專利名稱：一種大型沼氣工程用的發(fā)酵原料預(yù)處理方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大型沼氣工程用的原料預(yù)處理方法及裝置，特別是涉及一種沼氣工程用的混合原料，如畜禽糞便、污泥、生活有機廢物、秸稈、雜草等可發(fā)酵物的預(yù)處理方法及裝置。
背景技術(shù)：
隨著農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，農(nóng)村種養(yǎng)殖業(yè)迅猛發(fā)展，在增加農(nóng)業(yè)收入的同時，造成的農(nóng)村面源污染日趨加劇，尤其是畜禽糞便、農(nóng)村生活垃圾、秸稈、雜草等有機廢棄物以及污水廠污泥等造成的污染問題愈加突出。在全面進行社會主義新農(nóng)村建設(shè)的新形勢下，大型沼氣工程在解決規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖污染，開發(fā)清潔能源，發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)方面發(fā)揮著重要作用。 但目前大型沼氣工程原料預(yù)處理設(shè)備技術(shù)單一，僅具有簡單的除砂除草功能，在原料預(yù)處理過程中將秸稈、草料等與沉砂一同作為廢物去除，只能將畜禽糞便作為發(fā)酵原料。而農(nóng)村生活垃圾、秸稈、雜草等有機廢棄物以及污水廠污泥等均是較好的沼氣發(fā)酵原料，為此，開發(fā)多功能的大型沼氣工程用的發(fā)酵原料預(yù)處理裝置，拓寬發(fā)酵原料種類和來源，避免目前大型沼氣工程處理原料的局限性，使其在解決農(nóng)村綜合垃圾面源污染問題方面發(fā)揮更大的作用尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是避免傳統(tǒng)大型沼氣工程因其發(fā)酵原料預(yù)處理設(shè)備技術(shù)單一，使得發(fā)酵原料種類和來源具有局限性，同時防止發(fā)酵原料堵塞管路和進入?yún)捬醴磻?yīng)器后上浮液面結(jié)殼，并利于秸稈類物料快速消解，保證厭氧反應(yīng)器的產(chǎn)氣效率和產(chǎn)氣穩(wěn)定性，提供一種適用于大型沼氣工程用的發(fā)酵原料預(yù)處理裝置。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種大型沼氣工程用的發(fā)酵原料預(yù)處理方法，具體方案為一種大型沼氣工程用的發(fā)酵原料預(yù)處理方法，在旋流水力作用下將發(fā)酵原料進行密度差異分離，從而使料液呈輕質(zhì)相、中質(zhì)相、重質(zhì)相的三相分層狀態(tài)；輕質(zhì)相中大粒徑物料、秸稈等在環(huán)流水力作用下流入到浮渣分選機進行一次切割粉碎后在環(huán)流水力作用下與原料混合后進入剝離分離機的中質(zhì)相層；重質(zhì)相層物料通過沉砂分離機分離去除；中質(zhì)相料液調(diào)配至適宜的物料濃度后進入混料粉碎機，物料中的中短纖維類物料被二次完全粉碎后由單元出料機泵入?yún)捬醴磻?yīng)器。本發(fā)明還提供了實現(xiàn)所述方法的裝置，包括收納器1、剝離混合器2、環(huán)流槽3、浮渣分選機5、懸浮切割機6、環(huán)流混合機7、混料粉碎機8和單元出料機9，所述收納器1設(shè)置有投料口 10、環(huán)流混合機接口 13、出料口 14，出料口 14與剝離混合器2相通，環(huán)流混合機接口 13與環(huán)流槽3相通；所述剝離混合器2內(nèi)設(shè)有攪拌器組件16 ；所述剝離混合器2與環(huán)流槽3相通；所述環(huán)流槽3 —端與剝離混合器2連通，另一端通過收納器1與剝離混合器2連通，構(gòu)成流體循環(huán)通道，并由環(huán)流混合機7提供環(huán)流動力；所述沉砂分離機4位于環(huán)流槽3內(nèi)，包括筒體21、所述筒體兩端分別為出料口 24、 進料口 25 ；進料口 25位于剝離混合器2錐底中心處；出料口 M高于剝離混合器2頂蓋；所述浮渣分選機5位于環(huán)流槽3內(nèi)，浮渣分選機5將環(huán)流槽3內(nèi)的沉砂分離機4 和環(huán)流混合機7隔開；所述懸浮切割機6位于浮渣分選機5和收納器1之間；所述混料粉碎機8 一端通過管路與剝離混合器2連通、另一端和單元出料機9的進口連通，所述出料機9的出口接厭氧反應(yīng)器。所述剝離混合器2為圓筒錐底平蓋形，包括器體15、攪拌器組件16、盤管組件17， 所述器體15與環(huán)流槽3、收納器1均相通；所述攪拌器組件16和盤管組件17的中心軸線與器體15中心軸線重合。所述沉砂分離機4的筒體21內(nèi)設(shè)置提砂螺旋器22、動力裝置23。所述浮渣分選機5包括機架35、犁形耙齒柵36、鏈輪傳動系統(tǒng)37、清理刷38、出渣口 39，犁形耙齒柵36將大粒徑物料擋住并提出至出渣口 39。所述懸浮切割機6包括接料斗40、動力裝置41、機架42、切割齒鼓43、出料口 44 ； 所述接料斗40位于出渣口 39的正下方，出料口 44與收納器1相通。所述混料粉碎機8由刀架體31、筒體30、刀片27、刀盤沘、進料口 26、出料口四組成。所述單元出料機包括機體33、進口 32、出料口 34。本發(fā)明的優(yōu)點是可以同時處理畜禽糞便、農(nóng)村生活垃圾、秸稈、雜草等有機廢棄物以及污水廠污泥等可發(fā)酵物，有效去除各種物料中的泥沙，同時將秸稈、雜草等低密度物料徹底粉碎，與中密度物料完全混合，避免了堵塞管道和進入?yún)捬醴磻?yīng)器后結(jié)殼的問題，并利于秸稈類物料快速消解，同時能根據(jù)厭氧反應(yīng)器對物料濃度要求靈活調(diào)配。具有操作簡單，操作彈性大，溫度控制靈活，運行穩(wěn)定可靠，維修方便，投資和運行費用低，處理負荷高、 TS濃度大等優(yōu)點，處理物料的固形物含量可達8 15%，提高厭氧反應(yīng)器容積產(chǎn)沼氣率 10 15%。


圖1是本發(fā)明的俯視圖；圖2是本發(fā)明的B-B剖面圖；圖3是本發(fā)明的A-A剖面圖；圖4是本發(fā)明的C-C剖面圖。
具體實施例方式如圖1 圖4所示，本發(fā)明包括收納器1、剝離混合器2、環(huán)流槽3、浮渣分選機5、懸浮切割機6、環(huán)流混合機7、混料粉碎機8和單元出料機9，所述收納器1設(shè)置有投料口 10、 環(huán)流混合機接口 13、出料口 14，出料口 14與剝離混合器2相通，環(huán)流混合機接口 13與環(huán)流槽3相通；所述剝離混合器2內(nèi)設(shè)有攪拌器組件16 ；所述剝離混合器2與環(huán)流槽3相通；
所述環(huán)流槽3 —端與剝離混合器2連通，另一端通過收納器1與剝離混合器2連通，構(gòu)成流體循環(huán)通道，并由環(huán)流混合機7提供環(huán)流動力；所述沉砂分離機4位于環(huán)流槽3內(nèi)，包括筒體21、所述筒體兩端分別為出料口 24、 進料口 25 ；進料口 25位于剝離混合器2錐底中心處；出料口 M高于剝離混合器2頂蓋；所述浮渣分選機5位于環(huán)流槽3內(nèi)，浮渣分選機5將環(huán)流槽3內(nèi)的沉砂分離機4 和環(huán)流混合機7隔開；所述懸浮切割機6位于浮渣分選機5和收納器1之間；所述混料粉碎機8 一端通過管路與剝離混合器2連通、另一端和單元出料機9的進口連通，所述出料機9的出口接厭氧反應(yīng)器。所述剝離混合器2為圓筒錐底平蓋形，包括器體15、攪拌器組件16、盤管組件17， 所述器體15與環(huán)流槽3、收納器1均相通；所述攪拌器組件16和盤管組件17的中心軸線與器體15中心軸線重合。所述沉砂分離機4的筒體21內(nèi)設(shè)置提砂螺旋器22、動力裝置23。所述浮渣分選機5包括機架35、犁形耙齒柵36、鏈輪傳動系統(tǒng)37、清理刷38、出渣口 39，犁形耙齒柵36將大粒徑物料擋住并提出至出渣口 39。所述懸浮切割機6包括接料斗40、動力裝置41、機架42、切割齒鼓43、出料口 44 ； 所述接料斗40位于出渣口 39的正下方，出料口 44與收納器1相通。所述混料粉碎機8由刀架體31、筒體30、刀片27、刀盤沘、進料口 26、出料口四組成。所述單元出料機包括機體33、進口 32、出料口 34組成。由圖2可以看出，收納器1由投料口 10、攪拌器11、槽體12、環(huán)流混合機接口 13、 出料口 14組成；收納器1通過出料口 14與剝離混合器2相通，通過環(huán)流混合機接口 13與環(huán)流槽3相通；剝離混合器2為圓筒錐底平蓋形，由器體15、攪拌器組件16、盤管組件17組成；器體15與環(huán)流槽3相通；環(huán)流混合機7位于環(huán)流槽3內(nèi)，由電機18、葉輪19、導(dǎo)流筒20 組成；導(dǎo)流筒20接于收納器1環(huán)流混合機接口 13處，連通收納器1與環(huán)流槽3。由圖3可以看出，沉砂分離機4位于環(huán)流槽3內(nèi)，包括筒體21、提砂螺旋器22、動力裝置23、出料口 24、進料口 25 ；進料口 25位于剝離混合器2錐底中心處；出料口 M高于剝離混合器2頂蓋；混料粉碎機8包括進料口 26、刀片27、刀盤28、出料口 29、筒體30、刀架體31 ；進料口沈通過管路45與剝離混合器2連通；單元出料機9由進口 32、機體33、出口 ；34組成；進口 32通過管路46與出料口四連通；出料口 ；34接厭氧反應(yīng)器。由圖4可以看出，浮渣分選機5位于環(huán)流槽3內(nèi)，包括機架35、犁形耙齒柵36、鏈輪傳動系統(tǒng)37、清理刷38、出渣口 39;浮渣分選機5將環(huán)流槽3內(nèi)的沉砂分離機4和環(huán)流混合機7隔開；懸浮切割機6位于環(huán)流槽頂，包括接料斗40、動力裝置41、機架42、切割齒鼓43、出料口 44 ；接料斗40位于出渣口 39的正下方，出料口 44與收納器1相通。本發(fā)明的工作過程畜禽糞便、農(nóng)村生活垃圾、秸稈、雜草等有機廢棄物以及污水廠污泥等可發(fā)酵原料通過投料口 10直接倒入收納器1內(nèi)，在攪拌器11與環(huán)流混合機7的雙重作用下，發(fā)酵原料與液體充分混合后通過出料口 14進入剝離混合器2內(nèi)，在攪拌器組件16的作用下，混合料液中沙粒體表面粘著物被剝離開，并在旋流水力作用下完成密度差異分離，從而使料液呈輕質(zhì)相、中質(zhì)相、重質(zhì)相的三相分層狀態(tài)。輕質(zhì)相中大粒徑物料、秸稈等在環(huán)流水力作用下流入到浮渣分選機5前，犁形耙齒柵36將大粒徑物料擋住并提出至出渣口 39，落入懸浮切割機6的接料斗40內(nèi)，切割齒鼓43將大粒徑物料進行一次切割粉碎后通過出料斗落入收納器1內(nèi)，在環(huán)流水力作用下與原料混合后進入剝離分離機的中質(zhì)相層。重質(zhì)相層物料主要為沉沙、金屬、玻璃制品等不可發(fā)酵物，在重力和環(huán)流水力的雙重作用下，積聚在剝離混合器2的錐形料斗中，通過沉砂分離機4的進料口 25由提砂螺旋器22 將錐形料斗中的沉砂等從剝離混合器2中分離去除。中質(zhì)相料液調(diào)配至適宜的物料濃度后進入混料粉碎機8，物料中的中短纖維類物料被二次完全粉碎后由單元出料機9泵入?yún)捬醴磻?yīng)器。
權(quán)利要求
1.一種大型沼氣工程用的發(fā)酵原料預(yù)處理方法，其特征在于在旋流水力作用下將發(fā)酵原料進行密度差異分離，從而使料液呈輕質(zhì)相、中質(zhì)相、重質(zhì)相的三相分層狀態(tài)；輕質(zhì)相中大粒徑物料、秸稈等在環(huán)流水力作用下流入到浮渣分選機進行一次切割粉碎后在環(huán)流水力作用下與原料混合后進入剝離分離機的中質(zhì)相層；重質(zhì)相層物料通過沉砂分離機分離去除；中質(zhì)相料液調(diào)配至適宜的物料濃度后進入混料粉碎機，物料中的中短纖維類物料被二次完全粉碎后由單元出料機泵入?yún)捬醴磻?yīng)器。
2.一種實現(xiàn)權(quán)利要求1所述方法的發(fā)酵原料預(yù)處理裝置，其特征在于包括收納器 (1)、剝離混合器(2)、環(huán)流槽(3)、浮渣分選機(5)、懸浮切割機(6)、環(huán)流混合機(7)、混料粉碎機⑶和單元出料機(9)，所述收納器⑴設(shè)置有投料口(10)、環(huán)流混合機接口(13)、出料口(14)，出料口(14)與剝離混合器(2)相通，環(huán)流混合機接口(13)與環(huán)流槽(3)相通；所述剝離混合器O)內(nèi)設(shè)有攪拌器組件(16)；所述剝離混合器(2)與環(huán)流槽(3)相通；所述環(huán)流槽(3) —端與剝離混合器(2)連通，另一端通過收納器(1)與剝離混合器(2) 連通，構(gòu)成流體循環(huán)通道，并由環(huán)流混合機(7)提供環(huán)流動力；所述沉砂分離機(4)位于環(huán)流槽(3)內(nèi)，包括筒體(21)、所述筒體兩端分別為出料口 (M)、進料口 05)；進料口 05)位于剝離混合器(2)錐底中心處；出料口 04)高于剝離混合器⑵頂蓋；所述浮渣分選機( 位于環(huán)流槽(3)內(nèi)，浮渣分選機( 將環(huán)流槽(3)內(nèi)的沉砂分離機(4)和環(huán)流混合機(7)隔開；所述懸浮切割機(6)位于浮渣分選機(5)和收納器⑴之間；所述混料粉碎機(8) —端通過管路與剝離混合器( 連通、另一端和單元出料機(9) 的進口連通，所述出料機(9)的出口接厭氧反應(yīng)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)酵原料預(yù)處理裝置，其特征在于所述剝離混合器(2)為圓筒錐底平蓋形，包括器體(1 、攪拌器組件(16)、盤管組件(17)，所述器體(1 與環(huán)流槽 (3)、收納器(1)均相通；所述攪拌器組件(16)和盤管組件(17)的中心軸線與器體(15)中心軸線重合。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)酵原料預(yù)處理裝置，其特征在于所述沉砂分離機的筒體內(nèi)設(shè)置提砂螺旋器(22)、動力裝置03)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)酵原料預(yù)處理裝置，其特征在于所述浮渣分選機(5)包括機架(35)、犁形耙齒柵(36)、鏈輪傳動系統(tǒng)(37)、清理刷(38)、出渣口(39)，犁形耙齒柵 (36)將大粒徑物料擋住并提出至出渣口(39)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)酵原料預(yù)處理裝置，其特征在于所述懸浮切割機(6)包括接料斗(40)、動力裝置(41)、機架(42)、切割齒鼓(43)、出料口 (44)；所述接料斗(40)位于出渣口(39)的正下方，出料口 G4)與收納器⑴相通。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)酵原料預(yù)處理裝置，其特征在于所述混料粉碎機(8)由刀架體(31)、筒體(30)、刀片(27)、刀盤(觀)、進料口(沈)、出料口 09)組成。
全文摘要
本發(fā)明公開一種大型沼氣工程用的發(fā)酵原料預(yù)處理方法及裝置，在旋流水力作用下將發(fā)酵原料進行密度差異分離，使料液呈輕質(zhì)相、中質(zhì)相、重質(zhì)相的三相分層狀態(tài)；輕質(zhì)相流入到浮渣分選機進行一次切割粉碎后進入剝離分離機的中質(zhì)相層；重質(zhì)相層物料通過沉砂分離機分離去除；中質(zhì)相料液調(diào)配至適宜的物料濃度后進入混料粉碎機，物料中的中短纖維類物料被二次完全粉碎后由單元出料機泵入?yún)捬醴磻?yīng)器。所述裝置包括收納器、剝離混合器、環(huán)流槽、浮渣分選機、懸浮切割機、沉砂分離機、環(huán)流混合機、混料粉碎機和單元出料機；本發(fā)明可以同時處理多種有機廢棄物以及污水廠污泥等可發(fā)酵物，處理物料的固形物含量可達8～15％，提高厭氧反應(yīng)器容積產(chǎn)沼氣率10～15％。
文檔編號C12M1/107GK102399046SQ20101027801
公開日2012年4月4日 申請日期2010年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月10日
發(fā)明者伊平, 宋剛, 汪國剛, 王陽, 趙軍, 趙明梅 申請人:遼寧北方環(huán)境保護有限公司