处理领域，具体涉及一种厌氧发酵产沼气的物料搅拌装置及方法。
技术介绍
餐厨垃圾或其它有机废弃物(厨余垃圾、畜禽粪便等)富含生物有机质，国内外通常采用厌氧发酵产沼气的方式处理这些有机废弃物，以便实现固废处理的同时产生生物质能源。厌氧发酵过程需要进行持续而有效的搅拌，确保厌氧发酵罐内的物料均质、促进热量传导，并确保发酵罐内的微生物与发酵物料充分接触、以及中间过程产物的快速分散并最终降解。现有的厌氧发酵反应器一般采用机械搅拌为主的方式实现混匀和均质，该种搅拌形式在中小型的发酵罐内应用较好，但对于单体容积大于3000立方米的大型厌氧发酵罐，机械搅拌装置需要加工的更长、搅拌半径更大，这一方面提高了设备的加工生产难度，另一方面难以实现物料均质目的；此外，由于机械搅拌装置需要浸没与发酵物料内，因此日常维护较为困难。当前的厌氧发酵罐所采用的搅拌形式对物料要求较高，国内通常要求进入厌氧发酵罐的物料去除几乎全部的杂质及油脂等干扰物，这导致当前的餐厨垃圾等固废厌氧发酵产沼气设施的物料预处理系统极为复杂，一方面导致建设和运营成本高、难度大，另一方面过于精细的预处理系统导致发酵罐接收的物料有机质损失严重、总沼气产出率较低。
技术实现思路
为此，本专利技术实施例提供一种厌氧发酵产沼气的物料搅拌装置及方法，以解决现有的厌氧发酵反应器存在生产难度大、难以实现物料均质、维护难度大、对物料要求较高以及沼气产出率低的问题。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供一种厌氧发酵产沼气的物料搅拌装置，所述厌氧发酵产沼气的物料搅拌装置包括发酵罐、导流筒、沼气循环处理装置、第一循环装置和第二循环装置，所述发酵罐的侧壁上部设置有至少一个第一循环出口和至少一个第一循环入口，所述发酵罐的侧壁下部设置有进料管、至少一个第二循环入口和至少一个第二循环出口，所述发酵罐的顶部设置有沼气出口；所述第一循环装置的进液口与第一循环出口连通，所述第一循环装置的出液口与第二循环入口连通，所述第一循环装置用于将发酵罐上部的物料循环至发酵罐底部，使物料溶解于发酵液中，并被微生物降解；所述导流筒设置于发酵罐内，所述导流筒内设置有多个沼气喷头；所述第二循环装置的进液口与第二循环出口连通，所述第二循环装置的出液口与第一循环入口连通，所述第一循环入口延伸至导流筒上端口的上方，所述第二循环装置用于将发酵罐底部的物料循环至发酵罐上部；所述沼气循环处理装置的进气口与沼气出口连通，所述沼气循环处理装置的出气口与多个沼气喷头的进气口连通，所述沼气循环处理装置用于收集发酵罐顶部的沼气，对收集到的沼气依次进行压缩、净化处理和存储，并将处理后的沼气输送给沼气喷头。进一步地，所述第一循环装置包括第一阀门、第二阀门和第一循环泵，所述第一阀门的进液口与第一循环出口连通，所述第一循环泵的进液口分别与第一阀门的出液口、第二阀门的进液口连通，所述第一循环泵的出液口与第二循环入口连通。进一步地，所述第二循环装置包括第三阀门、第四阀门、第二循环泵和旋流除砂机，所述第三阀门的进液口与第二循环出口连通，所述第三阀门的出液口与第二循环泵的进液口连通，所述第二循环泵的出液口与旋流除砂机的进液口连通，所述旋流除砂机的出液口与所述第四阀门的进液口连通，所述第四阀门的出液口与第一循环入口连通。进一步地，所述第二循环装置还包括第五阀门，所述发酵罐的侧壁下部设置有至少一个第三循环入口，所述第三循环入口的高度高于第二循环出口的高度，所述第三循环入口与所述第二循环入口呈逆时钟排列，所述第五阀门的进液口与第二循环泵的出液口连通，所述第五阀门的出液口与第三循环入口连通。进一步地，所述沼气循环处理装置包括沼气压缩机、硫酸洗涤塔、除雾器、存储罐和气阀，所述沼气压缩机的进气口与沼气出口连通，所述沼气压缩机的出气口与硫酸洗涤塔的进气口连通，所述硫酸洗涤塔的出气口与除雾器的进气口连通，所述除雾器的出气口与存储罐的进气口连通，所述存储罐的出气口通过气阀与多个沼气喷头的进气口连通。进一步地，所述厌氧发酵产沼气的物料搅拌装置还包括加热器，所述加热器设置于导流筒内，并位于沼气喷头的上方，所述加热器的热水入口和热水出口依次穿过导流筒和发酵罐的侧壁后与供热设备连通。进一步地，所述发酵罐的底板中部向下凹陷形成凹部，所述第二循环出口延伸至凹部内。进一步地，所述导流筒上端口的尺寸大于导流筒下端口的尺寸，所述导流筒的上端口设置有导流板。相对应地，本专利技术实施例还提供一种厌氧发酵产沼气的物料搅拌方法，所述厌氧发酵产沼气的物料搅拌方法包括以下步骤：步骤a，将发酵罐上部的物料循环至发酵罐底部，使物料溶解于酵液内，并被微生物降解；步骤b，将发酵罐底部的物料循环至发酵罐上部，使发酵罐内物料均质和热量传导；步骤c，将发酵罐底部的物料向上循环至预定高度，并与循环至发酵罐底部的物料共同作用在发酵罐底部形成逆时针旋流；步骤d，收集发酵罐顶部的沼气，并对收集到的沼气依次进行压缩、净化处理和存储；步骤e，将净化处理后的沼气输送至导流筒内，沼气与发酵液混合形成低密度的气液混合物。进一步地，在执行步骤e的同时还执行以下步骤：使用加热器对气液混合物进行加热。本专利技术实施例具有如下优点：1、本专利技术实施例的厌氧发酵产沼气的物料搅拌装置通过第一循环装置将发酵罐上部的物料循环至发酵罐底部；通过第二循环装置将发酵罐底部的物料循环至发酵罐上部；通过沼气循环处理装置将净化处理后的沼气输送至导流筒内，使导流筒内的发酵液向上流动，从而使导流筒与发酵罐之间的发酵液向下流动；相较于传统的机械搅拌装置，本专利技术实施例的搅拌装置搅拌过程更节能，可有效降低运行成本。2、本专利技术实施例的搅拌装置可适用于大型发酵罐，搅拌更充分，更好的实现物料均质和导热。3、本专利技术实施例的发酵罐内由于没有机械搅拌的动部件，使发酵罐的维护周期大幅延长，降低维护难度和成本。4、本专利技术实施例的搅拌装置可脱去发酵液内的氨氮，避免厌氧发酵过程氨氮抑制。5、本专利技术实施例的搅拌装置可使发酵罐能够处理含有较多杂质和油脂的发酵物料，降低发酵物料预处理难度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。图1为本专利技术实施例提供的厌氧发酵产沼气的物料搅拌装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的厌氧发酵产本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种厌氧发酵产沼气的物料搅拌装置，其特征在于，所述厌氧发酵产沼气的物料搅拌装置包括发酵罐、导流筒、沼气循环处理装置、第一循环装置和第二循环装置，所述发酵罐的侧壁上部设置有至少一个第一循环出口和至少一个第一循环入口，所述发酵罐的侧壁下部设置有进料管、至少一个第二循环入口和至少一个第二循环出口，所述发酵罐的顶部设置有沼气出口；所述第一循环装置的进液口与第一循环出口连通，所述第一循环装置的出液口与第二循环入口连通，所述第一循环装置用于将发酵罐上部的物料循环至发酵罐底部，使物料溶解于发酵液中，并被微生物降解；所述导流筒设置于发酵罐内，所述导流筒内设置有多个沼气喷头；所述第二循环装置的进液口与第二循环出口连通，所述第二循环装置的出液口与第一循环入口连通，所述第一循环入口延伸至导流筒上端口的上方，所述第二循环装置用于将发酵罐底部的物料循环至发酵罐上部；所述沼气循环处理装置的进气口与沼气出口连通，所述沼气循环处理装置的出气口与多个沼气喷头的进气口连通，所述沼气循环处理装置用于收集发酵罐顶部的沼气，对收集到的沼气依次进行压缩、净化处理和存储，并将处理后的沼气输送给沼气喷头。/n

【技术特征摘要】
1.一种厌氧发酵产沼气的物料搅拌装置，其特征在于，所述厌氧发酵产沼气的物料搅拌装置包括发酵罐、导流筒、沼气循环处理装置、第一循环装置和第二循环装置，所述发酵罐的侧壁上部设置有至少一个第一循环出口和至少一个第一循环入口，所述发酵罐的侧壁下部设置有进料管、至少一个第二循环入口和至少一个第二循环出口，所述发酵罐的顶部设置有沼气出口；所述第一循环装置的进液口与第一循环出口连通，所述第一循环装置的出液口与第二循环入口连通，所述第一循环装置用于将发酵罐上部的物料循环至发酵罐底部，使物料溶解于发酵液中，并被微生物降解；所述导流筒设置于发酵罐内，所述导流筒内设置有多个沼气喷头；所述第二循环装置的进液口与第二循环出口连通，所述第二循环装置的出液口与第一循环入口连通，所述第一循环入口延伸至导流筒上端口的上方，所述第二循环装置用于将发酵罐底部的物料循环至发酵罐上部；所述沼气循环处理装置的进气口与沼气出口连通，所述沼气循环处理装置的出气口与多个沼气喷头的进气口连通，所述沼气循环处理装置用于收集发酵罐顶部的沼气，对收集到的沼气依次进行压缩、净化处理和存储，并将处理后的沼气输送给沼气喷头。


2.根据权利要求1所述的厌氧发酵产沼气的物料搅拌装置，其特征在于，所述第一循环装置包括第一阀门、第二阀门和第一循环泵，所述第一阀门的进液口与第一循环出口连通，所述第一循环泵的进液口分别与第一阀门的出液口、第二阀门的进液口连通，所述第一循环泵的出液口与第二循环入口连通。


3.根据权利要求2所述的厌氧发酵产沼气的物料搅拌装置，其特征在于，所述第二循环装置包括第三阀门、第四阀门、第二循环泵和旋流除砂机，所述第三阀门的进液口与第二循环出口连通，所述第三阀门的出液口与第二循环泵的进液口连通，所述第二循环泵的出液口与旋流除砂机的进液口连通，所述旋流除砂机的出液口与所述第四阀门的进液口连通，所述第四阀门的出液口与第一循环入口连通。


4.根据权利要求3所述的厌氧发酵产沼气的物料搅拌装置，其特征在于，所述第二循环装置还包括第五阀门，所述发酵罐的侧壁下部设置有至少一个第三循环入口，所述第三循环入口的高度高于第二循环出口的高度，所述第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝金星，王小韦，李娇，樊华，何亮，王进安，张晨光，王珂，章夏夏，刘红霞，刘岩，王洋，
申请(专利权)人：北京环境工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11