專利名稱：一種新型升流式厭氧反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種厭氧消化裝置，特別是涉及一種畜禽糞便、污泥、生活有機垃圾、 秸稈、雜草等混合原料的厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣的裝置。
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尤為突出，發(fā)展經(jīng)濟與環(huán)境保護的雙重矛盾愈加激烈。開發(fā)“綠色能源”已成為當(dāng)今世界上工業(yè)化國家開源節(jié)流、化害為利和保護環(huán)境的重要手段。近年來，以畜禽糞便為原料的大型沼氣工程發(fā)展迅猛，升流式固體厭氧反應(yīng)器因其在處理高固形物含量的畜禽糞污時，具有上流式厭氧污泥床等其他反應(yīng)器不可比擬的優(yōu)勢，故在大型沼氣工程中得到了廣泛應(yīng)用，但在實際應(yīng)用中存在結(jié)殼等致命弱點，特別是在高寒地區(qū)的沼氣工程中，升流式厭氧固體反應(yīng)器的管路凍結(jié)、堵塞，溫度恒定控制問題直接影響了沼氣工程運行的連續(xù)性和經(jīng)濟性，以及厭氧反應(yīng)器的產(chǎn)氣穩(wěn)定性和產(chǎn)氣率。為此，開發(fā)高效穩(wěn)定新型的升流式厭氧反應(yīng)器，以解決傳統(tǒng)的升流式厭氧固體反應(yīng)器存在的弊病就尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是避免升流式厭氧固體反應(yīng)器在處理畜禽糞便、農(nóng)村生活有機垃圾、秸稈等多種原料產(chǎn)沼氣時發(fā)生液面結(jié)殼、管路易凍結(jié)和堵塞，并保證反應(yīng)器內(nèi)溫度均勻恒定，提高升流式厭氧固體反應(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的升流式厭氧反應(yīng)器。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種新型升流式厭氧反應(yīng)器，包括罐體1、進(jìn)料器4、出料器5、壓力保護器6、氣體出口管7、排渣口管8 ；所述罐體1內(nèi)設(shè)攪拌破殼組件 2、熱能轉(zhuǎn)化機組3 ；所述進(jìn)料器4設(shè)置在罐體1的罐頂10上，所述進(jìn)料器4設(shè)有自動卸除管路存料裝置；所述罐體1為封閉圓筒狀，包括罐頂10、筒體9、罐底11 ；所述罐頂10為平蓋形、 半橢圓形、半碟形或半球形的任一種；所述攪拌破殼組件2由動力機構(gòu)12、傳動軸13、密封件14、破殼推渣器15、葉輪16 組成；所述動力機構(gòu)12位于罐頂10上部的外面，且與罐頂10相連；所述傳動軸13與動力機構(gòu)12相連；密封件14位于傳動軸13穿越罐頂10處；破殼推渣器15與傳動軸13上部相連，并位于罐體1內(nèi)料液面附近；葉輪16與傳動軸13下部相連；所述熱能轉(zhuǎn)化機組3由安全控制箱18、燃燒器19、阻火器20、供氣管21、燃燒換熱室22、排煙管23、水箱M、循環(huán)水泵25、盤管沈組成；燃燒換熱室22位于水箱24中間，并通過排煙管23與大氣相通，室壁36將換熱室氣體與水箱液體隔開；水箱M、盤管沈位于罐體1內(nèi)，并與罐體1外的循環(huán)水泵25構(gòu)成封閉系統(tǒng)；安全控制箱18與阻火器20聯(lián)合作用保證內(nèi)置熱能轉(zhuǎn)化機組3安全運行；
所述進(jìn)料器4由器體27、進(jìn)料口 28、活動頂蓋四、導(dǎo)料管30組成；器體27、進(jìn)料口觀、活動頂蓋四位于罐頂10外，導(dǎo)料管30與罐體1內(nèi)物料腔17相通；活動頂蓋四保證器體27腔體與大氣相通；所述出料器5由出料斗31、下料管32、水封器33、出料管34組成；出料斗31與罐體1內(nèi)的氣體腔35相通，出料斗31沿口與物料腔17液面平齊；水封器33位于罐體1內(nèi)。本發(fā)明的優(yōu)點是操作簡單，處理畜禽糞便、農(nóng)村生活有機垃圾、秸稈等混合物發(fā)酵原料時，不易結(jié)殼，反應(yīng)溫度均勻恒定，運行穩(wěn)定可靠，投資和運行費用低，同時具有處理負(fù)荷高、TS濃度大、水力停留時間短等優(yōu)點，處理發(fā)酵料液的固形物含量可達(dá)8 15%，COD 去除率可達(dá)60 80%，產(chǎn)沼氣率可達(dá)1. 5 3m7m3 · d。


圖1是本發(fā)明的軸向剖面圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明包括罐體1、攪拌破殼組件2、內(nèi)置熱能轉(zhuǎn)化機組3、進(jìn)料器4、 出料器5、壓力保護器6、氣體出口管7、排渣口管8 ；罐體1由筒體9、罐頂10、罐底11組成； 罐頂10為平蓋形，也可以為平蓋形、半橢圓形、半碟形或半球形的任一種；攪拌破殼組件2 與罐體1中心軸線重合，攪拌破殼組件2由動力機構(gòu)12、傳動軸13、密封件14、破殼推渣器 15、葉輪16組成；動力機構(gòu)12位于罐頂10外，且與罐頂10相連；傳動軸13與動力機構(gòu)12 相連；密封件14位于傳動軸13穿越罐頂10處；破殼推渣器15連接在傳動軸13上部，并位于物料腔17內(nèi)且在罐體1內(nèi)料液面附近；葉輪16連接在傳動軸13下部；內(nèi)置熱能轉(zhuǎn)化機組3由安全控制箱18、燃燒器19、阻火器20、供氣管21、燃燒換熱室22、排煙管23、水箱 M、循環(huán)水泵25、盤管沈組成；燃燒換熱室22位于水箱M中間，并通過排煙管23與大氣相通，室壁36將換熱室氣體與水箱液體隔開；水箱M、循環(huán)水泵25與盤管沈構(gòu)成封閉系統(tǒng)；進(jìn)料器4由器體27、進(jìn)料口 28、活動頂蓋四、導(dǎo)料管30組成；進(jìn)料器4位于罐頂10外， 且與罐體內(nèi)物料腔17相通；活動頂蓋四保證器體27腔體與大氣相通；出料器5由出料斗 31、下料管32、水封器33、出料管34組成；出料斗31與氣體腔35相通，出料斗31沿口與液面平齊；水封器33位于罐體1內(nèi)；壓力保護器6與罐體1內(nèi)氣體腔35相通，且位于罐頂10 處；氣體出口管7與罐頂10相連；排渣管8位于罐底11處，與罐體物料腔17相通。本發(fā)明的工作過程罐體1內(nèi)的物料腔17和氣體腔35均與罐體1外大氣隔絕，是一個缺氧空間，畜禽糞便等物料通過進(jìn)料器4進(jìn)入罐體1內(nèi)物料腔17，在壓力作用下自下向上運動，完成厭氧發(fā)酵反應(yīng)、熱量交換和渣液分離，密度大的沉渣通過排渣管8在壓力作用下排出罐體1外，液體及浮渣部分溢流入出料斗31內(nèi)，通過下料管32、水封器33從出料管 34排出罐體1外，物料反應(yīng)所產(chǎn)生的沼氣從氣體出口管7排出罐體1外，并輸送到用戶，這樣就完成了厭氧反應(yīng)過程；動力機構(gòu)12間歇運轉(zhuǎn)，通過傳動軸13帶動破殼推渣器15和葉輪16轉(zhuǎn)動；破殼推渣器15轉(zhuǎn)動破壞罐體1內(nèi)物料液面處的殼狀物，并將其推入出料斗33 內(nèi)，保證液面處于流態(tài)，氣體自由通過液面；葉輪16轉(zhuǎn)動攪動物料，使新進(jìn)物料與原物料充分混合，同時與盤管沈內(nèi)熱介質(zhì)完成熱量交換，保證罐體1內(nèi)的物料環(huán)境相對恒溫；進(jìn)料器4的器體27腔與大氣相通，當(dāng)進(jìn)料量達(dá)到要求，供料泵停機后，供料管路中的物料自動排空，防止管路存料造成堵塞或凍結(jié)；出料器5的出料斗31沿口與液面平齊，保證浮渣順利排出罐外，防止浮渣累積結(jié)殼而阻礙沼氣順利進(jìn)入氣體腔35內(nèi)；水封器33將氣體腔35與大氣隔開，防止沼氣泄漏至大氣中，而且水封器33位于罐體1內(nèi)，避免了低溫環(huán)境下凍結(jié)堵塞；壓力保護器6與罐體1內(nèi)的氣體腔35相通，當(dāng)氣體腔35壓力波動超過允許范圍時，壓力保護器6開始動作，使氣體腔35與罐體1外大氣相通，排出或進(jìn)入部分氣體，使氣體腔35 的壓力處于允許范圍內(nèi)，防止罐體損壞；供氣管21將氣體腔35內(nèi)的沼氣引致沼氣燃燒器 19，沼氣通過燃燒器19在燃燒換熱室22內(nèi)完成化學(xué)能到熱能的轉(zhuǎn)化，并將熱能通過室壁36 傳遞給水箱M中的循環(huán)水，循環(huán)水泵25將循環(huán)水泵入盤管沈中，循環(huán)水在盤管沈中流動時將熱量傳遞給罐體1內(nèi)的物料，實現(xiàn)對物料的增溫；安全控制箱18與阻火器20聯(lián)合作用保證內(nèi)置熱能轉(zhuǎn)化機組3安全運行。
權(quán)利要求
1.一種新型升流式厭氧反應(yīng)器，包括罐體(1)、進(jìn)料器G)、出料器(5)、壓力保護器 (6)、氣體出口管(7)、排渣口管(8)，其特征在于罐體⑴內(nèi)設(shè)攪拌破殼組件O)、熱能轉(zhuǎn)化機組(3)；所述進(jìn)料器(4)設(shè)置在罐體(1)的罐頂(10)上，所述進(jìn)料器(4)設(shè)有自動卸除管路存料裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型升流式厭氧固體反應(yīng)器，其特征在于所述罐體(1) 為封閉圓筒狀，包括罐頂(10)、筒體(9)、罐底(11)；所述罐頂(10)為平蓋形、半橢圓形、半碟形或半球形的任一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型升流式厭氧固體反應(yīng)器，其特征在于所述攪拌破殼組件⑵由動力機構(gòu)(12)、傳動軸(13)、密封件(14)、破殼推渣器(15)、葉輪(16)組成；所述動力機構(gòu)(1 位于罐頂(10)上部的外面，且與罐頂(10)相連；所述傳動軸(1 與動力機構(gòu)(12)相連；密封件(14)位于傳動軸(13)穿越罐頂(10)處；破殼推渣器(15)與傳動軸(13)上部相連，并位于罐體⑴內(nèi)料液面附近；葉輪(16)與傳動軸(13)下部相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型升流式厭氧固體反應(yīng)器，其特征在于所述熱能轉(zhuǎn)化機組⑶由安全控制箱(18)、燃燒器(19)、阻火器(20)、供氣管(21)、燃燒換熱室02)、 排煙管03)、水箱04)、循環(huán)水泵05)、盤管06)組成；燃燒換熱室02)位于水箱04)中間，并通過排煙管與大氣相通，室壁(36)將換熱室氣體與水箱液體隔開；水箱(M)、 盤管06)位于罐體(1)內(nèi)，并與罐體(1)外的循環(huán)水泵05)構(gòu)成封閉系統(tǒng)；安全控制箱 (18)與阻火器OO)聯(lián)合作用保證內(nèi)置熱能轉(zhuǎn)化機組(3)安全運行。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型升流式厭氧固體反應(yīng)器，其特征在于進(jìn)料器由器體(27)、進(jìn)料口( )、活動頂蓋(四)、導(dǎo)料管(30)組成；器體(27)、進(jìn)料口(觀)、活動頂蓋09)位于罐頂(10)外，導(dǎo)料管(30)與罐體(1)內(nèi)物料腔(17)相通；活動頂蓋09)保證器體、2 )腔體與大氣相通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型升流式厭氧固體反應(yīng)器，其特征在于出料器(5) 由出料斗(31)、下料管(32)、水封器(33)、出料管(34)組成；出料斗(31)與罐體(1)內(nèi)的氣體腔(35)相通，出料斗(31)沿口與物料腔(17)液面平齊；水封器(33)位于罐體⑴內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種新型升流式厭氧反應(yīng)器，由罐體、攪拌破殼組件、內(nèi)置熱能轉(zhuǎn)化機組、進(jìn)料器、出料器、壓力保護器、氣體出口管、排渣口管組成；罐體內(nèi)設(shè)具有攪拌混合、破殼排渣功能的攪拌破殼組件，內(nèi)置沼氣熱能轉(zhuǎn)化機組和水封式可排浮渣的出料器，設(shè)有自動卸除管路存料的進(jìn)料器。本發(fā)明操作簡單，處理畜禽糞便、農(nóng)村生活有機垃圾、秸稈等混合物發(fā)酵原料時，不結(jié)殼，反應(yīng)溫度均勻恒定，運行穩(wěn)定可靠，投資和運行費用低，同時具有處理負(fù)荷高、TS濃度大、水力停留時間短等優(yōu)點，處理發(fā)酵料液的固形物含量可達(dá)8～15％，COD去除率可達(dá)60～80％，產(chǎn)沼氣率可達(dá)1.5～3m3/m3·d。
文檔編號C12M1/02GK102399683SQ201010278018
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