一種用于氣體輸送及物料攪拌的一體化裝置及包括該裝置的生物反應(yīng)器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于氣體輸送及物料攪拌的一體化裝置，包括旋轉(zhuǎn)攪拌軸及電機(jī)；旋轉(zhuǎn)攪拌軸上設(shè)置有具有進(jìn)氣口的緩沖進(jìn)氣室，旋轉(zhuǎn)攪拌軸與緩沖進(jìn)氣室之間的銜接處密封設(shè)置；旋轉(zhuǎn)攪拌軸的攪拌部上設(shè)有斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌器，底端設(shè)有微孔曝氣裝置；在緩沖進(jìn)氣室內(nèi)的旋轉(zhuǎn)攪拌軸的軸壁上設(shè)有通氣孔道，該通氣孔道通過(guò)旋轉(zhuǎn)攪拌軸內(nèi)設(shè)置的進(jìn)氣腔室與微孔曝氣裝置連通設(shè)置。本實(shí)用新型通過(guò)增加緩沖進(jìn)氣室用于降低進(jìn)氣速度波動(dòng)時(shí)對(duì)微生物的沖擊作用，且采用微孔曝氣裝置增加細(xì)小氣泡與微生物反應(yīng)的接觸面積，同時(shí)配合多層斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌器，能夠使生物反應(yīng)器內(nèi)的物料由中心向下再沿生物反應(yīng)器主體的四周內(nèi)壁向上循環(huán)強(qiáng)化了氣體的生物轉(zhuǎn)化過(guò)程。
【專利說(shuō)明】
一種用于氣體輸送及物料攪拌的一體化裝置及包括該裝置的生物反應(yīng)器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于氣體輸送及物料攪拌的一體化裝置及包括該裝置的生物反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]以出和⑶為主要成分的合成氣來(lái)源廣泛，包括生物質(zhì)熱解氣化燃?xì)狻⑷斯っ簹?、焦?fàn)t煤氣等，其產(chǎn)量巨大，可以作為燃料使用從而緩解能源壓力，具有良好的開(kāi)發(fā)前景。但是，其應(yīng)用存在以下問(wèn)題=H2密度小、難液化、易泄露，不易存儲(chǔ)和運(yùn)輸;CO具有生物毒害性，安全隱患大。將以HjPCO為主要成分的合成氣甲烷化轉(zhuǎn)化為天然氣，不僅易于存儲(chǔ)運(yùn)輸和使用，也提高了安全性，利于其推廣應(yīng)用。
[0003]合成氣甲烷化的方法主要包括化學(xué)法、物理法和生物法。其中化學(xué)法是利用高溫高壓和催化劑把合成氣中除甲烷外的其他成分轉(zhuǎn)化為甲烷，物理法是采用變壓吸附分離、深冷分離、膜分離等方法對(duì)合成氣中的甲烷進(jìn)行提純。生物法是利用厭氧發(fā)酵微生物將H2和CO轉(zhuǎn)化為甲烷，和化學(xué)法和物理法相比具有投資運(yùn)行成本低、HdPCO轉(zhuǎn)化率高、無(wú)二次污染等優(yōu)勢(shì)，更重要的是生物法可同時(shí)完成餐廚糞便等有機(jī)廢棄物的甲烷化過(guò)程，實(shí)現(xiàn)多原料的同步處理，對(duì)發(fā)展和推廣合成氣高品位利用技術(shù)具有重要意義。
[0004]中國(guó)專利:“一種氣液混合攪拌裝置”(申請(qǐng)?zhí)?201510119968.0，申請(qǐng)公布號(hào)CN104772083 A);其公開(kāi)了一種氣液混合攪拌裝置，其包括機(jī)架和機(jī)座，所述機(jī)座固定在機(jī)架上，所述機(jī)架上固定安裝有減速機(jī)，所述減速機(jī)的輸入端連有電機(jī)，輸出端連有攪拌軸，所述攪拌軸內(nèi)部中空，攪拌軸的上端連有進(jìn)氣管，下端設(shè)有圓盤(pán)渦輪式彎葉攪拌器，所述攪拌軸底端位于圓盤(pán)渦輪式彎葉攪拌器中心，并開(kāi)有通氣的曝氣孔。該專利主要特點(diǎn)是在進(jìn)氣時(shí)將氣體打散與液體混合，對(duì)于氣泡大小和分散程度沒(méi)有要求，不能有效增加氣體停留時(shí)間，也無(wú)法充分混合固體濃度相對(duì)較高的反應(yīng)物料，只適用于一些反應(yīng)速率快的氣液化學(xué)反應(yīng)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于氣體輸送及物料攪拌的一體化裝置;該裝置針對(duì)出和⑶在厭氧生物反應(yīng)器內(nèi)的生物轉(zhuǎn)化過(guò)程，增加緩沖進(jìn)氣室用于降低進(jìn)氣速度波動(dòng)時(shí)對(duì)微生物的沖擊作用，且采用微孔曝氣裝置增加細(xì)小氣泡與微生物反應(yīng)的接觸面積，同時(shí)配合多層斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌器，能夠使生物反應(yīng)器內(nèi)的物料由中心向下再沿生物反應(yīng)器主體的四周內(nèi)壁向上循環(huán)，不僅實(shí)現(xiàn)了厭氧反應(yīng)物料的充分混合，也有效增加了氣體與微生物接觸反應(yīng)的時(shí)間，強(qiáng)化了氣體的生物轉(zhuǎn)化過(guò)程。
[0006]本實(shí)用新型要解決的第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種包括上述用于氣體輸送及物料攪拌的一體化裝置的生物反應(yīng)器;所述生物反應(yīng)器配合上述的一體化裝置，能夠使生物反應(yīng)器內(nèi)的物料由中心向下再沿生物反應(yīng)器主體的四周內(nèi)壁向上循環(huán)，不僅實(shí)現(xiàn)了厭氧反應(yīng)物料的充分混合，也有效增加了氣體與微生物接觸反應(yīng)的時(shí)間，且該生物反應(yīng)器上設(shè)有氣體循環(huán)管路，該氣體循環(huán)管路能夠適應(yīng)不同的進(jìn)氣成分，并通過(guò)反應(yīng)器主體的內(nèi)腔與所述緩沖進(jìn)氣室的內(nèi)腔之間的循環(huán)作用實(shí)現(xiàn)高效徹底的轉(zhuǎn)化。
[0007]為解決上述第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案:
[0008]—種用于氣體輸送及物料攪拌的一體化裝置，所述裝置包括旋轉(zhuǎn)攪拌軸及用于驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)攪拌軸旋轉(zhuǎn)的電機(jī)；
[0009]所述旋轉(zhuǎn)攪拌軸上設(shè)置有具有進(jìn)氣口的緩沖進(jìn)氣室，所述旋轉(zhuǎn)攪拌軸可相對(duì)緩沖進(jìn)氣室旋轉(zhuǎn)，且所述旋轉(zhuǎn)攪拌軸與所述緩沖進(jìn)氣室之間的銜接處密封設(shè)置；
[0010]所述旋轉(zhuǎn)攪拌軸的攪拌部置于所述緩沖進(jìn)氣室外，且該旋轉(zhuǎn)攪拌軸的攪拌部上設(shè)有斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌器，所述旋轉(zhuǎn)攪拌軸的底端設(shè)有微孔曝氣裝置;微孔曝氣裝置用于增加細(xì)小氣泡與微生物反應(yīng)的接觸面積，并配合多層斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌器，能夠使生物反應(yīng)器內(nèi)的物料由中心向下再沿生物反應(yīng)器主體的四周內(nèi)壁向上循環(huán)，實(shí)現(xiàn)了厭氧反應(yīng)物料的充分混合，有效的增加了氣體與微生物接觸反應(yīng)的時(shí)間，強(qiáng)化了氣體的生物轉(zhuǎn)化過(guò)程。
[0011]在所述緩沖進(jìn)氣室內(nèi)的旋轉(zhuǎn)攪拌軸的軸壁上設(shè)有通氣孔道，該通氣孔道通過(guò)旋轉(zhuǎn)攪拌軸內(nèi)設(shè)置的進(jìn)氣腔室與所述微孔曝氣裝置連通設(shè)置。
[0012]進(jìn)一步的，所述緩沖進(jìn)氣室為箱體結(jié)構(gòu)。
[0013]進(jìn)一步的，所述旋轉(zhuǎn)攪拌軸與所述緩沖進(jìn)氣室之間的銜接處通過(guò)油性石墨填料箱密封設(shè)置，且該油性石墨填料箱環(huán)繞所述旋轉(zhuǎn)攪拌軸設(shè)置。油性石墨填料箱，一處設(shè)置在緩沖進(jìn)氣室外的頂面上;一處設(shè)置在緩沖進(jìn)氣室的內(nèi)腔底部上;在所述緩沖進(jìn)氣室的內(nèi)腔與外部相對(duì)密封隔離下，穿過(guò)該油性石墨填料箱的旋轉(zhuǎn)攪拌軸能夠進(jìn)行自如的旋轉(zhuǎn)。
[0014]進(jìn)一步的，所述電機(jī)通過(guò)機(jī)架固設(shè)在所述緩沖進(jìn)氣室上方，且該電機(jī)的主軸與所述旋轉(zhuǎn)攪拌軸連接，且所述電機(jī)的主軸的軸線與所述旋轉(zhuǎn)攪拌軸的軸線為同一軸線。該種傳動(dòng)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、能量利用效率高，避免了出現(xiàn)機(jī)械問(wèn)題的可能。
[0015]進(jìn)一步的，所述斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌器中葉片的傾斜角度Θ相同，且該傾斜角度Θ為30°?45°。現(xiàn)有技術(shù)中所采用的是垂直葉片，其只能起到徑向的分散和攪拌作用，而本專利采用具有傾斜角度Θ的葉片，其可實(shí)現(xiàn)徑向和軸向的混合，并增加生物反應(yīng)器中氣體的停留時(shí)間。
[0016]進(jìn)一步的，所述旋轉(zhuǎn)攪拌軸的攪拌部上設(shè)有至少三層斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌器，三層斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌器規(guī)格相同，層與層之間的間距相同；所述旋轉(zhuǎn)攪拌軸的攪拌部的上部留有1/5?1/4的長(zhǎng)度未安裝斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌器，其作用在于，需充分使得攪拌部上的斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌器須位于反應(yīng)物料內(nèi)，且保證每層的斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌器上下都有一定的物料，這樣在旋轉(zhuǎn)攪拌軸旋轉(zhuǎn)攪拌時(shí)，才能能夠使得生物反應(yīng)器內(nèi)的物料由中心向下再沿生物反應(yīng)器主體的四周內(nèi)壁向上循環(huán)，實(shí)現(xiàn)厭氧反應(yīng)物料的充分混合。
[0017]為解決上述第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案:
[0018]一種包括上述一體化裝置的生物反應(yīng)器，所述生物反應(yīng)器包括一具有內(nèi)腔的反應(yīng)器主體，所述緩沖進(jìn)氣室設(shè)置在所述反應(yīng)器主體上方，所述旋轉(zhuǎn)攪拌軸的攪拌部位于所述反應(yīng)器主體的內(nèi)腔中；
[0019]所述反應(yīng)器主體的內(nèi)腔與所述緩沖進(jìn)氣室的內(nèi)腔之間通過(guò)旋轉(zhuǎn)攪拌軸內(nèi)設(shè)置的進(jìn)氣腔室連通設(shè)置。通過(guò)該設(shè)置使得緩沖進(jìn)氣室內(nèi)的氣體只能從旋轉(zhuǎn)攪拌軸的軸壁上所設(shè)的通氣孔道進(jìn)入反應(yīng)器主體的內(nèi)腔中。
[0020]進(jìn)一步的，所述反應(yīng)器主體的內(nèi)腔與所述緩沖進(jìn)氣室的內(nèi)腔之間還設(shè)有氣體循環(huán)管路。該氣體循環(huán)管路能夠適應(yīng)不同的進(jìn)氣成分，并通過(guò)反應(yīng)器主體的內(nèi)腔與所述緩沖進(jìn)氣室的內(nèi)腔之間的循環(huán)作用實(shí)現(xiàn)高效徹底的轉(zhuǎn)化。
[0021]進(jìn)一步的，位于所述反應(yīng)器主體的內(nèi)腔中的斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌器，其直徑為反應(yīng)器主體內(nèi)徑的20%?50%。起這樣設(shè)置的目的在于，便于生物反應(yīng)器內(nèi)的物料由中心向下再沿生物反應(yīng)器主體的四周內(nèi)壁向上循環(huán)。
[0022]進(jìn)一步的，在所述緩沖進(jìn)氣室的內(nèi)腔中環(huán)繞所述旋轉(zhuǎn)攪拌軸設(shè)置有油性石墨填料箱;該處設(shè)置的油性石墨填料箱的作用在于，相對(duì)密封封隔所述緩沖進(jìn)氣室的內(nèi)腔與外部空間，進(jìn)而相對(duì)密封隔離反應(yīng)器主體的內(nèi)腔與緩沖進(jìn)氣室的內(nèi)腔。
[0023]所述反應(yīng)器主體上設(shè)有進(jìn)料口、出料口和出氣口。進(jìn)料口用于進(jìn)厭氧反應(yīng)物料，出料口用于出反應(yīng)完的物料，出氣口用于輸出述反應(yīng)器主體的內(nèi)腔中反應(yīng)轉(zhuǎn)化后的氣體。
[0024]所述進(jìn)料口位于所述反應(yīng)器主體的下部，所述出料口和出氣口分別位于所述反應(yīng)器主體的上部。所述進(jìn)料口設(shè)置在反應(yīng)器主體的下部，避免了剛進(jìn)入生物反應(yīng)器主體內(nèi)的物料直接溢流從出料口出去。
[0025]設(shè)置在所述反應(yīng)器主體內(nèi)的斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌器的高度位置低于所述出料口的位置。由于斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌器在攪拌時(shí)，上下均有物料，進(jìn)而當(dāng)生物反應(yīng)器主體內(nèi)的物料液面高度就是出料口的高度時(shí)，便于出料口溢流出料。
[0026]本實(shí)用新型的工作原理如下:
[0027]物料由進(jìn)料口添加進(jìn)入生物反應(yīng)器主體內(nèi)，通過(guò)斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌器實(shí)現(xiàn)充分的混合，反應(yīng)后的剩余物料由出料口排出；需要處理的合成氣進(jìn)入緩沖進(jìn)氣室后，通過(guò)旋轉(zhuǎn)攪拌軸的軸壁上所設(shè)的通氣孔道進(jìn)入生物反應(yīng)器主體的內(nèi)腔中，合成氣由微孔曝氣裝置形成微孔氣泡進(jìn)入生物反應(yīng)器主體內(nèi)，在旋轉(zhuǎn)攪拌軸的作用下分散并與微生物充分接觸反應(yīng)轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生的氣體最終與生物反應(yīng)器自身生成的沼氣一起從出氣口排出，根據(jù)進(jìn)入的合成氣成分的不同可通過(guò)氣體循環(huán)處理實(shí)現(xiàn)合成氣的有效轉(zhuǎn)化。
[0028]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下積極有益的效果:
[0029]1、本實(shí)用新型中所提供的一體化裝置，針對(duì)出和⑶在厭氧生物反應(yīng)器內(nèi)的生物轉(zhuǎn)化過(guò)程，增加緩沖進(jìn)氣室用于降低進(jìn)氣速度波動(dòng)時(shí)對(duì)微生物的沖擊作用。
[0030]2、本實(shí)用新型中所提供的生物反應(yīng)器上設(shè)有氣體循環(huán)管路，該氣體循環(huán)管路能夠適應(yīng)不同的進(jìn)氣成分，并通過(guò)反應(yīng)器主體的內(nèi)腔與所述緩沖進(jìn)氣室的內(nèi)腔之間的循環(huán)作用實(shí)現(xiàn)高效徹底的轉(zhuǎn)化。
[0031]3、本實(shí)用新型中所采用的微孔曝氣裝置增加了細(xì)小氣泡與微生物反應(yīng)的接觸面積，同時(shí)配合多層斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌器，能夠使生物反應(yīng)器內(nèi)的物料由中心向下再沿生物反應(yīng)器主體的四周內(nèi)壁向上循環(huán)，不僅實(shí)現(xiàn)了厭氧反應(yīng)物料的充分混合，也有效增加了氣體與微生物接觸反應(yīng)的時(shí)間，強(qiáng)化了氣體的生物轉(zhuǎn)化過(guò)程。
[0032]4、本實(shí)用新型通過(guò)旋轉(zhuǎn)攪拌軸底端的微孔曝氣裝置和微孔曝氣裝置上方的斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌器的設(shè)計(jì)，在旋轉(zhuǎn)攪拌軸開(kāi)始旋轉(zhuǎn)時(shí)使生物反應(yīng)器主體內(nèi)的物料在攪拌區(qū)內(nèi)由上向下移動(dòng)到底部后，再沿反應(yīng)器主體內(nèi)腔的內(nèi)壁由下向上移動(dòng)循環(huán)，實(shí)現(xiàn)生物反應(yīng)器內(nèi)物料的攪拌混合，同時(shí)使從微孔曝氣裝置進(jìn)入生物反應(yīng)器主體內(nèi)的合成氣隨著物料移動(dòng)分散開(kāi)后再向上浮起，不再局限于反應(yīng)器主體內(nèi)中心區(qū)域，實(shí)現(xiàn)了良好的氣液傳質(zhì)效果。
[0033]5、本實(shí)用新型中通過(guò)緩沖進(jìn)氣室、微孔曝氣裝置與多層斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌器的配合，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)合成氣氣體的輸送和對(duì)氣液混合物料的攪拌功能，有效分散了合成氣氣體并增加合成氣氣體與微生物的反應(yīng)時(shí)間，提升系統(tǒng)生物法甲烷化作用。
[0034]6、本實(shí)用新型在降低系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的情況下，通過(guò)向生物反應(yīng)器內(nèi)通入合成氣氣體，并使其有效分散，增加合成氣氣體在發(fā)酵物料中的傳質(zhì)效果和停留時(shí)間，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)物料混合攪拌，以充分實(shí)現(xiàn)生物法甲烷化過(guò)程。
【附圖說(shuō)明】
[0035]圖1為本實(shí)用新型第一實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]圖2為本實(shí)用新型第二實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]圖3為本實(shí)用新型第二實(shí)施例中攪拌時(shí)氣體及物料的運(yùn)動(dòng)方式示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]下面結(jié)合【附圖說(shuō)明】本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】。
[0039]實(shí)施例1:
[0040]如圖1所示，一種用于氣體輸送及物料攪拌的一體化裝置，所述裝置包括旋轉(zhuǎn)攪拌軸I及用于驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)攪拌軸I旋轉(zhuǎn)的電機(jī)2;所述電機(jī)2通過(guò)機(jī)架21固設(shè)在所述緩沖進(jìn)氣室3上方，且該電機(jī)2的主軸與所述旋轉(zhuǎn)攪拌軸I通過(guò)聯(lián)軸器連接，且所述電機(jī)2的主軸的軸線與所述旋轉(zhuǎn)攪拌軸I的軸線為同一軸線。
[0041]所述旋轉(zhuǎn)攪拌軸I上設(shè)置有具有進(jìn)氣口31的緩沖進(jìn)氣室3，所述緩沖進(jìn)氣室為箱體結(jié)構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)攪拌軸I可相對(duì)緩沖進(jìn)氣室3旋轉(zhuǎn)，且所述旋轉(zhuǎn)攪拌軸I與所述緩沖進(jìn)氣室3之間的銜接處通過(guò)油性石墨填料箱6密封設(shè)置，該油性石墨填料箱6環(huán)繞所述旋轉(zhuǎn)攪拌軸I設(shè)置。本實(shí)施例中設(shè)有兩個(gè)油性石墨填料箱6，一個(gè)設(shè)置在緩沖進(jìn)氣室3外的頂面上;一個(gè)設(shè)置在緩沖進(jìn)氣室3的內(nèi)腔32底部上;在所述緩沖進(jìn)氣室3的內(nèi)腔32與外部相對(duì)密封隔離下，穿過(guò)該油性石墨填料箱6的旋轉(zhuǎn)攪拌軸I能夠進(jìn)行自如的旋轉(zhuǎn)。
[0042]進(jìn)一步的，所述旋轉(zhuǎn)攪拌軸I的攪拌部11置于所述緩沖進(jìn)氣室3外，且該旋轉(zhuǎn)攪拌軸I的攪拌部11上設(shè)有三層斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌器4，所述旋轉(zhuǎn)攪拌軸I的底端設(shè)有微孔曝氣裝置5，在所述緩沖進(jìn)氣室3內(nèi)的旋轉(zhuǎn)攪拌軸I的軸壁上設(shè)有通氣孔道12，該通氣孔道12通過(guò)旋轉(zhuǎn)攪拌軸I內(nèi)設(shè)置的進(jìn)氣腔室與所述微孔曝氣裝置5連通設(shè)置。
[0043]進(jìn)一步的，所述旋轉(zhuǎn)攪拌軸I的攪拌部11上所設(shè)置的三層斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌器4規(guī)格相同，層與層之間的間距相同，且所述斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌器4中葉片的傾斜角度Θ相同，且該傾斜角度Θ為30°?45°，同時(shí)所述旋轉(zhuǎn)攪拌軸I的攪拌部11的上部留有1/5?1/4的長(zhǎng)度未安裝斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌器4，通過(guò)上述設(shè)置，使得攪拌部11上的斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌器4位于反應(yīng)物料內(nèi)，且保證了每層的斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌器4上下都有一定的物料，這樣在旋轉(zhuǎn)攪拌軸I旋轉(zhuǎn)攪拌時(shí)，使得生物反應(yīng)器內(nèi)的物料由中心向下再沿生物反應(yīng)器主體的四周內(nèi)壁向上循環(huán)，實(shí)現(xiàn)厭氧反應(yīng)物料的充分混合。
[0044]實(shí)施例2:
[0045]如圖1、2、3所示，一種包括上述一體化裝置的生物反應(yīng)器，所述生物反應(yīng)器包括一具有內(nèi)腔71的反應(yīng)器主體7，所述反應(yīng)器主體7上設(shè)有進(jìn)料口 72、出料口 73和出氣口 74，其中所述進(jìn)料口 72位于所述反應(yīng)器主體7的下部，所述出料口 73和出氣口 74分別位于所述反應(yīng)器主體7的上部;所述緩沖進(jìn)氣室3設(shè)置在所述反應(yīng)器主體7上方，所述旋轉(zhuǎn)攪拌軸I的攪拌部11位于所述反應(yīng)器主體7的內(nèi)腔71中。
[0046]所述反應(yīng)器主體7的內(nèi)腔71與所述緩沖進(jìn)氣室3的內(nèi)腔32之間通過(guò)旋轉(zhuǎn)攪拌軸I內(nèi)設(shè)置的進(jìn)氣腔室連通設(shè)置。通過(guò)該設(shè)置使得緩沖進(jìn)氣室3內(nèi)的氣體只能從旋轉(zhuǎn)攪拌軸I的軸壁上所設(shè)的通氣孔道12進(jìn)入反應(yīng)器主體7的內(nèi)腔71中。
[0047]進(jìn)一步的，在所述緩沖進(jìn)氣室3的內(nèi)腔32中環(huán)繞所述旋轉(zhuǎn)攪拌軸I設(shè)置有油性石墨填料箱6。該處所設(shè)置的油性石墨填料箱6的作用在于，相對(duì)密封封隔所述緩沖進(jìn)氣室3的內(nèi)腔32與外部空間，進(jìn)而相對(duì)密封隔離反應(yīng)器主體7的內(nèi)腔71與緩沖進(jìn)氣室3的內(nèi)腔32。
[0048]進(jìn)一步的，所述反應(yīng)器主體7的內(nèi)腔71與所述緩沖進(jìn)氣室3的內(nèi)腔32之間設(shè)有氣體循環(huán)管路8，本實(shí)施例中，氣體循環(huán)管路8與緩沖進(jìn)氣室3上的進(jìn)氣口 31連通設(shè)置，該氣體循環(huán)管路8能夠適應(yīng)不同的進(jìn)氣成分，并通過(guò)反應(yīng)器主體7的內(nèi)腔71與所述緩沖進(jìn)氣室3的內(nèi)腔32之間的循環(huán)作用實(shí)現(xiàn)高效徹底的轉(zhuǎn)化。
[0049]進(jìn)一步的，設(shè)置在所述反應(yīng)器主體7內(nèi)的斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌器4的高度位置低于所述出料口 73的位置，且位于所述反應(yīng)器主體7的內(nèi)腔71中的斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌器4，其直徑為反應(yīng)器主體7內(nèi)徑的20%?50%。起這樣設(shè)置的目的在于，便于生物反應(yīng)器內(nèi)的物料由中心向下再沿生物反應(yīng)器主體7的四周內(nèi)壁向上循環(huán)。
[0050]本實(shí)用新型具體工作流程如下:
[0051]合成氣從進(jìn)氣口31進(jìn)入緩沖進(jìn)氣室3后，由緩沖進(jìn)氣室3內(nèi)的旋轉(zhuǎn)攪拌軸I軸壁上的通氣孔道12進(jìn)入旋轉(zhuǎn)攪拌軸I內(nèi)，并由旋轉(zhuǎn)攪拌軸I底端的微孔曝氣裝置5形成微孔氣泡進(jìn)入反應(yīng)器主體7的內(nèi)腔71中，在斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌器4的作用下，合成氣長(zhǎng)時(shí)間停留并均勻分布在反應(yīng)器主體7的內(nèi)腔71中，并在微生物作用下實(shí)現(xiàn)合成氣的甲烷化，生成最終以甲烷和二氧化碳為主的生物質(zhì)氣從出氣口 74離開(kāi)。
[0052]本實(shí)用新型提供的生物反應(yīng)器中的氣體循環(huán)管路8可以根據(jù)最終生物質(zhì)氣的成分的不同和處理效果的要求開(kāi)關(guān)，當(dāng)最終生物質(zhì)氣中含有較多雜質(zhì)(如包括出及(:0)時(shí)，開(kāi)啟氣體循環(huán)管路8，部分產(chǎn)氣由氣體循環(huán)管路8通過(guò)進(jìn)氣口 31進(jìn)行循環(huán)進(jìn)入反應(yīng)器主體7內(nèi)，再次發(fā)生甲烷化作用，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化率的進(jìn)一步提升。
[0053]維持生物反應(yīng)器主體7內(nèi)微生物系統(tǒng)的物料包括有機(jī)廢棄物混合液(如，污水廠污水污泥、餐廚、垃圾、有機(jī)廢水、禽畜糞便)及有機(jī)營(yíng)養(yǎng)液，物料由進(jìn)料口 72進(jìn)入反應(yīng)器主體7的內(nèi)腔71中，在斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌器4的作用下形成由中心向下后沿內(nèi)腔71四周內(nèi)側(cè)壁向上的循環(huán)運(yùn)動(dòng)，這樣不僅使微生物與物料充分混合反應(yīng)從而維持微生物系統(tǒng)活性，也使微生物與合成氣充分混合并延長(zhǎng)甲烷化反應(yīng)時(shí)間，最終反應(yīng)完的物料由出料口 73離開(kāi)。
[0054]本文中所采用的描述方位的詞語(yǔ)“上”、“下”、“左”、“右”等均是為了說(shuō)明的方便基于附圖中圖面所示的方位而言的，在實(shí)際裝置中這些方位可能由于裝置的擺放方式而有所不同。
[0055]綜上所述，本實(shí)用新型所述的實(shí)施方式僅提供一種最佳的實(shí)施方式，本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特點(diǎn)已揭示如上，然而熟悉本項(xiàng)技術(shù)的人士仍可能基于本實(shí)用新型所揭示的內(nèi)容而作各種不背離本實(shí)用新型創(chuàng)作精神的替換及修飾；因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于實(shí)施例所揭示的技術(shù)內(nèi)容，故凡依本實(shí)用新型的形狀、構(gòu)造及原理所做的等效變化，均涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于氣體輸送及物料攪拌的一體化裝置，其特征在于:所述裝置包括旋轉(zhuǎn)攪拌軸及用于驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)攪拌軸旋轉(zhuǎn)的電機(jī)； 所述旋轉(zhuǎn)攪拌軸上設(shè)置有具有進(jìn)氣口的緩沖進(jìn)氣室，所述旋轉(zhuǎn)攪拌軸可相對(duì)緩沖進(jìn)氣室旋轉(zhuǎn)，且所述旋轉(zhuǎn)攪拌軸與所述緩沖進(jìn)氣室之間的銜接處密封設(shè)置； 所述旋轉(zhuǎn)攪拌軸的攪拌部置于所述緩沖進(jìn)氣室外，且該旋轉(zhuǎn)攪拌軸的攪拌部上設(shè)有斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌器，所述旋轉(zhuǎn)攪拌軸的底端設(shè)有微孔曝氣裝置； 在所述緩沖進(jìn)氣室內(nèi)的旋轉(zhuǎn)攪拌軸的軸壁上設(shè)有通氣孔道，該通氣孔道通過(guò)旋轉(zhuǎn)攪拌軸內(nèi)設(shè)置的進(jìn)氣腔室與所述微孔曝氣裝置連通設(shè)置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于氣體輸送及物料攪拌的一體化裝置，其特征在于:所述緩沖進(jìn)氣室為箱體結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于氣體輸送及物料攪拌的一體化裝置，其特征在于:所述旋轉(zhuǎn)攪拌軸與所述緩沖進(jìn)氣室之間的銜接處通過(guò)油性石墨填料箱密封設(shè)置，且該油性石墨填料箱環(huán)繞所述旋轉(zhuǎn)攪拌軸設(shè)置。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于氣體輸送及物料攪拌的一體化裝置，其特征在于:所述電機(jī)通過(guò)機(jī)架固設(shè)在所述緩沖進(jìn)氣室上方，且該電機(jī)的主軸與所述旋轉(zhuǎn)攪拌軸連接，且所述電機(jī)的主軸的軸線與所述旋轉(zhuǎn)攪拌軸的軸線為同一軸線。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于氣體輸送及物料攪拌的一體化裝置，其特征在于:所述斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌器中葉片的傾斜角度Θ相同，且該傾斜角度Θ為30°?45°。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于氣體輸送及物料攪拌的一體化裝置，其特征在于:所述旋轉(zhuǎn)攪拌軸的攪拌部上設(shè)有至少三層斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌器，三層斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌器規(guī)格相同，層與層之間的間距相同；所述旋轉(zhuǎn)攪拌軸的攪拌部的上部留有1/5?1/4的長(zhǎng)度未安裝斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌器。7.—種包括如權(quán)利要求1至6之一所述一體化裝置的生物反應(yīng)器，其特征在于:所述生物反應(yīng)器包括一具有內(nèi)腔的反應(yīng)器主體，所述緩沖進(jìn)氣室設(shè)置在所述反應(yīng)器主體上方，所述旋轉(zhuǎn)攪拌軸的攪拌部位于所述反應(yīng)器主體的內(nèi)腔中； 所述反應(yīng)器主體的內(nèi)腔與所述緩沖進(jìn)氣室的內(nèi)腔之間通過(guò)旋轉(zhuǎn)攪拌軸內(nèi)設(shè)置的進(jìn)氣腔室連通設(shè)置。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種生物反應(yīng)器，其特征在于:所述反應(yīng)器主體的內(nèi)腔與所述緩沖進(jìn)氣室的內(nèi)腔之間還設(shè)有氣體循環(huán)管路。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種生物反應(yīng)器，其特征在于:位于所述反應(yīng)器主體的內(nèi)腔中的斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌器，其直徑為反應(yīng)器主體內(nèi)徑的20%?50%。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種生物反應(yīng)器，其特征在于:在所述緩沖進(jìn)氣室的內(nèi)腔中環(huán)繞所述旋轉(zhuǎn)攪拌軸設(shè)置有油性石墨填料箱;所述反應(yīng)器主體上設(shè)有進(jìn)料口、出料口和出氣口，且所述進(jìn)料口位于所述反應(yīng)器主體的下部，所述出料口和出氣口分別位于所述反應(yīng)器主體的上部;設(shè)置在所述反應(yīng)器主體內(nèi)的斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌器的高度位置低于所述出料口的位置。
【文檔編號(hào)】C12M1/02GK205556651SQ201620237901
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年3月25日
【發(fā)明人】馬欣欣, 王雯, 劉廣青, 魏曉明, 蘇本生
【申請(qǐng)人】北京化工大學(xué), 南京青合力能源科技有限公司