專利名稱：聯(lián)合厭氧發(fā)酵罐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及沼氣厭氧發(fā)酵裝置，尤其涉及ー種城市有機(jī)廢棄物聯(lián)合厭氧發(fā)酵罐，屬于生物質(zhì)能源技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，我國處理城市垃圾的方法多種多樣，其中主要的處理方法有填理法、焚燒法和堆肥法。填理法具有操作簡(jiǎn)單，處理量大等優(yōu)點(diǎn)，但該方法存在占地大、浪費(fèi)生活垃圾中的可回收資源并存在滲濾液污染地下水以及填埋氣易引發(fā)爆炸的危險(xiǎn)。焚燒法處理城市垃圾雖然有減容效果最好且處理周期短、占地少、可有效消除病源菌的優(yōu)點(diǎn)，但由于目前我國城市垃圾熱值低，焚燒時(shí)往往需要添加其他輔助燃料，而且設(shè)備一次性投資大、運(yùn)行費(fèi)用高，目前主要應(yīng)用于人口密度較高的沿海發(fā)達(dá)地區(qū)。堆肥法處理城市垃圾雖然可產(chǎn)生大量肥料，但存在能耗大、肥效低、衛(wèi)生條件差等缺點(diǎn)；而且好氧堆肥法適合處理固形物含量為 55% 60%的城市垃圾，像含水率大的蔬菜、水果、食堂和小區(qū)的餐廚等城市垃圾，未經(jīng)預(yù)處理不適用好氧堆肥法。國內(nèi)外理論研究及工程經(jīng)驗(yàn)表明，對(duì)那些含水量大、有機(jī)質(zhì)含量高的城市垃圾，采用厭氧發(fā)酵處理是ー種理想的處理方法。厭氧發(fā)酵罐作為厭氧發(fā)酵過程中的主體設(shè)備，其性能的優(yōu)劣決定了厭氧發(fā)酵處理效果的好壞。目前城市有機(jī)廢棄物厭氧消化技術(shù)應(yīng)用過程中，普遍存在有機(jī)物降解率低，降解周期長，產(chǎn)氣量不高及沼氣中甲烷含量偏低等問題。究其原因主要是由于物料混合不均勻、溫度控制不精準(zhǔn)、浮渣和沉淀嚴(yán)重等所致。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服目前厭氧發(fā)酵系統(tǒng)效率不高的問題，本發(fā)明提供ー種城市有機(jī)廢棄聯(lián)合厭氧發(fā)酵罐，該聯(lián)合厭氧發(fā)酵罐不僅能提高發(fā)酵效率，而且制造簡(jiǎn)單、運(yùn)行中能耗較低，尤其適合于城市多種有機(jī)廢棄物的聯(lián)合厭氧發(fā)酵。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是所述聯(lián)合厭氧發(fā)酵罐，主要包括罐蓋、罐體和布料盤三部分。罐體為圓筒形，用玻璃鋼或不銹鋼或輕金屬合金或高強(qiáng)度塑料制成，其下端呈密閉狀，罐體外面包裹ー層隔熱保溫材料；罐體上部與罐蓋相合，其間有硅膠或聚酯材料制成的密封圈，它們用鋼制螺栓緊固；在罐蓋的頂端有沼氣出氣管和安全閥，罐蓋的材質(zhì)與罐體相同；沿罐體內(nèi)壁橫向密布金屬加熱管，加熱管的兩端與太陽能熱水器和/或電熱水器和/或供熱鍋爐用管道連接；罐體的中下部水平安裝有布料盤，布料盤上均布直徑2 8_的圓形通孔，圓形通孔的總面積>底進(jìn)料管的截面積，布料盤的材質(zhì)與罐體相同；布料盤下方的罐體側(cè)壁上分別對(duì)稱固定安裝有底進(jìn)料管和排渣管，底進(jìn)料管外端與進(jìn)料泵連接，排渣管外端與閘閥連接，它們的軸線與罐體側(cè)壁垂直；在布料盤上方的罐體側(cè)壁上同一水平方向相對(duì)分別固定安裝有下進(jìn)料管和下出料管，它們的軸線分別與罐側(cè)壁沿正、反方向呈小于60°的水平夾角；在罐體側(cè)壁的中部安裝有中出料管和檢測(cè)管；在罐體側(cè)壁上部安裝有上進(jìn)料管和排料管。中出料管外端與下進(jìn)料管外端用一臺(tái)循環(huán)泵連接，下出料管外端與上進(jìn)料管外端由另一臺(tái)循環(huán)泵連接；排料管安置在上進(jìn)料管下面，其內(nèi)端穿過罐體側(cè)壁，向下傾斜插入物料液面以下，外端與閥門相連。本發(fā)明的有益效果是，通過罐體內(nèi)壁密布加熱管、在罐底采用布料盤結(jié)構(gòu)和全立體式的水力攪拌方式，解決了物料混合不均勻、溫度控制不精準(zhǔn)、浮渣和沉淀嚴(yán)重等問題，有效的提高發(fā)酵效率。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理、運(yùn)行能耗低且發(fā)酵效率高、宜于エ業(yè)化生產(chǎn)的特點(diǎn)。


圖I是厭氧發(fā)酵罐立面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是厭氧發(fā)酵罐體平面結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是布料盤結(jié)構(gòu)示意平面圖。圖中I-罐蓋、2-罐體、3-布料盤、4-加熱管、5-中出料管、6-下進(jìn)料管、7-底進(jìn)料管、8-沼氣出氣管、9-上進(jìn)料管、10-排料管、11-檢測(cè)管、12-下出料管、13-排渣管、14-密封圏、15-螺栓、16-安全閥。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步說明。實(shí)施例I如附圖I、圖2所示，厭氧發(fā)酵罐用玻璃鋼制作，主要由罐蓋I、罐體2和布料盤3三部分構(gòu)成。罐體2為圓筒形，其下端呈密閉狀，罐體2外面包裹ー層隔熱保溫材料(圖中未標(biāo)示);罐體2上部與罐蓋I相合，其間有硅膠密封圈14，它們用螺栓15緊固，在罐蓋I的頂端有沼氣出氣管8和安全閥16 ;沿罐體2內(nèi)壁橫向密布加熱管4,向發(fā)酵物料供熱，以確保物料在發(fā)酵過程中有適宜且一致的溫度，加熱管4的兩端與太陽能熱水器和/或電熱水器和/或供熱鍋爐(圖中未標(biāo)示)用管道連接；罐體2的中下部有布料盤3，布料盤3上均布直徑4_的圓形通孔，進(jìn)料時(shí)能夠起到混合物料和物料分級(jí)的作用，布料盤3上圓形通孔的總面積>底進(jìn)料管的截面積；布料盤3下方的罐體2側(cè)壁上對(duì)稱安裝有底進(jìn)料管7和排渣管13，它們分別與罐側(cè)壁固定連接，其軸線與罐體2側(cè)壁相垂直，排渣管13外端與閘閥(圖中未標(biāo)示)連接；進(jìn)料泵(圖中未標(biāo)示)與底進(jìn)料管7外端連接，通過底進(jìn)料管7將物料泵入罐體2內(nèi)，物料通過罐體2中下部的布料盤3時(shí)，大于布料盤3通孔的物料被布料盤3阻隔，不能進(jìn)入發(fā)酵室，而是通過罐體2側(cè)壁上的排渣管13排出，從而大大減少了罐體2內(nèi)的浮渣量，在此過程中還使發(fā)酵原料均勻的分散到了罐體2內(nèi)，有利于厭氧發(fā)酵效率的提高；在布料盤3上方的罐體2側(cè)壁上水平方向相對(duì)固定安裝有下進(jìn)料管6和下出料管12，它們的軸線分別與罐體2側(cè)壁沿同一水平方向呈20°左右的夾角；在罐體2側(cè)壁的中部安裝有中出料管5和檢測(cè)管11 ;在罐體2側(cè)壁上部安裝有上進(jìn)料管9和排料管10，排料管10穿過罐體2側(cè)壁，其內(nèi)端向下傾斜插入物料液面以下，外端與閥門相連，其外端管ロ低于上進(jìn)料管9的外端管ロ。罐體2 —側(cè)的中出料管5外端與下進(jìn)料管6外端用一臺(tái)循環(huán)泵(圖中未標(biāo)示)連接，罐體2另ー側(cè)的下出料管12外端與上進(jìn)料管9外端由另一臺(tái)循環(huán)泵(圖中未標(biāo)示)連接，攪拌時(shí)，啟動(dòng)兩臺(tái)循環(huán)泵，料液從中出料管5泵出，通過下進(jìn)料管6沿罐體2的切線按逆時(shí)針方向泵入罐內(nèi)，在罐體2下部同一平面內(nèi)，按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的物料通過下出料管12泵入上進(jìn)料管9，上進(jìn)料管9則在發(fā)酵罐物料液面上方將物料沿罐體2切線逆時(shí)針方向泵入，從而起到攪拌和破殼的作用；進(jìn)料的同時(shí)排料管10會(huì)將發(fā)酵完的物料排出。通過對(duì)檢測(cè)管11中的物料進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以及時(shí)了解、調(diào)整發(fā)酵運(yùn)行情況。實(shí)施例2如附圖I、圖2所示，厭氧發(fā)酵罐用高強(qiáng)度塑料制作，主要由罐蓋I、罐體2和布料盤3三部分構(gòu)成。罐體2為圓筒形，其下端呈密閉狀，罐體2外面包裹ー層隔熱保溫材料(圖中未標(biāo)示)；罐體2上部與罐蓋I相合，其間有硅膠密封圈14，它們用螺栓15緊固，在罐蓋I的頂端有沼氣出氣管8和安全閥16 ;沿罐體2內(nèi)壁橫向密布加熱管4，向發(fā)酵物料供熱，以確保物料在發(fā)酵過程中有適宜且一致的溫度，加熱管4的兩端與太陽能熱水器和/或電熱水器和/或供熱鍋爐(圖中未標(biāo)示)用管道連接；罐體2的中下部有布料盤3，布料盤3上均布直徑8_的圓形通孔，進(jìn)料時(shí)能夠起到混合物料和物料分級(jí)的作用，布料盤3上圓形通孔的總面積>底進(jìn)料管的截面積；布料盤3下方的罐體2側(cè)壁上對(duì)稱安裝有底進(jìn)料管7和排渣管13，它們分別與罐側(cè)壁固定連接，其軸線與罐體2側(cè)壁相垂直，排渣管13外端與閘閥(圖中未標(biāo)示)連接；進(jìn)料泵(圖中未標(biāo)示)與底進(jìn)料管7外端連接，通過底進(jìn)料管7將物料泵入罐體2內(nèi)，物料通過罐體2中下部的布料盤3時(shí)，大于布料盤3通孔的物料被布料盤3阻隔，不能進(jìn)入發(fā)酵室，而是通過罐體2側(cè)壁上的排渣管13排出，從而大大減少了罐體2內(nèi)的浮渣量，在此過程中還使發(fā)酵原料均勻的分散到了罐體2內(nèi)，有利于厭氧發(fā)酵效率的提高；在布料盤3上方的罐體2側(cè)壁上同一水平方向相對(duì)固定安裝有下進(jìn)料管6和下出料管12，它們的軸線分別與罐體2側(cè)壁沿正、反水平方向呈40°左右的夾角；在罐體2側(cè)壁的中部安裝有中出料管5和檢測(cè)管11 ;在罐體2側(cè)壁上部安裝有上進(jìn)料管9和排料管10，排料管10穿過罐體2側(cè)壁，其內(nèi)端向下傾斜插入物料液面以下，外端與閥門相連，其外端管ロ低于上進(jìn)料管9的外端管ロ。罐體2 —側(cè)的中出料管5外端與下進(jìn)料管6外端用一臺(tái)循環(huán)泵(圖中未標(biāo)示)連接，罐體2另ー側(cè)的下出料管12外端與上進(jìn)料管9外端由另一臺(tái)循環(huán)泵(圖中未標(biāo)示)連接，攪拌時(shí)，啟動(dòng)兩臺(tái)循環(huán)泵，料液從中出料管5泵出，通過下進(jìn)料管6沿罐體2的切線按逆時(shí)針方向泵入罐內(nèi)，在罐體2下部同一平面內(nèi)，按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的物料通過下出料管12泵入上進(jìn)料管9，上進(jìn)料管9則在發(fā)酵罐物料液面上方將物料沿罐體2切線逆時(shí)針方向泵入，從而起到攪拌和破殼的作用；進(jìn)料的同時(shí)排料管10會(huì)將發(fā)酵完的物料排出。通過對(duì)檢測(cè)管11中的物料進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以及時(shí)了解、調(diào)整罐內(nèi)發(fā)酵運(yùn)行情況。
權(quán)利要求
1.聯(lián)合厭氧發(fā)酵罐，用玻璃鋼或不銹鋼或輕金屬合金或高強(qiáng)度塑料制成，主要包括罐蓋、罐體和布料盤三部分，其特征在于罐體為圓筒形，其下端呈密閉狀，罐體外面包裹ー層隔熱保溫材料；罐體上部與罐蓋相合，其間有密封圈，它們用螺栓緊固，在罐蓋的頂端有沼氣出氣管和安全閥；沿罐體內(nèi)壁橫向密布加熱管；罐體的中下部有布料盤，布料盤下方的罐體側(cè)壁上在同一平面分別對(duì)稱固定安裝有底進(jìn)料管和排渣管；在布料盤的上方罐體的側(cè)壁上同一水平方向相對(duì)固定安裝有下進(jìn)料管和下出料管，它們的軸線與罐側(cè)壁沿水平方向呈小于60°的夾角，在罐體側(cè)壁的中部安裝有中出料管和檢測(cè)管，在罐體側(cè)壁的上部安裝有上進(jìn)料管和排料管。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聯(lián)合厭氧發(fā)酵罐，其特征是布料盤上均布直徑為2 8mm的圓形通孔，圓形通孔的總面積>底進(jìn)料管的截面積。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聯(lián)合厭氧發(fā)酵罐，其特征是排料管內(nèi)端穿過罐體側(cè)壁，向下傾斜插入物料液面以下，外端與閥門相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聯(lián)合厭氧發(fā)酵罐，其特征是出料管外端與下進(jìn)料管外端用一臺(tái)循環(huán)泵連接，下出料管外端與上進(jìn)料管外端由另一臺(tái)循環(huán)泵連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聯(lián)合厭氧發(fā)酵罐，其特征是密封圈為硅膠或聚酯材料制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聯(lián)合厭氧發(fā)酵罐，其特征是加熱管的兩端與太陽能熱水器和/或電熱水器和/或供熱鍋爐用管道連接。
全文摘要
聯(lián)合厭氧發(fā)酵罐，屬于生物質(zhì)能源技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明由罐蓋、罐體和布料盤三部分構(gòu)成。罐體為圓筒形，其下端呈密閉狀，罐體外面包裹一層隔熱保溫材料；罐體上部與罐蓋相合，其間有密封圈，它們用螺栓緊固， 在罐蓋的頂端有沼氣出氣管和安全閥；沿罐體內(nèi)壁橫向密布加熱管，加熱管的兩端與供熱管道連接；罐體的中下部有布料盤，布料盤下方有底進(jìn)料管，底進(jìn)料管對(duì)面的側(cè)壁上有排渣管；在布料盤的上方罐體的側(cè)壁上有下進(jìn)料管和下出料管，在罐體的中部有中出料管和檢測(cè)管，在罐體的上部有上進(jìn)料管和排料管；布料盤上均布直徑為2～8mm的圓形通孔。本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理,運(yùn)行中能耗低且物料的發(fā)酵效率高；制造簡(jiǎn)單，能工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C12M1/107GK102690754SQ20121020472
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月20日
發(fā)明者劉賓, 夏曉華, 徐霞, 趙玉柱 申請(qǐng)人:鄂爾多斯市東勝區(qū)傳祥垃圾處理有限責(zé)任公司