本發(fā)明屬于沼氣能源領(lǐng)域，具體涉及一種高濃度多元物料混合厭氧反應(yīng)試驗裝置。

背景技術(shù)：

沼氣發(fā)酵原料通常為以下四類:①農(nóng)業(yè)廢棄物（畜禽糞便、作物秸稈）；②產(chǎn)業(yè)廢棄物（酒糟、甘蔗渣、豆渣）；③城市生活垃圾（餐廚垃圾、混合生活垃圾）；④污水污泥。目前的多元物料混合厭氧發(fā)酵的原料種類只能是同類原料混合，因為不同種類原料的流變性不同，混合后混合物料的流變性很難把握?，F(xiàn)有厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣裝置的發(fā)酵液ts（固含量）濃度一般在6~12%，高于12%后，物料不易流動，進(jìn)出料困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有厭氧反應(yīng)裝置只能是同類原料混合，發(fā)酵液固含量不高的缺陷，為人們提供一種使用多種類原料，發(fā)酵液固含量高的高濃度多元物料混合厭氧反應(yīng)試驗裝置。

本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明的高濃度多元物料混合厭氧反應(yīng)試驗裝置，由發(fā)酵罐10和進(jìn)料管8組成，其特征在于進(jìn)料管8的出口位于發(fā)酵罐10內(nèi)的底部；發(fā)酵罐10側(cè)壁的不同高度和不同方向設(shè)置有取樣口15；發(fā)酵罐10上部側(cè)壁設(shè)置有出料口16，發(fā)酵罐10的底板14上設(shè)置有排空口13，發(fā)酵罐10的頂蓋5上設(shè)置有沼氣口1，安裝有攪拌電機(jī)2、電熱器3和溫度傳感器4；攪拌電機(jī)2與發(fā)酵罐10內(nèi)的攪拌器17連接；發(fā)酵罐10四周設(shè)置有保溫層，分別為頂保溫層7，底保溫層12和壁保溫層11。

上述方案中，所述進(jìn)料管8通過進(jìn)料管固定裝置9固定在發(fā)酵罐10上。

上述方案中，所述頂蓋5通過法蘭6與發(fā)酵罐10連接。

本發(fā)明的高濃度多元物料混合厭氧反應(yīng)試驗裝置操作流程如下：

首先確定原料種類、配比和固含量，原料進(jìn)行預(yù)處理，投料，攪拌混合、發(fā)酵，試驗參數(shù)監(jiān)控、參數(shù)修正，實(shí)驗總結(jié)；其中，試驗時，根據(jù)菌種數(shù)量多少逐步增加發(fā)酵原料數(shù)量，增加原料過程中重復(fù)操作流程：攪拌混合、發(fā)酵，試驗參數(shù)監(jiān)控、參數(shù)修正，最后加入到負(fù)荷的100%，攪拌混合、發(fā)酵，試驗參數(shù)監(jiān)控、參數(shù)修正。

本發(fā)明采用從底部進(jìn)料，上部出料，增加攪拌裝置來解決多種類原料和高固含量混合物料的不易流動特性，并通過逐步提高負(fù)荷的方法，讓物料在反應(yīng)器中充分發(fā)酵，從而來研究其發(fā)酵特性。本發(fā)明的試驗裝置可同時使用四類原料，發(fā)酵液ts濃度可高達(dá)16%~18%。

綜上所述，本發(fā)明克服了現(xiàn)有厭氧反應(yīng)裝置只能是同類原料混合，發(fā)酵液固含量不高的缺陷，提供的高濃度多元物料混合厭氧反應(yīng)試驗裝置使用多種類原料，發(fā)酵液固含量高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的示意圖。

圖2為本發(fā)明的仰視示意圖。

圖3為本發(fā)明的頂蓋示意圖。

圖中：1：沼氣口；2：攪拌電機(jī)；3：電熱器；4：溫度傳感器；5：頂蓋；6：法蘭；7：頂保溫層；8：進(jìn)料管；9：進(jìn)料管固定裝置；10：發(fā)酵罐；11：壁保溫層；12：底保溫層；13：排空口；14：底板；15：取樣口；16：出料口；17：攪拌器。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例進(jìn)一步詳述本發(fā)明，但本發(fā)明不僅限于所述實(shí)施例。

實(shí)施例一

本例的高濃度多元物料混合厭氧反應(yīng)試驗裝置如圖1、圖2和圖3所示，由發(fā)酵罐10和進(jìn)料管8組成，其特征在于進(jìn)料管8的出口位于發(fā)酵罐10內(nèi)的底部；發(fā)酵罐10側(cè)壁的不同高度和不同方向設(shè)置有取樣口15；發(fā)酵罐10上部側(cè)壁設(shè)置有出料口16，發(fā)酵罐10的底板14上設(shè)置有排空口13，發(fā)酵罐10的頂蓋5上設(shè)置有沼氣口1，安裝有攪拌電機(jī)2、電熱器3和溫度傳感器4；攪拌電機(jī)2與發(fā)酵罐10內(nèi)的攪拌器17連接；發(fā)酵罐10四周設(shè)置有保溫層，分別為頂保溫層7，底保溫層12和壁保溫層11。

進(jìn)料管8通過進(jìn)料管固定裝置9固定在發(fā)酵罐10上。

頂蓋5通過法蘭6與發(fā)酵罐10連接。

本例的高濃度多元物料混合厭氧反應(yīng)試驗裝置操作流程如下：

首先確定原料種類、配比和固含量，原料進(jìn)行預(yù)處理，投料，攪拌混合、發(fā)酵，試驗參數(shù)監(jiān)控、參數(shù)修正，實(shí)驗總結(jié)；其中，試驗時，根據(jù)菌種數(shù)量多少逐步增加發(fā)酵原料數(shù)量，增加原料過程中重復(fù)操作流程：攪拌混合、發(fā)酵，試驗參數(shù)監(jiān)控、參數(shù)修正，最后加入到負(fù)荷的100%，攪拌混合、發(fā)酵，試驗參數(shù)監(jiān)控、參數(shù)修正。

具體操作流程如下：

1.確定原料種類及配比：㈠原料種類確定，首先根據(jù)試驗需要確定原料的種類（農(nóng)業(yè)廢棄物、產(chǎn)業(yè)廢棄物、農(nóng)村生活垃圾、污水污泥），㈡原料種類間配比確定，在確定好選擇什么樣的原料混合后根據(jù)不同原料的c/n（碳/氮）比以及適合沼氣發(fā)酵最優(yōu)營養(yǎng)條件確定各種原料之間的配比。㈢確定原料的ts濃度，根據(jù)試驗需要擬定原料的ts濃度。目前，沼氣發(fā)酵原料的ts濃度一般在6~12%，本實(shí)驗設(shè)計的原料ts濃度為16~18%。

2.原料預(yù)處理：㈠將選定的不同種類的原料進(jìn)行預(yù)處理，秸桿、生活垃圾中的紙屑等需要粉碎的原料粉碎到發(fā)酵要求的大小。㈡不同種類的原料混合，根據(jù)事先確定的不同種類原料之間的配比（或者以c/n比，或者以質(zhì)量比）將原料混合均勻。㈢調(diào)配原料的ts濃度，根據(jù)事先確定好的試驗要求的混合發(fā)酵原料的ts濃度，第二步中已混合的混合料中加入適量的水，將混合料的ts濃度調(diào)整到試驗要求的發(fā)酵原料的ts濃度。

3.投料：將準(zhǔn)備好的發(fā)酵原料由裝置的進(jìn)料管8投入實(shí)驗裝置，加料根據(jù)菌種數(shù)量多少逐步增加發(fā)酵原料數(shù)量。在加入負(fù)荷100%發(fā)酵原料時，出料口16有料液流出說明加料已到100%，而后關(guān)閉出料口16。

4.混合攪拌、發(fā)酵：加入發(fā)酵原料后，啟動攪拌電機(jī)2，將原料攪拌均勻，原料在裝置內(nèi)發(fā)酵25~30天。在原料發(fā)酵期間由溫度傳感器4探測裝置內(nèi)的發(fā)酵溫度，當(dāng)溫度低于32℃，電熱器3通過自動控制系統(tǒng)自動啟動。這樣發(fā)酵溫度通過保溫層（頂保溫層7、壁保溫層11、底保溫層12）始終控制在35℃左右。

發(fā)酵期間可以通過取樣口15取不同時段，不同位置的發(fā)酵液測定其參數(shù)（全氮、水溶性磷、速效鉀等），從而掌握高濃度多元混合物料的發(fā)酵特性。

5.試驗參數(shù)監(jiān)控、參數(shù)修正：原料在裝置內(nèi)發(fā)酵25~30天，在這期間監(jiān)測發(fā)酵液的各個參數(shù)。原料加入根據(jù)菌種數(shù)量逐步加到負(fù)荷的100%，這個過程中不斷對發(fā)酵參數(shù)進(jìn)行修正，掌握發(fā)酵工藝參數(shù)（容積產(chǎn)氣率、發(fā)酵溫度與產(chǎn)氣效率的關(guān)系）等，為工程實(shí)際應(yīng)用提供依據(jù)。

6.試驗總結(jié)：試驗完成，余留的發(fā)酵液由排空口13排出裝置外。同時對整個試驗總結(jié)，整理得到需要的科學(xué)數(shù)據(jù)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于沼氣能源領(lǐng)域內(nèi)的一種高濃度多元物料混合厭氧反應(yīng)試驗裝置，由發(fā)酵罐10和進(jìn)料管8組成，其特征在于進(jìn)料管8的出口位于發(fā)酵罐10內(nèi)的底部；發(fā)酵罐10側(cè)壁的不同高度和不同方向設(shè)置有取樣口15；發(fā)酵罐10上部側(cè)壁設(shè)置有出料口16，發(fā)酵罐10的底板14上設(shè)置有排空口13，發(fā)酵罐10的頂蓋5上設(shè)置有沼氣口1，安裝有攪拌電機(jī)2、電熱器3和溫度傳感器4；攪拌電機(jī)2與發(fā)酵罐10內(nèi)的攪拌器17連接；發(fā)酵罐10四周設(shè)置有保溫層。本發(fā)明克服了現(xiàn)有厭氧反應(yīng)裝置只能是同類原料混合，發(fā)酵液固含量不高的缺陷，提供的高濃度多元物料混合厭氧反應(yīng)試驗裝置使用多種類原料，發(fā)酵液固含量高。

技術(shù)研發(fā)人員：申祿坤;張敏;施國中;張國治
受保護(hù)的技術(shù)使用者：農(nóng)業(yè)部沼氣科學(xué)研究所
技術(shù)研發(fā)日：2016.08.27
技術(shù)公布日：2017.09.01