一種內循環(huán)式干式厭氧反應裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及干式發(fā)酵的反應設備，具體地說是一種內循環(huán)式干式厭氧反應裝置，包括進料機構、提升機構、排放閥、出料機構及發(fā)酵罐，提升機構包括提升動力源、提升桿、提升螺旋片及攪拌筒，攪拌筒安裝在發(fā)酵罐內，提升桿由攪拌筒內穿過，下端轉動安裝在發(fā)酵罐的底部，上端與安裝在發(fā)酵罐上的提升動力源相連、通過提升動力源驅動旋轉，提升桿上安裝有隨其旋轉的提升螺旋片；進料機構及出料機構分別位于發(fā)酵罐的上下兩端，攪拌筒的頂端與進料機構相連通，出料機構通過排放閥與發(fā)酵罐的底部相連。本發(fā)明可將新、舊物料在攪拌筒頂端完全混合，在發(fā)酵罐內部實現(xiàn)物料混合、循環(huán)，還可直接起到物料攪拌和新舊料分配均勻的作用，防止發(fā)酵過程中結殼現(xiàn)象發(fā)生。
【專利說明】
一種內循環(huán)式干式厭氧反應裝置
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及干式發(fā)酵的反應設備，具體地說是一種內循環(huán)式干式厭氧反應裝置。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)有機物發(fā)酵多數(shù)采用濕式發(fā)酵的方法，此種發(fā)酵方法含固量最高可達到18% ;但是由于濕法技術發(fā)酵耗能高、處理干物質的成本高，產(chǎn)生的沼渣沼液需要處理，容易造成二次污染等一系列缺點，限制了其適應更廣的范圍和地域。
[0003]而干式發(fā)酵的技術優(yōu)勢非常明顯，逐漸得到了行業(yè)的廣泛重視，成為新的研發(fā)方向，具體優(yōu)勢為:
[0004]1.物料循環(huán)全部在于系統(tǒng)內部，需溫度提升部分只有干物料，反應體積小，耗能低；
[0005]2.可以直接處理農(nóng)作物秸桿和城市垃圾等固體可發(fā)酵有機物；
[0006]3.沼氣質量高、發(fā)酵物出氣率高；
[0007]4.建設成本低，運營成本小，占地??；
[0008]5.采用螺旋進料和物料混合，設備效率高，通用性強。
[0009]6.因為發(fā)酵剩余物無濕式發(fā)酵的沼液，無需脫水處理，大大節(jié)省了建設費用和污水處理費，基本解決了沼液污染的問題。
[0010]干式發(fā)酵技術發(fā)展到現(xiàn)在還存在一些技術困難沒有完全解決，比如，因為物料的含固率高了，流動性變差，外循環(huán)存在阻力大，能耗高，設備故障率高等困難，另外，傳統(tǒng)干式發(fā)酵新舊料的混合不完全、容易結殼、發(fā)酵不完全的問題依然存在。

【發(fā)明內容】

[0011]為了解決現(xiàn)有干式發(fā)酵新舊料混合困難，阻力大，設備故障率高，能耗高，發(fā)酵不完全、容易結殼的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種內循環(huán)式干式厭氧反應裝置。
[0012]本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的:
[0013]本發(fā)明包括進料機構、提升機構、排放閥、出料機構及發(fā)酵罐，其中提升機構包括提升動力源、提升桿、提升螺旋片及攪拌筒，所述攪拌筒安裝在發(fā)酵罐內，所述提升桿由該攪拌筒內穿過，下端轉動安裝在所述發(fā)酵罐的底部，上端與安裝在發(fā)酵罐上的提升動力源相連、通過該提升動力源驅動旋轉，所述提升桿上安裝有隨其旋轉的提升螺旋片；所述進料機構及出料機構分別位于發(fā)酵罐的上下兩端，所述攪拌筒的頂端與進料機構相連通，所述出料機構通過排放閥與發(fā)酵罐的底部相連；新物料通過所述進料機構進入發(fā)酵罐內，并與通過所述提升螺旋片提升上來的舊物料混合，混合后的物料在所述發(fā)酵罐內發(fā)酵，完成發(fā)酵的發(fā)酵物通過所述出料機構排出。
[0014]其中:所述提升螺紋片的頂部位于攪拌筒頂端的上方，并設有隨提升螺紋片旋轉的刮板；所述刮板的安裝高度與發(fā)酵罐內發(fā)酵液的液面高度相同；所述攪拌筒的頂端為錐形斗，所述進料機構的一端為進料端，另一端與所述錐形斗相連通；所述攪拌筒通過支架固定在發(fā)酵罐內，所述攪拌筒的下端距發(fā)酵罐底部留有進料空間，所述提升螺旋片的下端由攪拌筒的下端穿出；所述提升桿的軸向中心線與攪拌筒的軸向中心線及發(fā)酵罐的軸向中心線共線，且垂直于所述支架；所述攪拌筒通過支架固定在發(fā)酵罐內，所述攪拌筒的下端與發(fā)酵罐的底部相連，在攪拌筒的下端開有進料口 ；所述提升桿的軸向中心線與攪拌筒的軸向中心線及發(fā)酵罐的軸向中心線共線，且垂直于所述支架；
[0015]所述進料機構包括進料斗、進料動力源、進料筒、進料桿及進料螺旋片，該進料筒安裝在所述發(fā)酵罐上，一端安裝有進料動力源，另一端插入發(fā)酵罐內、與所述攪拌筒的頂端相連通，所述進料斗安裝在該進料筒上；所述進料桿位于進料筒內，并與所述進料動力源相連接，由該進料動力源驅動旋轉，所述進料螺旋片安裝在該進料桿上，隨進料桿共同旋轉；由所述進料斗進入的新物料通過旋轉的進料桿及進料螺旋片被送入發(fā)酵罐內；所述進料桿及進料筒的軸向中心線共線，且與所述發(fā)酵罐的軸向中心線傾斜設置，由進料端向另一端向下傾斜；
[0016]所述出料機構包括出料斗、出料動力源、出料筒、出料桿及出料螺旋片，該出料筒安裝在所述發(fā)酵罐上，一端安裝有出料動力源，另一端連通于所述排放閥的下方，所述出料斗安裝在該出料筒上；所述出料桿位于出料筒內，并與所述出料動力源相連接，由該出料動力源驅動旋轉，所述出料螺旋片安裝在該出料桿上，隨出料桿共同旋轉；完成發(fā)酵的發(fā)酵物落入所述出料筒內，通過旋轉的出料桿及出料螺旋片被送至所述出料斗處出料；所述出料桿及出料筒的軸向中心線共線，且與所述發(fā)酵罐的軸向中心線傾斜設置，由出料端向另一端向下傾斜；所述出料筒的另一端端部連通有連接管，所述發(fā)酵物中的液體向下流至出料筒另一端的端部，并通過所述連接管排出；所述發(fā)酵罐內的上部設有噴淋管，該噴淋管與所述連接管相連通，由所述連接管流出的發(fā)酵物中的液體經(jīng)噴淋管回到所述發(fā)酵罐內。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)點與積極效果為:
[0018]1.本發(fā)明具有將物料提升的提升裝置，可將新、舊物料在攪拌筒頂端完全混合，并且在發(fā)酵的過程中還可起到攪拌的作用，防止發(fā)酵過程中結殼的現(xiàn)象發(fā)生，保證發(fā)酵完全。
[0019]2.本發(fā)明在提升螺旋片的頂端設置了刮板，通過刮板隨提升螺旋片的旋轉，可起到均料的作用，也可防止在發(fā)酵過程中有結殼的現(xiàn)象產(chǎn)生。
[0020]3.本發(fā)明的出料機構，在出料的同時還可對發(fā)酵物進行初級壓榨。
[0021]4.本發(fā)明提升機構中的提升桿和提升螺旋片連接到底部排放閥上端，可以將發(fā)酵罐內的物料進行完全充分的混合攪拌，不存在死角。
[0022]5.本發(fā)明的發(fā)酵物料的傳質、傳熱通過物料的內循環(huán)及沼氣的上升來實現(xiàn)，損失少，能耗低，所需維持中溫發(fā)酵的能耗低。
[0023]6.本發(fā)明的攪拌通過內循環(huán)來實現(xiàn)，無需外部循環(huán)裝置，與傳統(tǒng)的外循環(huán)對比，提升裝置的功率可大大降低。
[0024]7.本發(fā)明出料后初級壓榨出來的沼液繼續(xù)回到發(fā)酵罐上部的噴淋管中，可以做到無沼液排放，不存在沼液二次污染問題。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明實施例一的整體結構示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明實施例二的整體結構示意圖；
[0027]其中:1為進料斗，2為進料機構，3為支架，4為提升機構，5為攪拌筒，6為底座，7為排放閥，8為出料機構，9為發(fā)酵罐，10為發(fā)酵物，11為刮板，12為出料斗，13為連接管，14為進料動力源，15為進料筒，16為提升動力源，17為提升桿，18為提升螺旋片，19為出料動力源，20為出料筒，21為噴淋管，22為進料口。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳述。
[0029]實施例一
[0030]如圖1所示，本發(fā)明包括進料機構2、提升機構4、排放閥7、出料機構8及發(fā)酵罐9，其中提升機構4包括提升動力源16、提升桿17、提升螺旋片18及攪拌筒5，提升桿17、提升螺旋片18及攪拌筒5均位于發(fā)酵罐9內，攪拌筒5通過支架3固定在發(fā)酵罐9的內部，該攪拌筒5的兩端均開口，頂端為錐形斗、位于支架3的上方，下端距發(fā)酵罐9底部設置的底座6留有進料空間。提升桿17由攪拌筒5內穿過，下端轉動安裝在底座6上，上端與安裝在發(fā)酵罐9頂部的提升動力源16相連、通過該提升動力源16驅動旋轉。提升桿17的軸向中心線與攪拌筒5的軸向中心線及發(fā)酵罐9的軸向中心線共線，且垂直于支架3。提升桿17上安裝有隨其旋轉的提升螺旋片18，該提升螺旋片18呈螺旋狀，兩端由攪拌筒5的兩端伸出；提升螺紋片18的頂部設有隨提升螺紋片18旋轉的刮板11，刮板11的安裝高度與發(fā)酵液的液面高度相同，防止物料在發(fā)酵的過程中有結殼現(xiàn)象產(chǎn)生，并可以起到均料的作用。發(fā)酵罐9的底部呈圓錐狀，便于發(fā)酵物10排出；發(fā)酵罐9內的上部設有噴淋管21。
[0031]進料機構2包括進料斗1、進料動力源14、進料筒15、進料桿及進料螺旋片，該進料筒15固定在發(fā)酵罐9的上部，一端安裝有進料動力源14，另一端插入發(fā)酵罐9內、與攪拌筒5頂端的錐形斗相連通；進料斗I安裝在靠近進料動力源14 一端的進料筒15上，與進料筒15內部相連通。進料桿位于進料筒15內，并與進料動力源14相連接，由該進料動力源14驅動旋轉，進料螺旋片與提升螺旋片18形狀相同，安裝在進料桿上，隨進料桿共同旋轉；由進料斗I進入的新物料通過旋轉的進料桿及進料螺旋片被送入發(fā)酵罐9內。進料桿及進料筒15的軸向中心線共線，且與發(fā)酵罐9的軸向中心線傾斜設置，由進料端向另一端向下傾斜。
[0032]出料機構8包括出料斗12、出料動力源19、出料筒20、出料桿及出料螺旋片，該出料筒20固定在地面上，一端安裝有出料動力源19，另一端位于排放閥7的下方，并與排放閥7相連通；出料斗12安裝在靠近出料動力源19 一端的出料筒20上，與出料筒20內部相連通。出料桿位于出料筒20內，并與出料動力源19相連接，由該出料動力源19驅動旋轉，出料螺旋片與提升螺旋片18形狀相同，安裝在出料桿上，隨出料桿共同旋轉；完成發(fā)酵的發(fā)酵物10在排放閥7打開后落入出料筒20內，通過旋轉的出料桿及出料螺旋片被送至出料斗12處出料。出料桿及出料筒20的軸向中心線共線，且與發(fā)酵罐9的軸向中心線傾斜設置，由出料端向另一端向下傾斜；出料筒20的另一端端部連通有連接管13，發(fā)酵物10在由出料桿及出料螺旋片向出料斗12推送的過程中，液體向下流至出料筒20另一端的端部，并通過連接管13連接到發(fā)酵罐9內上部的噴淋管21，繼續(xù)回到發(fā)酵罐9內。
[0033]實施例二
[0034]如圖2所示，本實施例與實施例一的區(qū)別在于:攪拌筒5的下端固定在底座6上，并在攪拌筒5的下端開有進料口 22。發(fā)酵罐9底部的物料由該進料口 22進入到攪拌筒5內，通過提升螺旋片18提升。
[0035]本發(fā)明的工作原理為:
[0036]本發(fā)明通過發(fā)酵罐9內設置的提升機構4將發(fā)酵舊物料自發(fā)酵罐9的底部進行提升，新物料從發(fā)酵罐上部進入后，充分與舊物料在攪拌筒5頂端的錐形斗處進行混合后進入發(fā)酵罐內進行發(fā)酵。具體為:
[0037]設備運行時，新物料通過進料斗I進入進料筒15內，通過旋轉的進料桿及進料螺旋片進入發(fā)酵罐9內。提升機構4將發(fā)酵罐9內的舊物料進行提升，與新物料在攪拌筒5頂端的錐斗處進行混合，混合后的物料進入發(fā)酵罐9內進行發(fā)酵。刮板11隨著提升螺旋片18的旋轉而轉動，防止物料在發(fā)酵的過程中有結殼的現(xiàn)象產(chǎn)生，并對新進的物料進行均料。通過該進料機構2和提升機構4的混合作用，新物料在發(fā)酵物的上部，發(fā)酵后的物料在發(fā)酵罐9的底部，發(fā)酵的過程中，提升機構4還可將發(fā)酵罐底部物料提升至頂部，起到攪拌的作用，防止發(fā)酵過程中有結殼現(xiàn)象發(fā)生。完成發(fā)酵的發(fā)酵物需要排除時，開啟排放閥7，物料通過出料機構8，將發(fā)酵物質經(jīng)過初級壓榨(即物料在隨出料螺旋片上升的過程中，物料中的水分會向下流至出料筒20另一端的端部，通過連接管13排出)后排出發(fā)酵罐9外。
[0038]本發(fā)明的發(fā)酵物10可為秸桿或酒糟等發(fā)酵濃度高(20%以上)的物質。本發(fā)明的進料動力源14、提升動力源16及出料動力源19可為驅動電機。
【主權項】
1.一種內循環(huán)式干式厭氧反應裝置，其特征在于:包括進料機構(2)、提升機構(4)、排放閥(7)、出料機構(8)及發(fā)酵罐(9)，其中提升機構(4)包括提升動力源(16)、提升桿(17)、提升螺旋片(18)及攪拌筒(5)，所述攪拌筒(5)安裝在發(fā)酵罐(9)內，所述提升桿(17)由該攪拌筒(5)內穿過，下端轉動安裝在所述發(fā)酵罐(9)的底部，上端與安裝在發(fā)酵罐(9)上的提升動力源(16)相連、通過該提升動力源(16)驅動旋轉，所述提升桿(17)上安裝有隨其旋轉的提升螺旋片(18);所述進料機構(2)及出料機構(8)分別位于發(fā)酵罐(9)的上下兩端，所述攪拌筒(5)的頂端與進料機構(2)相連通，所述出料機構(8)通過排放閥(7)與發(fā)酵罐(9)的底部相連；新物料通過所述進料機構⑵進入發(fā)酵罐(9)內，并與通過所述提升螺旋片(18)提升上來的舊物料混合，混合后的物料在所述發(fā)酵罐(9)內發(fā)酵，完成發(fā)酵的發(fā)酵物(10)通過所述出料機構(8)排出。2.按權利要求1所述的內循環(huán)式干式厭氧反應裝置，其特征在于:所述提升螺紋片(18)的頂部位于攪拌筒(5)頂端的上方，并設有隨提升螺紋片(18)旋轉的刮板(11)。3.按權利要求2所述的內循環(huán)式干式厭氧反應裝置，其特征在于:所述刮板(11)的安裝高度與發(fā)酵罐(9)內發(fā)酵液的液面高度相同。4.按權利要求1所述的內循環(huán)式干式厭氧反應裝置，其特征在于:所述攪拌筒(5)的頂端為錐形斗，所述進料機構(2)的一端為進料端，另一端與所述錐形斗相連通。5.按權利要求1所述的內循環(huán)式干式厭氧反應裝置，其特征在于:所述攪拌筒(5)通過支架(3)固定在發(fā)酵罐(9)內，所述攪拌筒(5)的下端距發(fā)酵罐(9)底部留有進料空間，所述提升螺旋片(18)的下端由攪拌筒(5)的下端穿出；所述提升桿(17)的軸向中心線與攪拌筒(5)的軸向中心線及發(fā)酵罐(9)的軸向中心線共線，且垂直于所述支架(3)。6.按權利要求1所述的內循環(huán)式干式厭氧反應裝置，其特征在于:所述攪拌筒(5)通過支架(3)固定在發(fā)酵罐(9)內，所述攪拌筒(5)的下端與發(fā)酵罐(9)的底部相連，在攪拌筒(5)的下端開有進料口(22);所述提升桿(17)的軸向中心線與攪拌筒(5)的軸向中心線及發(fā)酵罐(9)的軸向中心線共線，且垂直于所述支架(3)。7.按權利要求1至6任一權利要求所述的內循環(huán)式干式厭氧反應裝置，其特征在于:所述進料機構(2)包括進料斗(I)、進料動力源(14)、進料筒(15)、進料桿及進料螺旋片，該進料筒(15)安裝在所述發(fā)酵罐(9)上，一端安裝有進料動力源(14)，另一端插入發(fā)酵罐(9)內、與所述攪拌筒(5)的頂端相連通，所述進料斗(I)安裝在該進料筒(15)上；所述進料桿位于進料筒(15)內，并與所述進料動力源(14)相連接，由該進料動力源(14)驅動旋轉，所述進料螺旋片安裝在該進料桿上，隨進料桿共同旋轉；由所述進料斗(I)進入的新物料通過旋轉的進料桿及進料螺旋片被送入發(fā)酵罐(9)內。8.按權利要求7所述的內循環(huán)式干式厭氧反應裝置，其特征在于:所述進料桿及進料筒(15)的軸向中心線共線，且與所述發(fā)酵罐(9)的軸向中心線傾斜設置，由進料端向另一端向下傾斜。9.按權利要求1至6任一權利要求所述的內循環(huán)式干式厭氧反應裝置，其特征在于:所述出料機構⑶包括出料斗(12)、出料動力源(19)、出料筒(20)、出料桿及出料螺旋片，該出料筒(20)安裝在所述發(fā)酵罐(9)上，一端安裝有出料動力源(19)，另一端連通于所述排放閥(7)的下方，所述出料斗(12)安裝在該出料筒(20)上；所述出料桿位于出料筒(20)內，并與所述出料動力源(19)相連接，由該出料動力源(19)驅動旋轉，所述出料螺旋片安裝在該出料桿上，隨出料桿共同旋轉；完成發(fā)酵的發(fā)酵物(10)落入所述出料筒(20)內，通過旋轉的出料桿及出料螺旋片被送至所述出料斗(12)處出料。10.按權利要求9所述的內循環(huán)式干式厭氧反應裝置，其特征在于:所述出料桿及出料筒(20)的軸向中心線共線，且與所述發(fā)酵罐(9)的軸向中心線傾斜設置，由出料端向另一端向下傾斜；所述出料筒(20)的另一端端部連通有連接管(13)，所述發(fā)酵物(10)中的液體向下流至出料筒(20)另一端的端部，并通過所述連接管(13)排出。11.按權利要求10所述的內循環(huán)式干式厭氧反應裝置，其特征在于:所述發(fā)酵罐(9)內的上部設有噴淋管(21)，該噴淋管(21)與所述連接管(13)相連通，由所述連接管(13)流出的發(fā)酵物(10)中的液體經(jīng)噴淋管(21)回到所述發(fā)酵罐(9)內。
【文檔編號】C12M1/107GK105985902SQ201510049722
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年1月30日
【發(fā)明人】王傳水, 郭榮波, 羅生軍, 許曉暉, 師曉爽
【申請人】中國科學院青島生物能源與過程研究所