專利名稱：一種立式厭氧反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及大中型沼氣工程中的主體發(fā)酵設(shè)備，尤其是一種立式厭氧反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
大中型沼氣工程是解決能源和環(huán)境污染問題的重要手段之一，而畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)大中型沼 氣工程占到全國大中型沼氣工程總量的90%以上。對(duì)于畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)畜禽糞尿及沖洗水厭氧 消化技術(shù)，國內(nèi)除極少量采用干發(fā)酵技術(shù)之外，其余均采用濕發(fā)酵技術(shù)。由于畜禽糞便中 大多含有較高的未消化完全的秸稈類飼料和飼料添加劑，致使采用全糞尿發(fā)酵時(shí)，在厭氧 消化器中產(chǎn)生較多的浮渣和沉渣。大量浮渣漂浮在液體表面，不能和甲烷菌進(jìn)行充分接觸， 因而導(dǎo)致產(chǎn)氣率低且阻止了沼氣的通過；沉渣造成厭氧消化器有效容積減少，混合十分困 難。由于以上原因，國內(nèi)大多采用先對(duì)畜禽糞尿進(jìn)行固液分離的方法，固體部分干燥或堆 漚后作為有機(jī)肥，而液體部分進(jìn)入?yún)捬跸鬟M(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)生沼氣。但此法存在沼氣產(chǎn)率低、 能耗高、二次污染等問題。國內(nèi)雖然有部分沼氣工程采用全糞尿發(fā)酵技術(shù)，但存在如下缺 點(diǎn)l.多采用全混合厭氧消化器，運(yùn)行過程需要消耗大量的電能。2.沒有真正解決浮渣與 甲垸菌脫離的問題，因而產(chǎn)氣率較低。3.有些沼氣工程中的厭氧消化器采取了浮渣撇除技 術(shù)，解決了浮渣的排出問題，但沒解決浮渣作為產(chǎn)氣原料的應(yīng)用問題。4.大多沒有解決好 進(jìn)料分布和沉渣的攪拌問題。由于沉渣分布面積大，導(dǎo)致進(jìn)水只能對(duì)沉渣起到多點(diǎn)攪拌的 效果，大面積沉渣仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，導(dǎo)致沉渣越來越厚，最后只能停止發(fā)酵，人工清除。
本發(fā)明采用單點(diǎn)進(jìn)料、推流導(dǎo)流、環(huán)形擴(kuò)散、減小沉渣淤存面積的方法解決了上述問題， 因而具有極大的應(yīng)用和推廣價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種立式厭氧反應(yīng)器，以解決沼氣產(chǎn)率低、能耗高、二次污染等 問題。
本發(fā)明的目的通過下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
一種立式厭氧反應(yīng)器，由進(jìn)料口l、反應(yīng)器底板2、反應(yīng)器筒體3、集氣罩5和溢流槽 7組成，其特征是所述反應(yīng)器筒體3為立式圓柱筒體，在反應(yīng)器筒體3的外壁上設(shè)有圓筒
形溢流槽7，溢流槽7外壁上設(shè)有出料口 14，在反應(yīng)器筒體3上方設(shè)有圓筒形集氣罩5， 集氣罩5的底端位于反應(yīng)器筒體3與溢流槽7的間隙處，且集氣罩5的上端為封閉結(jié)構(gòu)， 其上設(shè)有生物燃?xì)獬鰵饪?13;在反應(yīng)器筒體3底端設(shè)有反應(yīng)器底板2，反應(yīng)器底板2底部 連接有排泥口15，反應(yīng)器底板2上方連接有底板錐形導(dǎo)流器11，底板錐形導(dǎo)流器ll上方 設(shè)有導(dǎo)流筒錐形導(dǎo)流器10，導(dǎo)流筒錐形導(dǎo)流器10的錐形頂端與導(dǎo)流筒9的底端相連；進(jìn) 料口 1在反應(yīng)器筒體3底部，進(jìn)料口 1頂端與底板錐形導(dǎo)流器11錐頂平齊。
所述集氣罩5上設(shè)有推流器6，推流器6的推流裝置位于導(dǎo)流筒9端口處。
所述反應(yīng)器筒體3上端口處設(shè)有錐形擋流圈4，錐形擋流圈4上端直徑小于反應(yīng)器筒 體3直徑，錐形擋流圈4的材質(zhì)為碳鋼或不銹鋼。
所述導(dǎo)流筒9上端口處設(shè)有錐形集渣器8,錐形集渣器8上端直徑大于導(dǎo)流筒9直徑， 錐形集渣器8的材質(zhì)為碳鋼或不銹鋼。
所述反應(yīng)器筒體3外側(cè)設(shè)有加熱保溫層12,加熱保溫層12為夾套結(jié)構(gòu)，材質(zhì)為碳鋼 或不銹鋼；其換熱面積為反應(yīng)器筒體3外表面積的十分之一至二分之一。
所述進(jìn)料口 1、反應(yīng)器底板2、反應(yīng)器筒體3、集氣罩5、溢流槽7、導(dǎo)流筒9、導(dǎo)流筒 錐形導(dǎo)流器10、底板錐形導(dǎo)流器11、生物燃?xì)獬鰵饪?13、出料口 14、排泥口 15的材質(zhì)為 碳鋼或不銹鋼。
本發(fā)明有如下突出優(yōu)點(diǎn)
1、 本發(fā)明采用單管進(jìn)料，發(fā)生堵塞時(shí)清理比較方便；采用擴(kuò)散器布料，料液分布均勻。
2、 本發(fā)明的結(jié)構(gòu)減少了沉渣的淤存范圍，物料帶動(dòng)沉渣和活性污泥一起向上流動(dòng)，實(shí) 現(xiàn)了物料和活性污泥的充分接觸與混合。
3、 本發(fā)明的結(jié)構(gòu)減小了浮渣的面積，提高了浮渣的收集程度。
4、 本發(fā)明解決了沉渣、浮渣、料液混合的問題，降低了能耗。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中，l為進(jìn)料口、 2為反應(yīng)器底板、3為反應(yīng)器筒體、4為錐形擋流圈、5為集氣罩、 6為推流器、7為溢流槽、8為錐形集渣器、9為導(dǎo)流筒、IO為導(dǎo)流筒錐形導(dǎo)流器、11為底 板錐形導(dǎo)流器、12為加熱保溫層、13為生物燃?xì)獬鰵饪凇?14為出料口、 15為排泥口。
具體實(shí)施例方式
一種立式厭氧反應(yīng)器，由進(jìn)料口l、反應(yīng)器底板2、反應(yīng)器筒體3、集氣罩5和溢流槽 7組成，反應(yīng)器筒體3為立式圓柱筒體，在反應(yīng)器筒體3的外壁上焊接或鉚接圓筒形溢流 槽7,溢流槽7外壁上設(shè)有出料口 14，在反應(yīng)器筒體3上方設(shè)有圓筒形集氣罩5，集氣罩 5的底端位于反應(yīng)器筒體3與溢流槽7的間隙處，且集氣罩5的上端為封閉結(jié)構(gòu)，其上設(shè) 有生物燃?xì)獬鰵饪?3;在反應(yīng)器筒體3底端焊接反應(yīng)器底板2，反應(yīng)器底板2底部連接有 排泥口15，反應(yīng)器底板2上方焊接有底板錐形導(dǎo)流器11,底板錐形導(dǎo)流器ll上方設(shè)有導(dǎo) 流筒錐形導(dǎo)流器10，導(dǎo)流筒錐形導(dǎo)流器10的錐形頂端與導(dǎo)流筒9的底端焊接；進(jìn)料口 1 在反應(yīng)器筒體3底部，進(jìn)料口 1頂端與底板錐形導(dǎo)流器11錐頂平齊。從進(jìn)料口 1進(jìn)入的物 料與從導(dǎo)流筒9經(jīng)推流器6推流而下的物料混合后經(jīng)擴(kuò)散器排出。該結(jié)構(gòu)能夠解決高固物 料進(jìn)料與分布的難題。
集氣罩5上通過螺栓安裝有推流器6，推流器6的推流裝置位于導(dǎo)流筒9端口處。
反應(yīng)器筒體3上端口處設(shè)有錐形擋流圈4，錐形擋流圈4上端直徑小于反應(yīng)器筒體3 直徑，錐形擋流圈4的材質(zhì)為碳鋼或不銹鋼。
導(dǎo)流筒9上端口處設(shè)有錐形集渣器8，錐形集渣器8上端直徑大于導(dǎo)流筒9直徑，錐 形集渣器8的材質(zhì)為碳鋼或不銹鋼。
進(jìn)料口1采用碳鋼管或不銹鋼管制成。
反應(yīng)器底板2采用碳鋼板或不銹鋼板沖壓或電弧切割制得。
反應(yīng)器筒體3由碳鋼板或不銹鋼板巻焊制得。
錐形擋流圈4采用碳鋼板或不銹鋼板巻焊而成。
集氣罩5采用碳鋼板或不銹鋼板焊接制作，先將碳鋼板或不銹鋼板巻焊成圓柱筒體， 再在圓柱筒體底端焊接上圓形端蓋。
推流器6的槳葉采用推進(jìn)式攪拌器結(jié)構(gòu)，槳葉由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，槳葉為碳鋼或不銹鋼材質(zhì)。
溢流槽7采用碳鋼板或不銹鋼板焊接制作，先將碳鋼板或不銹鋼板巻焊成圓柱筒體，
再在圓柱筒體底端焊接上圓環(huán)形端蓋。
錐形集渣器8采用碳鋼板或不銹鋼板巻焊獲得，再焊接到導(dǎo)流筒9上端口處。 導(dǎo)流筒9采用碳鋼或不銹鋼管制得，或采用碳鋼板或不銹鋼板巻焊而成。 導(dǎo)流筒錐形導(dǎo)流器10、底板錐形導(dǎo)流器11采用碳鋼板或不銹鋼板巻焊而成。錐壁與
水平面的夾角為3(T至45°之間；導(dǎo)流筒錐形導(dǎo)流器10錐頂與導(dǎo)流筒9底部焊接。
加熱保溫層12采用夾套盤管，由碳鋼板或不銹鋼板、管制作；其換熱面積約為反應(yīng)
器筒體3外表面積的十分之一。
生物燃?xì)獬鰵饪?13、出料口 14、排泥口 15由碳鋼管或不銹鋼管制作。 導(dǎo)流筒錐形導(dǎo)流器IO和底板錐形導(dǎo)流器11之間形成環(huán)隙，構(gòu)成擴(kuò)散器。減少了沉渣
的淤存范圍。在環(huán)隙中，物料帶動(dòng)沉渣和活性污泥一起向上流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了物料和活性污泥
的充分接觸與混合。
反應(yīng)器筒體3與導(dǎo)流筒9所構(gòu)成的空腔形成升流室。錐形擋流圈4與錐形集渣器8之 間形成環(huán)隙，向上流動(dòng)的物料在此分成兩路， 一路向反應(yīng)器筒體3外流出， 一路流向錐形 集渣器8;起到將浮渣向錐形集渣器8集中的作用；錐形擋流圈4的高度略高于錐形集渣 器8的高度，錐形擋流圈4與錐形集渣器8之間形成環(huán)隙，目的在于減小浮渣的面積，提 高浮渣的收集程度。
錐形集渣器8內(nèi)的料渣通過推流器6推送至導(dǎo)流筒9，并經(jīng)導(dǎo)流筒錐形導(dǎo)流器10和底 板錐形導(dǎo)流器11構(gòu)成的擴(kuò)散器向反應(yīng)器底部四周分散流向升流室；物料在升流室向上流 動(dòng)。由于導(dǎo)流筒9的直徑較小，所配置的推流器6直徑也較小，因此推流器6的功率配置 及消耗也很小。從而既解決了沉渣、浮渣、料液混合的問題，又降低了能耗。
本發(fā)明的工作過程如下
物料(牛糞、豬糞等)由進(jìn)料口l進(jìn)入擴(kuò)散器內(nèi)，與導(dǎo)流筒9內(nèi)經(jīng)推流器6推流而下 的物料混合后經(jīng)擴(kuò)散器排出流至升流室，并與升流室中預(yù)先放置的甲烷菌接觸后按常規(guī)方 式厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣、沼液和沼渣，沼氣與沼液、沼渣分離后進(jìn)入集氣罩5，最后通過生 物燃?xì)獬鰵饪?13排出反應(yīng)器；沼液、沼渣通過錐形擋流圈4與錐形集渣器8之間形成環(huán) 隙后分成兩路， 一路通過錐形擋流圈4頂部后順錐形擋流圈4外壁流下，進(jìn)入溢流槽7， 并最終通過出料口 14排出反應(yīng)器； 一路流向錐形集渣器8，通過推流器6流入導(dǎo)流筒9、 擴(kuò)散器、升流室，形成循環(huán)；沉渣通過排泥口 15定期排出。
厭氧反應(yīng)器利用熱水、煙道氣、熱油等加熱介質(zhì)通過加熱保溫層12實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器內(nèi)部 物料的加熱和保溫。
本發(fā)明所述高固物料為夾雜物大于3%的發(fā)酵產(chǎn)沼氣物料，如牛糞、豬糞、雞糞、水 生植物及陸生植物秸稈、城市生活垃圾、城市生活污水處理廠剩余污泥等。
權(quán)利要求
1、一種立式厭氧反應(yīng)器，由進(jìn)料口(1)、反應(yīng)器底板(2)、反應(yīng)器筒體(3)、集氣罩(5)和溢流槽(7)組成，其特征是所述反應(yīng)器筒體(3)為立式圓柱筒體，在反應(yīng)器筒體(3)的外壁上設(shè)有圓筒形溢流槽(7)，溢流槽(7)外壁上設(shè)有出料口(14)，在反應(yīng)器筒體(3)上方設(shè)有圓筒形集氣罩(5)，集氣罩(5)的底端位于反應(yīng)器筒體(3)與溢流槽(7)的間隙處，且集氣罩(5)的上端為封閉結(jié)構(gòu)，其上設(shè)有生物燃?xì)獬鰵饪?13)；在反應(yīng)器筒體(3)底端設(shè)有反應(yīng)器底板(2)，反應(yīng)器底板(2)底部連接有排泥口(15)，反應(yīng)器底板(2)上方連接有底板錐形導(dǎo)流器(11)，底板錐形導(dǎo)流器(11)上方設(shè)有導(dǎo)流筒錐形導(dǎo)流器(10)，導(dǎo)流筒錐形導(dǎo)流器(10)的錐形頂端與導(dǎo)流筒(9)的底端相連；進(jìn)料口(1)在反應(yīng)器筒體(3)底部，進(jìn)料口(1)頂端與底板錐形導(dǎo)流器(11)錐頂平齊。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種立式厭氧反應(yīng)器，其特征是所述集氣罩(5)上設(shè)有推流器(6)， 推流器(6)的推流裝置位于導(dǎo)流筒(9)端口處。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種立式厭氧反應(yīng)器，其特征是所述反應(yīng)器筒體(3)上端口處設(shè) 有錐形擋流圈(4),錐形擋流圈(4)上端直徑小于反應(yīng)器筒體(3)直徑，錐形擋流圈(4) 的材質(zhì)為碳鋼或不銹鋼。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種立式厭氧反應(yīng)器，其特征是所述導(dǎo)流筒(9)上端口處設(shè)有錐 形集渣器(8)，錐形集渣器(8)上端直徑大于導(dǎo)流筒(9)直徑，錐形集渣器(8)的材質(zhì)為 碳鋼或不銹鋼。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種立式厭氧反應(yīng)器，其特征是所述反應(yīng)器筒體(3)外側(cè)設(shè)有加 熱保溫層(12)，加熱保溫層(12)為夾套結(jié)構(gòu)，材質(zhì)為碳鋼或不銹鋼；其換熱面積為反應(yīng)器 筒體(3)外表面積的十分之一至二分之一。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種立式厭氧反應(yīng)器，其特征是所述進(jìn)料口 (1)、反應(yīng)器底板(2)、 反應(yīng)器筒體(3)、集氣罩(5)、溢流槽(7)、導(dǎo)流筒(9)、導(dǎo)流筒錐形導(dǎo)流器(10)、底板錐 形導(dǎo)流器(11)、生物燃?xì)獬鰵饪?(13)、出料口 (14)和排泥口 (15)的材質(zhì)為碳鋼或不銹 鋼。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種立式厭氧反應(yīng)器，立式厭氧反應(yīng)器主要由進(jìn)料口(1)、反應(yīng)器底板(2)、反應(yīng)器筒體(3)、錐形擋流圈(4)、集氣罩(5)、推流器(6)、溢流槽(7)、錐形集渣器(8)、導(dǎo)流筒(9)、導(dǎo)流筒錐形導(dǎo)流器(10)、底板錐形導(dǎo)流器(11)、加熱保溫層(12)、生物燃?xì)獬鰵饪?13)、出料口(14)和排泥口(15)組成。本發(fā)明可解決高固物料在厭氧發(fā)酵過程中存在的浮渣、沉渣混合、破殼及物料體系混合等問題，可提高高固物料的產(chǎn)氣率，具有節(jié)能、高效、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C02F3/28GK101381159SQ20081015516
公開日2009年3月11日 申請(qǐng)日期2008年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月23日
發(fā)明者青 何, 何若平, 華 周, 歐陽平凱, 暉 江, 謝欣欣, 萍 韋 申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué)