一种破壳全混式厌氧反应器制造技术

本发明专利技术具体涉及一种破壳全混式厌氧反应器，包括具有反应腔的筒状壳体，沿壳体中轴线竖向布置于反应腔内的搅拌轴，以及用于驱动搅拌轴转动的驱动装置；还包括设置于反应腔内的破壳机构，以及分别与搅拌轴传动连接的横向传动机构和纵向传动机构；破壳机构包括横向布置于反应腔内的破壳横梁，以及设置于破壳横梁上的破壳组件，横向传动机构用于在搅拌轴转动时带动破壳横梁沿搅拌轴中轴线转动，纵向传动机构用于在搅拌轴转动时带动破壳横梁沿自身中轴线转动。本发明专利技术中的破壳全混式厌氧反应器能够有效破坏、清理原料液表面的浮渣壳和浮渣块，以能够辅助提升反应器的沼气产率和原料利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种破壳全混式厌氧反应器
本专利技术涉及沼气制备
，具体涉及一种破壳全混式厌氧反应器。
技术介绍
全混式厌氧反应器，是一种使发酵原料和微生物处于完全混合状态的厌氧处理装置，其应用于屠宰场废水，牛、猪、鸡等养殖场中畜禽粪便的处理和沼气生产，发电工程，城市生活污泥等的高浓度有机废水处理工程。现有的全混式厌氧反应器包括内部形成反应腔的筒状壳体，沿壳体中轴线竖向布置于反应腔内的搅拌轴，以及用于驱动搅拌轴转动的驱动装置；反应腔用于灌充原料液；搅拌轴上设置有搅拌桨叶。使用时，向反应腔内灌充原料液，由驱动装置驱动搅拌轴和搅拌桨叶转动，由搅拌桨叶对反应腔内的原料液进行搅拌，以促进沼气产生。但实际产沼过程中，原料液（发酵料液）中难降解的纤维素、半纤维素、木质素等密度较小的物质会上浮至原料液表面形成浮渣层，另外原料液中下层的部分物料在水解发酵后也会由于浮力增大，以及部分产生的沼气气体在物料上的吸附聚集而产生一定的拖浮力，使部分原料向原料液表面聚集、并凝聚至原料液表面，久而久之会形成很厚的浮渣壳。原料液表面的浮渣壳使得产生的沼气不易逸出，容器内部沼气气压增大，阻碍后续沼气产生，致使沼气产率下降，还将使得上浮的原料不能与发酵细菌充分混合，导致原料的利用率降低。针对原料液表面容易结壳的问题，现有技术在全混式厌氧反应器的搅拌轴上传动设置了破壳机构以形成破壳全混式厌氧反应器，使得当驱动装置驱动搅拌轴转动时，破壳机构伴随搅拌轴一起转动，并通过其破壳部对原料液表面的浮渣壳进行破坏。但是，申请人在实际研究中发现，现有破壳全混式厌氧反应器在使用时还存在以下问题：破壳机构工作时，其破壳部是绕搅拌轴的中轴线转动并破坏浮渣壳的，这种破壳方式能够将原料液表面的浮渣壳破坏成块状的“浮渣块”，但却不能对浮渣块进行进一步的破坏或清理，使得浮渣块仍会漂浮在原料液表面，而漂浮的浮渣块越来越多也会使得产生的沼气不易逸出，导致反应器的沼气产率降低；并且，漂浮的浮渣块还使得原料和发酵细菌不能充分混合，导致反应器的原料利用率降低。因此，如何提供一种能够有效破坏、清理原料液表面的浮渣壳和浮渣块的破壳全混式厌氧反应器，以辅助提升反应器的沼气产率和原料利用率是急需解决的问题。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是：如何提供一种能够有效破坏、清理原料液表面的浮渣壳和浮渣块的破壳全混式厌氧反应器，以能够辅助提升反应器的沼气产率和原料利用率。为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：一种破壳全混式厌氧反应器，包括具有反应腔的筒状壳体，沿所述壳体中轴线竖向布置于所述反应腔内的搅拌轴，以及用于驱动所述搅拌轴转动的驱动装置；还包括设置于所述反应腔内的破壳机构，以及分别与所述搅拌轴传动连接的横向传动机构和纵向传动机构；所述破壳机构包括横向布置于所述反应腔内的破壳横梁，以及设置于所述破壳横梁上的破壳组件，所述横向传动机构和纵向传动机构均与所述破壳横梁传动连接；所述横向传动机构用于在所述搅拌轴转动时带动所述破壳横梁沿所述搅拌轴中轴线转动，所述纵向传动机构用于在所述搅拌轴转动时带动所述破壳横梁沿自身中轴线转动。本方案中，破壳机构可包括沿搅拌轴中轴线对称布置的两根破壳横梁，两根破壳横梁上均对应设置有破壳组件、且均由横向传动机构和纵向传动机构带动其工作，使得破壳机构能够更好的破坏原料液表面的浮渣壳和浮渣块。在实际产沼过程中，搅拌轴通过横向传动机构和纵向传动机构带动破壳横梁转动，使得破壳组件破坏原料液表面的浮渣壳；具体的，通过横向传动机构带动破壳横梁沿搅拌轴的中轴线转动，使得破壳组件“横向的”破坏原料液表面的浮渣壳，形成块状的浮渣块；并且还通过纵向传动机构带动破壳横梁沿自身中轴线自旋，进而使得破壳组件“纵向的”破坏浮渣块；破壳横梁及其上的破壳组件在这两种方向结合的运动过程中，即水平绕搅拌轴中轴线旋转时还伴随有自旋，能够形成旋涡将浮渣块卷入原料液中，使得浮渣块与原料液中的发酵微生物接触，进而被发酵微生物消化、分解和清理。一方面，本方案的破壳机构能够有效的破坏、清理浮渣壳和浮渣块，使得产生的沼气更容易逸出，能够辅助提升反应器的沼气产率；另一方面，破壳机构转动形成的旋涡不仅能够将漂浮的浮渣块卷入原料液中，还使得原料液和发酵细菌的混合更充分，并且浮渣块还能够与原料液中的发酵微生物进一步混合，从而能够辅助提升反应器的原料利用率。因此，本方案中的破壳全混式厌氧反应器能够有效破坏、清理原料液表面的浮渣壳和浮渣块，以能够辅助提升反应器的沼气产率和原料利用率。优选的，本方案还包括设置于所述反应腔内的刮壁机构；所述刮壁机构包括横向设置于所述破壳横梁上方的刮壁横梁，以及竖向设置于所述刮壁横梁远离所述搅拌轴一端且刮壁侧与所述反应腔内侧壁间隙配合的刮壁纵臂；所述横向传动机构与所述刮壁横梁传动连接，使得所述搅拌轴转动时所述横向传动机构能够带动所述刮壁横梁沿所述搅拌轴中轴线转动。本方案中，刮壁纵臂的刮壁侧是指刮壁纵臂上用于刮除和清理反应腔内侧壁上粘附的厌氧污泥或粪污团块等污物的一侧。在实际产沼过程中，反应腔内侧壁上会逐渐粘附一些团块状或较厚的厌氧污泥或粪污团块等污物（当物料浓度TS≥8%时上述情况更加明显），而粘附的厌氧污泥或粪污团块等污物同样会使得发酵微生物与发酵原料混合不均、发酵不充分不完全，导致沼气的产率降低、并会腐蚀壳体。针对这一问题，本方案设置了刮壁机构，使得搅拌轴转动时横向传动机构能够带动刮壁横梁沿搅拌轴的中轴线转动，进而使得刮壁纵臂的刮壁侧能够刮除和清理反应器内侧壁上粘附的厌氧污泥或粪污团块等污物，并且被刮除的厌氧污泥或粪污团块等污物还能够与原料液中的发酵微生物进一步混合，并被发酵微生物所利用、进行各种厌氧生化反应产沼，进而能够辅助提升反应器的沼气产率。优选的，本方案还包括与所述搅拌轴传动连接的减速传动机构，且所述横向传动机构通过所述减速传动机构与所述搅拌轴传动连接，使得所述横向传动机构能够带动所述破壳横梁和刮壁横梁以低于所述搅拌轴转速的转动速度转动。在实际产沼过程中，申请人发现原料液表面的结壳速度约为0.4-1mm/d，其远小于搅拌轴的转动速度，这使得破壳机构会做很多“无用功”，并且反应腔内侧壁上粘附厌氧污泥或粪污团块也需要一定的时间，即刮壁机构也会做很多“无用功”；而破壳机构和刮壁机构做的“无用功”会造成额外的电能损耗和工作磨损。针对这一问题，本方案中在搅拌轴上传动设置了减速传动机构，由减速传动机构将动力传递至横向传动机构，再由横向传动机构带动破壳机构和刮壁机构工作，使得破壳横梁和刮壁横梁的转动速度低于搅拌轴的转动速度，以减少额外的电能损耗和工作磨损，并辅助降低了反应器的工作成本、且延长了反应器的使用寿命。优选的，所述减速传动机构包括同轴固定套设于所述搅拌轴上的减速中心齿轮，以及与所述减速中心齿轮同轴间隔布置且围绕所述减速中心齿轮一周设置的减速环形齿条，所述减速环形齿条与所述横向传动机构传动连接；所述减速环形齿条的齿朝内设置并正对所述减速中心齿轮，且所述减速中心齿轮和减速环形齿条间传动啮合有减速传动齿轮；所述减速环形齿本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种破壳全混式厌氧反应器，包括具有反应腔的筒状壳体，沿所述壳体中轴线竖向布置于所述反应腔内的搅拌轴，以及用于驱动所述搅拌轴转动的驱动装置；其特征在于：还包括设置于所述反应腔内的破壳机构，以及分别与所述搅拌轴传动连接的横向传动机构和纵向传动机构；/n所述破壳机构包括横向布置于所述反应腔内的破壳横梁，以及设置于所述破壳横梁上的破壳组件，所述横向传动机构和纵向传动机构均与所述破壳横梁传动连接；所述横向传动机构用于在所述搅拌轴转动时带动所述破壳横梁沿所述搅拌轴中轴线转动，所述纵向传动机构用于在所述搅拌轴转动时带动所述破壳横梁沿自身中轴线转动。/n

【技术特征摘要】
1.一种破壳全混式厌氧反应器，包括具有反应腔的筒状壳体，沿所述壳体中轴线竖向布置于所述反应腔内的搅拌轴，以及用于驱动所述搅拌轴转动的驱动装置；其特征在于：还包括设置于所述反应腔内的破壳机构，以及分别与所述搅拌轴传动连接的横向传动机构和纵向传动机构；
所述破壳机构包括横向布置于所述反应腔内的破壳横梁，以及设置于所述破壳横梁上的破壳组件，所述横向传动机构和纵向传动机构均与所述破壳横梁传动连接；所述横向传动机构用于在所述搅拌轴转动时带动所述破壳横梁沿所述搅拌轴中轴线转动，所述纵向传动机构用于在所述搅拌轴转动时带动所述破壳横梁沿自身中轴线转动。


2.如权利要求1所述的破壳全混式厌氧反应器，其特征在于：还包括设置于所述反应腔内的刮壁机构；所述刮壁机构包括横向设置于所述破壳横梁上方的刮壁横梁，以及竖向设置于所述刮壁横梁远离所述搅拌轴一端且刮壁侧与所述反应腔内侧壁间隙配合的刮壁纵臂；所述横向传动机构与所述刮壁横梁传动连接，使得所述搅拌轴转动时所述横向传动机构能够带动所述刮壁横梁沿所述搅拌轴中轴线转动。


3.如权利要求2所述的破壳全混式厌氧反应器，其特征在于：还包括与所述搅拌轴传动连接的减速传动机构，且所述横向传动机构通过所述减速传动机构与所述搅拌轴传动连接，使得所述横向传动机构能够带动所述破壳横梁和刮壁横梁以低于所述搅拌轴转速的转动速度转动。


4.如权利要求3所述的破壳全混式厌氧反应器，其特征在于：所述减速传动机构包括同轴固定套设于所述搅拌轴上的减速中心齿轮，以及与所述减速中心齿轮同轴间隔布置且围绕所述减速中心齿轮一周设置的减速环形齿条，所述减速环形齿条与所述横向传动机构传动连接；所述减速环形齿条的齿朝内设置并正对所述减速中心齿轮，且所述减速中心齿轮和减速环形齿条间传动啮合有减速传动齿轮；所述减速环形齿条的齿数大于所述减速中心齿轮的齿数。


5.如权利要求4所述的破壳全混式厌氧反应器，其特征在于：所述减速传动机构还包括设置于所述减速环形齿条外周侧部且齿朝外设置的弧形过渡齿段，设置于所述减速环形齿条旁侧的过渡轴套，以及同轴固定套设于所述过渡轴套上且能够与所述弧形过渡齿段对应啮合的过渡齿轮；所述弧形过渡齿段的齿数小于所述减速环形齿条的齿数；所述横向传动机构和纵向传动机构均与所述过渡轴套传动连接。


6.如权利要求5所述的破壳全混...

【专利技术属性】
技术研发人员：许继飞，柳亚宁，朱天骄，于瑞宏，郭伟，赵吉，
申请(专利权)人：内蒙古大学，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15