臥式厭氧發(fā)酵反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種臥式厭氧發(fā)酵反應(yīng)器，屬于農(nóng)業(yè)廢棄物處理技術(shù)和生物質(zhì)能源技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣技術(shù)，其原理是以有機(jī)廢棄物(農(nóng)作秸桿、畜禽糞便、固體有機(jī)垃圾等)為發(fā)酵底料，在厭氧條件下，利用厭氧微生物將有機(jī)廢棄物中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成沼氣，剩余的沼液沼渣可作為有機(jī)肥用于種植業(yè)。
[0003]采用推流工藝的厭氧反應(yīng)器是利用新鮮發(fā)酵底物向圓形或方形截面的反應(yīng)器進(jìn)料時形成推流，底物在物料推流的垂直方向上采用槳葉或特殊設(shè)計的折板進(jìn)行攪拌。推流反應(yīng)器通過調(diào)整攪拌和輸送設(shè)備可適宜干、濕兩種發(fā)酵工藝；且推流可形成消化過程階段的自動分離、無堆積和沉降層的形成、無短流現(xiàn)象；該反應(yīng)器因結(jié)構(gòu)緊湊，使得設(shè)備熱損失和攪拌能耗較低，具有較好的經(jīng)濟(jì)性，尤其適用于中小型畜禽養(yǎng)殖場的有機(jī)廢棄物處理。
[0004]近年來，隨著我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展和城鎮(zhèn)化戰(zhàn)略的不斷推進(jìn)，有機(jī)廢棄物的產(chǎn)生量增長迅速。尤其是在一次性能源日益枯竭和生態(tài)環(huán)境不斷惡化的大背景下，生物質(zhì)能源技術(shù)備受全球關(guān)注，其中又以厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣技術(shù)最為成熟、最具商業(yè)化運(yùn)行基礎(chǔ)。而提高發(fā)酵濃度、提升物料轉(zhuǎn)化率、降低系統(tǒng)能耗一直是該領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)研宄和設(shè)備研發(fā)的重要發(fā)展方向。
[0005]提高發(fā)酵物料濃度，直接導(dǎo)致攪拌難度和能耗加大，物料的傳熱、傳質(zhì)困難，進(jìn)而影響微生物與物料的有效接觸，造成發(fā)酵啟動時間過長、物料易酸化、接種量大和產(chǎn)氣不穩(wěn)定等問題出現(xiàn)，嚴(yán)重制約了高濃度厭氧發(fā)酵技術(shù)的推廣和應(yīng)用。
[0006]綜上所述，由于存在發(fā)酵底物濃度低，傳統(tǒng)的濕法工藝中發(fā)酵底物固形物含量為6%，產(chǎn)氣效率較低；而且沼液消納壓力大，傳統(tǒng)的濕法工藝中含水率> 92%，沼液產(chǎn)量巨大，消納不力極易形成二次污染。但是為提高發(fā)酵底物濃度，攪拌難度和能耗又隨之增大，又極易導(dǎo)致物料傳熱、傳質(zhì)困難。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型的目的是提供一套厭氧反應(yīng)裝置，采用水平推流工藝實現(xiàn)高濃混合厭氧發(fā)酵和高物料轉(zhuǎn)化率，通過厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣，進(jìn)行農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物的無害化、減量化、資源化處理，實現(xiàn)廢棄物的循環(huán)利用，無大量沼液產(chǎn)生，減低沼液量大帶來的二次污染和消納壓力。
[0008]本實用新型采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)上述目的。一種臥式厭氧發(fā)酵反應(yīng)器，包括臥式發(fā)酵罐體及其臥式發(fā)酵罐體下方裝有的基座，臥式發(fā)酵罐體下方還設(shè)置有取樣口、排沙口和進(jìn)料口 ；臥式發(fā)酵罐體的上方設(shè)置有溫度計、壓力表、出料/排氣口、出料口底座和觀察口 ；臥式發(fā)酵罐體的一端封閉，另一端安裝有驅(qū)動電機(jī)；驅(qū)動電機(jī)的軸連接攪拌軸的一端，攪拌軸的另一端連接臥式發(fā)酵罐體內(nèi)封閉端的后封蓋軸承座，臥式發(fā)酵罐體前段內(nèi)壁1/3處設(shè)置有加熱盤管，臥式發(fā)酵罐體壁上設(shè)置有加熱管入口和加熱管出口，加熱盤管的兩端分別連接加熱管入口和加熱管出口 ；攪拌軸上裝有攪拌槳體。
[0009]所述臥式發(fā)酵罐體中軸線與地基面的水平線夾角為4-8°。
[0010]所述臥式發(fā)酵罐體內(nèi)溫度為30_40°C。
[0011]本實用新型產(chǎn)生的沼液量較少，基本用于物料預(yù)處理，無消納壓力。由于采用低轉(zhuǎn)速的螺旋式攪拌方式，實現(xiàn)了高濃度(即TS%=12-18%)條件下的厭氧混合發(fā)酵和高物料轉(zhuǎn)化率達(dá)50-65%，解決了物料傳熱、傳質(zhì)困難的問題。同時，本實用新型可作為全混式厭氧反應(yīng)器的前端處理部分，與全混式厭氧反應(yīng)器有機(jī)結(jié)合，提高物料轉(zhuǎn)化率，提升沼氣工程的運(yùn)行效率。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型高濃度厭氧發(fā)酵裝置的主視圖。
[0013]圖2是圖1的A向結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖中:101.驅(qū)動電機(jī)，102.前封蓋，103.臥式發(fā)酵罐體，104.后封蓋，105.加熱管入口，106.加熱盤管，107.加熱管出口，108.攪拌軸，109.攪拌槳體，110.進(jìn)料口，111.出料/排氣口，112.溫度計，113.壓力表，114.觀察口，115.取樣口，116.排沙口，117.基座，118.出料口底座。
【具體實施方式】
[0015]以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。參見圖1和圖2，一種高濃度臥式厭氧發(fā)酵罐，其臥式發(fā)酵罐體103長度為7800mm、直徑為Φ 1500mm、罐體壁厚為10mm，主要受壓元件材料為低合金鋼Q345R，最高承受壓力為0.004MPa,最高耐受溫度為45°C，罐體空重為3847kg。臥式發(fā)酵罐體103中心線與水平線夾角取5°。臥式發(fā)酵罐體103的基座117材質(zhì)為Q235B型低合金鋼。攪拌槳體109長度為1500mm、壁厚為12mm的Q345R型不銹鋼條制作，采用包裹方式焊接在攪拌軸108上，攪拌軸108為20#無縫鋼管(鋼管外徑為Φ219πιπι、壁厚為12mm)，且攪拌槳體109側(cè)中線與攪拌軸108的軸線呈85°向后封蓋104方向傾斜；攪拌槳體109繞攪拌軸108的軸向螺旋分布，攪拌槳體109之間以300mm的軸向螺旋間隔在攪拌軸上以螺旋式縱向延伸分布，兩相鄰的攪拌槳體109中心線間夾角取30°。在臥式發(fā)酵罐體103的進(jìn)料端設(shè)置有前封蓋102(蓋體拱高尺寸為400mm、外徑為Φ219πιπι、壁厚為12mm)，驅(qū)動電機(jī)101規(guī)格為380V, 1.1kw,轉(zhuǎn)速為2.0轉(zhuǎn)/分鐘，扭矩為4300N/M,速比為7.7ο驅(qū)動電機(jī)101軸穿過前封蓋102與攪拌軸108 (軸長為7800mm)連接，在出料端設(shè)后封蓋104，其蓋體拱高為400mm，并保證連接處密封。
[0016]壓力表113安裝于臥式發(fā)酵罐體103頂部距前封蓋102中心線距離為4440mm處位置，用于實時監(jiān)測臥式發(fā)酵罐體103的內(nèi)部壓力。
[0017]后封蓋104位于攪拌軸尾端處，是攪拌軸的檢修口。
[0018]加熱管入口 105位于臥式發(fā)酵罐體103中部左端距離前封蓋102與臥式發(fā)酵罐體103連接處為250mm的位置，加熱管入口 105的尺寸外徑為Φ 32mm，壁厚為3