專(zhuān)利名稱(chēng)：一種有機(jī)廢棄物干式厭氧發(fā)酵裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種有機(jī)廢棄物處理裝置，同時(shí)還涉及在使用該裝置處理有機(jī)廢棄物的工藝。
背景技術(shù)：
有機(jī)廢棄物確切地講是生物可降解的廢棄物，按其來(lái)源不同可分為第一性生產(chǎn)廢 棄物、第二性生產(chǎn)廢棄物、工副業(yè)有機(jī)廢料和人類(lèi)生活廢棄物等四類(lèi)。厭氧發(fā)酵是指在厭氧 條件下，依賴兼性菌和專(zhuān)性菌等微生物共同作用，對(duì)有機(jī)物進(jìn)行生物降解生成CH4和CO2的 過(guò)程。厭氧發(fā)酵處理有機(jī)廢物工藝在國(guó)內(nèi)外均有應(yīng)用，以國(guó)外較為成熟。有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示， 全歐洲厭氧消化沼氣的產(chǎn)量以甲烷計(jì)為1. 5X107m3/d,同時(shí)該工藝處理過(guò)程中CO2排放量 少，發(fā)酵的產(chǎn)物沼渣和沼液成為潛在的優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥料。干式厭氧發(fā)酵技術(shù)是近年來(lái)研究的熱點(diǎn)，其特點(diǎn)是發(fā)酵物料固含率高(固含率可 達(dá)20 40% )，該技術(shù)與常規(guī)濕式厭氧發(fā)酵技術(shù)相比，具有有機(jī)負(fù)荷和產(chǎn)氣率高、占地面積 小、投資少、能耗低、發(fā)酵產(chǎn)物后處理系統(tǒng)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。干式厭氧發(fā)酵系統(tǒng)通常是在30 38°C的中溫或50 60°C的高溫條件下運(yùn)行的。 厭氧微生物，尤其是產(chǎn)甲烷微生物對(duì)溫度的波動(dòng)非常敏感，通常要求厭氧發(fā)酵系統(tǒng)溫度的 波動(dòng)幅度不超過(guò)士2 ；TC。另外，由于干式厭氧發(fā)酵系統(tǒng)內(nèi)物料的固含率高，流動(dòng)性差，物 料之間的傳熱效果較差，因此如何確保整個(gè)發(fā)酵系統(tǒng)內(nèi)物料的溫度保持一致且恒定就成為 了干式厭氧發(fā)酵系統(tǒng)運(yùn)行控制的一個(gè)重要條件。目前開(kāi)發(fā)的有機(jī)廢棄物厭氧發(fā)酵工藝仍存 在以下問(wèn)題工藝控制條件復(fù)雜，發(fā)酵所需的設(shè)施過(guò)于龐大，不利于管理；產(chǎn)生一定量的沼 渣、沼液，需要配套的處理設(shè)施；能耗高，運(yùn)行成本高，不利于實(shí)現(xiàn)工程化、規(guī)?；?、市場(chǎng)化。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，解決現(xiàn)行厭氧發(fā)酵工藝的不 足，提供一種能夠確保整個(gè)發(fā)酵工藝連續(xù)且裝置設(shè)計(jì)科學(xué)、合理、實(shí)用的有機(jī)廢棄物干式厭 氧發(fā)酵裝置。本實(shí)用新型的另一目的是提供這種有機(jī)廢棄物干式厭氧發(fā)酵裝置的操作方 法。本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型所述的有機(jī)廢棄物干式厭氧發(fā)酵裝置，為栓塞流臥式發(fā)酵裝置，由臥 式發(fā)酵裝置、攪拌裝置、強(qiáng)制加料裝置、換熱裝置、測(cè)溫裝置、控溫與保溫裝置、控制裝置、沼 液回流噴淋裝置、PH值、氧化還原電位與水分監(jiān)測(cè)裝置構(gòu)成，臥式發(fā)酵裝置由一個(gè)入料口、 一個(gè)出料口和縱穿整個(gè)罐體的攪拌裝置構(gòu)成，攪拌裝置為電動(dòng)攪拌裝置，攪拌裝置上連接 有多個(gè)攪拌臂，攪拌裝置與控制裝置電連接，控制裝置根據(jù)不同發(fā)酵階段需求對(duì)物料進(jìn)行 攪拌及輸送，能夠有效保證發(fā)酵最大產(chǎn)氣率，物料進(jìn)口位于臥式發(fā)酵裝置入料口處，物料進(jìn) 口處有強(qiáng)制加料裝置，強(qiáng)制加料裝置與控制裝置電連接，在臥式發(fā)酵裝置上有換熱裝置，換 熱裝置通過(guò)管路經(jīng)控制閥和循環(huán)泵與控溫與保溫裝置連接構(gòu)成循環(huán)換熱系統(tǒng)，測(cè)溫裝置設(shè)在臥式發(fā)酵裝置內(nèi)，與控制裝置電連接，控制裝置與控制閥和循環(huán)泵電連接，控溫與保溫裝置位于臥式發(fā)酵裝置外壁，PH值、氧化還原電位與水分監(jiān)測(cè)裝置通過(guò)探頭設(shè)置設(shè)在臥式發(fā) 酵裝置內(nèi)。所述的控溫與保溫裝置，是太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)，由太陽(yáng)能輻射板、保溫層、熱泵機(jī)組、 控溫循環(huán)泵、儲(chǔ)熱裝置、散熱裝置、控溫控制裝置構(gòu)成。所述控溫與保溫裝置的儲(chǔ)熱裝置內(nèi)供熱介質(zhì)的溫度為50°C -80°C?？刂蒲b置，采用PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)攪拌裝置、強(qiáng)制加料裝置、換熱裝置、測(cè)溫裝置、沼液回 流噴淋裝置、PH值氧化還原電位與水分監(jiān)測(cè)裝置、控溫與保溫裝置的控制。所述攪拌裝置，由縱穿整個(gè)罐體的攪拌軸、攪拌臂和攪拌臂末端的葉輪片組成。攪 拌軸為電動(dòng)攪拌軸。所述攪拌軸為封閉的中空軸，中空部分被氣體或空氣填滿。所述攪拌臂在攪拌軸的徑向外圍均勻分布，在相鄰的兩個(gè)攪拌臂之間的徑向上的 相對(duì)角度α為30° 90°。攪拌臂在軸的橫向的分布是不規(guī)則的，攪拌臂在進(jìn)料口和出 料口的密度大于中間部分。所述攪拌臂遠(yuǎn)離軸的一端裝有葉輪片。所述換熱裝置包括多組換熱器，每組換熱器由若干換熱水罩或若干換熱管串聯(lián) 連接而成。所述每組換熱器的一端均通過(guò)控制閥與控溫與保溫裝置的換熱管連接；每組換熱 器的另一端均與控溫與保溫裝置的回流管連接。所述多組換熱器均勻位于臥式發(fā)酵裝置外部側(cè)壁，每組換熱器由若干換熱罩或若 干換熱管串聯(lián)連接而成，每組換熱器有一定的合適長(zhǎng)度，且相鄰兩組換熱器之間間距不可 過(guò)大。所述測(cè)溫裝置為多個(gè)溫度自動(dòng)監(jiān)測(cè)探頭，多個(gè)溫度自動(dòng)監(jiān)測(cè)探頭沿著罐體均勻分 布，探頭深入臥式發(fā)酵裝置內(nèi)0. 3-1. 0m，可以有效監(jiān)測(cè)不同發(fā)酵階段的溫度。所述沼液回流噴淋裝置，主要實(shí)現(xiàn)沼液作為接種物使用及調(diào)節(jié)罐內(nèi)pH值與溫度 的作用。所述pH值、氧化還原電位與水分監(jiān)測(cè)裝置，通過(guò)探頭設(shè)置設(shè)在臥式發(fā)酵裝置內(nèi)， 可實(shí)現(xiàn)整個(gè)發(fā)酵過(guò)程PH值、氧化還原電位與水分的在線監(jiān)測(cè)，有效掌握整個(gè)發(fā)酵過(guò)程的pH 值、氧化還原電位與水分的變化情況。保溫裝置，位于發(fā)酵罐外壁，可利用其阻止發(fā)酵罐內(nèi)的熱量通過(guò)罐壁釋放，以及吸 收太陽(yáng)能熱量來(lái)達(dá)到保溫的目的。所述臥式發(fā)酵裝置為鋼結(jié)構(gòu)，換熱裝置焊接在臥式發(fā)酵裝置外壁上?；蛘?，所述臥 式發(fā)酵裝置為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，換熱裝置設(shè)在臥式發(fā)酵裝置內(nèi)底部和側(cè)壁，用素混凝土層 覆蓋及太陽(yáng)能輻射板覆蓋。本實(shí)用新型所述的有機(jī)廢棄物干式厭氧發(fā)酵裝置的操作方法，其操作方法a.將有機(jī)廢棄物投入特制的厭氧發(fā)酵裝置，在始終保持55°C 60°C最佳溫度的 狀態(tài)下，進(jìn)行發(fā)酵；b.經(jīng)過(guò)15 30天，生成高濃度的沼氣和殘?jiān)?；c.步驟b所生成的沼氣轉(zhuǎn)換成電能及熱能或凈化升級(jí)為天然氣，作為汽車(chē)燃料或輸至天然氣管網(wǎng)；d.步驟b所生成的殘?jiān)苽溆袡C(jī)肥，有機(jī)肥用于發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)。步驟a所述的發(fā)酵是通過(guò)對(duì)臥式發(fā)酵裝置的加熱和保溫以及步驟b生成的殘?jiān)?流對(duì)溫度進(jìn)行控制。本實(shí)用新型所述的工藝與裝置科學(xué)、合理、實(shí)用，具備大規(guī)模應(yīng)用推廣的條件。
圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型的A-A剖面圖。圖3為本實(shí)用新型控溫與保溫裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實(shí)用新型換熱裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.物料進(jìn)口 ；2.強(qiáng)制加料裝置；3.發(fā)酵罐；4.攪拌裝置；5.換熱裝置進(jìn)管； 6.換熱裝置；7. pH值、氧化還原電位、水分監(jiān)測(cè)裝置；8.測(cè)溫裝置9.換熱裝置回管；10觀察 窗；11.沼氣出口 ；12.物料出口 ；13沼液回流與噴淋管路；14.沼液回流泵；15.控制裝置； 16.熱泵機(jī)組；17.控溫循環(huán)泵；18.儲(chǔ)熱裝置；19.保溫層；20.太陽(yáng)能輻射板；21.控溫控 制裝置；22.攪拌臂；23.攪拌臂末端葉輪片；24.散熱裝置；α .攪拌臂之間的徑向角度。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明，但不限于實(shí)施例。實(shí)施例1本實(shí)用新型實(shí)例提供一種用于有機(jī)廢棄物干式厭氧發(fā)酵處理的工藝及裝置。實(shí)用 新型涉及到栓塞流臥式發(fā)酵的操作方法和裝置，其工藝過(guò)程是將有機(jī)廢棄物投入特制的厭 氧發(fā)酵裝置，在始終保持55 60°C最佳溫度的狀態(tài)下，進(jìn)行連續(xù)式攪拌發(fā)酵，經(jīng)過(guò)15 30 天，生成高濃度的高效能沼氣和富含有益生物菌的高效有機(jī)肥。沼氣可以轉(zhuǎn)換成電力及熱 能，沼氣還可以被升級(jí)為天然氣標(biāo)準(zhǔn)，作為汽車(chē)使用的燃料或輸至天然氣網(wǎng)絡(luò)，有機(jī)肥包括 液態(tài)有機(jī)肥與固態(tài)有機(jī)肥，可用于發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)。栓塞流臥式發(fā)酵裝置是一種保溫式有機(jī)廢棄物干式厭氧發(fā)酵系統(tǒng)，包括發(fā)酵罐、 攪拌裝置、強(qiáng)制加料裝置、換熱裝置、測(cè)溫裝置、控制裝置、沼液回流噴淋裝置、PH值、氧化還 原電位與水分監(jiān)測(cè)裝置、控溫與保溫裝置。本實(shí)用新型實(shí)例提供一種用于有機(jī)廢棄物干式厭氧發(fā)酵處理的工藝，如圖1所 示。將有機(jī)廢棄物投入特制的大容量厭氧發(fā)酵裝置，在始終保持55°C 60°C最佳溫度的狀 態(tài)下，由控制裝置根據(jù)發(fā)酵過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)控制，進(jìn)行連續(xù)式發(fā)酵，經(jīng)過(guò)15 30天，生成高濃 度的高效能沼氣和富含有益生物菌的高效有機(jī)肥。沼氣可以轉(zhuǎn)換成電力及熱能，不僅可以 保證工廠自給自足，還能有可觀的能量結(jié)余。沼氣還可以被升級(jí)為天然氣標(biāo)準(zhǔn)，或作為汽車(chē) 使用的燃料用于加氣汽車(chē)，或通過(guò)天然氣管道灌輸至天然氣網(wǎng)絡(luò)。而高效有機(jī)肥料可用于 生態(tài)農(nóng)業(yè)中，農(nóng)業(yè)中產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物又可用于發(fā)酵，形成一個(gè)閉路循環(huán)，實(shí)現(xiàn)廢棄物 的資源化利用及污染物的零排放。本實(shí)用新型實(shí)例提供一種用于有機(jī)廢棄物干式厭氧發(fā)酵處理的裝置，如圖2所 示，該裝置包括物料進(jìn)口 1、強(qiáng)制加料裝置2、發(fā)酵罐3、攪拌裝置4、換熱裝置進(jìn)管5、換熱裝置6、pH值、氧化還原電位、水分監(jiān)測(cè)裝置7、測(cè)溫裝置8、換熱裝置回管9、觀察窗10、沼氣 出口 11、物料出口 12、沼液回流與噴淋管路13、沼液回流泵14、控制裝置15、攪拌臂22、攪 拌臂末端葉輪片23，攪拌臂之間的徑向角度為α，其中控溫與保溫裝置由.熱泵機(jī)組16、 控溫循環(huán)泵17、儲(chǔ)熱裝置18、保溫層19、太陽(yáng)能輻射板20、控溫控制裝置21、散熱裝置24組 成。其他諸如與發(fā)酵罐3配套實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)廢棄物進(jìn)行干式厭氧發(fā)酵處理的進(jìn)料儲(chǔ)倉(cāng)、沼液 沼渣壓濾與制肥裝置和沼氣排出與收集利用等設(shè)備，由于本實(shí)用新型實(shí)施例重點(diǎn)是對(duì)發(fā)酵 裝置的具體說(shuō)明，所以對(duì)其它實(shí)現(xiàn)發(fā)酵的前端預(yù)處理與后端深度處理等輔聯(lián)設(shè)備不一一說(shuō) 明。下面對(duì)攪拌裝置4、強(qiáng)制加料裝置2、換熱裝置6、測(cè)溫裝置8、控制裝置、沼液回流噴淋裝置、PH值、氧化還原電位與水分監(jiān)測(cè)裝置7、控溫與保溫裝置與發(fā)酵罐的具體連接設(shè) 置方式做進(jìn)一步說(shuō)明。物料經(jīng)過(guò)預(yù)處理后進(jìn)入儲(chǔ)倉(cāng)，在儲(chǔ)倉(cāng)內(nèi)通過(guò)對(duì)物料進(jìn)行配比，加熱后，利用強(qiáng)制加 料裝置2，輸送到物料進(jìn)口 1進(jìn)入發(fā)酵罐3內(nèi)。在發(fā)酵罐3內(nèi)物料經(jīng)過(guò)預(yù)酸化，ρΗ值被調(diào)整 到適宜的范圍，為后續(xù)的水解酸化及產(chǎn)沼氣提供適宜的條件。在發(fā)酵罐3中，安裝有橫向貫 穿的攪拌裝置4，攪拌裝置4的攪拌軸一端固定在發(fā)酵罐3端壁的軸承座上，另一端與驅(qū)動(dòng) 電機(jī)相連，攪拌軸上安裝有很多攪拌臂22，在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的帶動(dòng)下，由控制裝置15根據(jù)不同 發(fā)酵階段需求對(duì)物料進(jìn)行攪拌及輸送，并能夠根據(jù)物料發(fā)酵情況進(jìn)行不同頻率、不同攪拌 速度及不同攪拌方向的緩慢旋轉(zhuǎn)攪拌，使物料在罐內(nèi)充分混合均勻，且物料在后續(xù)進(jìn)料推 動(dòng)和攪拌的作用下，在發(fā)酵罐內(nèi)經(jīng)過(guò)水解酸化降解后到達(dá)發(fā)酵罐出料口 12，攪拌過(guò)程可以 通過(guò)觀察窗10予以隨時(shí)觀察。厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣通過(guò)沼氣出口 11及相配套的沼氣收集 與利用裝置進(jìn)行資源化處理。發(fā)酵后的沼渣經(jīng)壓濾分離后的沼液由沼液回流泵14輸送經(jīng) 沼液回流噴淋管路13回流到厭氧發(fā)酵罐3中，起到調(diào)節(jié)物料的水分、溫度、ρΗ值，以及物料 接種的作用。在罐內(nèi)裝有測(cè)溫裝置8，ρΗ值、氧化還原電位與水分監(jiān)測(cè)裝置7，均與控制裝 置15電連接，可以監(jiān)測(cè)發(fā)酵罐3內(nèi)物料的溫度、ph值、氧化還原電位與含水率等工藝參數(shù)， 傳輸?shù)娇刂蒲b置15。其中攪拌裝置4，包含橫向貫穿的電動(dòng)攪拌軸、攪拌臂22和攪拌臂末 端的葉輪片23。攪拌軸為封閉的中空軸，中空部分被氣體或空氣填滿。攪拌臂22在軸的 徑向外圍是以規(guī)則的均勻按一定角度分布，攪拌臂22遠(yuǎn)離軸的一端裝有合適的葉輪片23。 在任何情況下，攪拌臂22在軸的徑向外圍是以規(guī)則的分布。在相鄰的兩個(gè)攪拌臂22之間 的徑向上相對(duì)角度α為30° 90°。為了使整個(gè)發(fā)酵過(guò)程處于一個(gè)理想狀態(tài)，對(duì)發(fā)酵過(guò) 程中的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的同時(shí)，根據(jù)工藝需求運(yùn)用各種手段進(jìn)行調(diào)控。物料的溫度可以 通過(guò)多種方式進(jìn)行調(diào)控，首先物料在儲(chǔ)倉(cāng)內(nèi)進(jìn)行預(yù)加熱，以及通過(guò)對(duì)沼液進(jìn)行加溫，加溫后 的沼液回流至發(fā)酵罐3內(nèi)，此外發(fā)酵罐3自身也可使用加熱、制冷和保溫措施，通過(guò)換熱裝 置6與控溫與保溫裝置，如圖4所示，使發(fā)酵罐3溫度穩(wěn)定在工藝范圍內(nèi)。換熱裝置6設(shè)在發(fā)酵罐3上，通過(guò)管路與供熱與保溫裝置連接形成循環(huán)供熱保溫 系統(tǒng)；控溫與保溫裝置是太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)，由熱泵機(jī)組16，控溫循環(huán)泵17，儲(chǔ)熱裝置18，散 熱裝置24，保溫層19，太陽(yáng)能輻射板20，控溫控制裝置21組成；換熱裝置6由多組換熱器構(gòu) 成，每組換熱器由換熱罩或換熱管6串聯(lián)連接形成換熱器，每組換熱器的另一端均與供熱 裝置的回流管連接，即多組換熱器并聯(lián)連接后均勻設(shè)置在發(fā)酵罐3上，具體設(shè)置在發(fā)酵罐 內(nèi)底部和側(cè)壁或發(fā)酵罐外部側(cè)壁上，進(jìn)而保證了對(duì)較長(zhǎng)的發(fā)酵罐的均勻加熱，實(shí)際安裝時(shí)，若發(fā)酵罐為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，各組換熱器設(shè)在發(fā)酵罐內(nèi)底部或側(cè)壁，并采用80 IOOmm 的素混凝土層覆蓋；若發(fā)酵罐為鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，各組換熱器焊接在發(fā)酵罐外的側(cè)壁上。素混凝 土或者鋼結(jié)構(gòu)換熱器外壁環(huán)繞太陽(yáng)能輻射板20，輻射板表面有一層吸熱涂層，太陽(yáng)能輻射 板20內(nèi)含有保溫層19以及通過(guò)管路與輔助供熱的多源熱泵機(jī)組16、儲(chǔ)熱裝置18、散熱裝 置24相連接。通過(guò)控溫控制裝置對(duì)換熱裝置內(nèi)的熱介質(zhì)進(jìn)行控溫，實(shí)現(xiàn)加熱、制冷和保溫 的目的。測(cè)溫裝置8設(shè)在發(fā)酵罐3內(nèi)，與控制裝置15電連接，用于探測(cè)發(fā)酵罐3內(nèi)的溫度； 測(cè)溫裝置8以采用多個(gè)溫度自動(dòng)監(jiān)測(cè)探頭，多個(gè)溫度自動(dòng)監(jiān)測(cè)探頭沿著罐體均勻分布，每 個(gè)溫度自動(dòng)監(jiān)測(cè)探頭按不同方向深入發(fā)酵罐內(nèi)0. 3-1. Om處，可以保證探測(cè)發(fā)酵罐內(nèi)溫度 的準(zhǔn)確性；當(dāng)測(cè)溫裝置8測(cè)得發(fā)酵罐3內(nèi)溫度低于設(shè)定溫度時(shí)，打開(kāi)控制閥和控溫循環(huán)泵 17通過(guò)換熱進(jìn)管5使所述儲(chǔ)熱裝置18供應(yīng)的供熱介質(zhì)進(jìn)入所述換熱裝置6對(duì)發(fā)酵罐3加 熱；當(dāng)測(cè)溫裝置8得發(fā)酵罐3內(nèi)溫度高于設(shè)定溫度時(shí)，關(guān)閉控制閥和控溫循環(huán)泵17停止向 所述換熱裝置6輸送所述供熱裝置提供的供熱介質(zhì)或利用散熱裝置24對(duì)其實(shí)施制冷達(dá)到 降溫的目的?？販乜刂蒲b置22與控制閥和控溫循環(huán)泵17電連接，當(dāng)太陽(yáng)能輻射板19集熱 溫度低于發(fā)酵溫度不足以對(duì)換熱裝置6供溫時(shí)，熱泵機(jī)組16啟動(dòng)，以空氣源、水源、土壤源 或其他經(jīng)濟(jì)冷熱源作為熱泵源儲(chǔ)熱裝置18內(nèi)熱介質(zhì)。具體可以采用設(shè)置發(fā)酵罐3的工作發(fā)酵溫度，如設(shè)為55°C，測(cè)溫裝置8的溫度 自動(dòng)監(jiān)測(cè)探頭探測(cè)發(fā)酵罐3內(nèi)各處的溫度，若某一處溫度低于所設(shè)定的工作發(fā)酵溫度55°C 時(shí)，則控制裝置15根據(jù)溫度自動(dòng)監(jiān)測(cè)探頭發(fā)出的信號(hào)，打開(kāi)溫度低處對(duì)應(yīng)的那組換熱器上 的控制閥，若控溫循環(huán)泵17處于關(guān)閉狀態(tài)則同時(shí)打開(kāi)循環(huán)泵，由控溫控制裝置21將熱介質(zhì) 向打開(kāi)控制閥的換熱器進(jìn)行供熱，通過(guò)供熱后的換熱器對(duì)發(fā)酵罐對(duì)應(yīng)位置進(jìn)行加熱，提高 發(fā)酵溫度，同時(shí)溫度自動(dòng)監(jiān)測(cè)探頭繼續(xù)監(jiān)測(cè)，發(fā)酵罐內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定的發(fā)酵溫度55°C時(shí)，則 控溫控制裝置21根據(jù)溫度自動(dòng)監(jiān)測(cè)探頭再次發(fā)出的信號(hào)關(guān)閉對(duì)應(yīng)換熱器的控制閥，達(dá)到 關(guān)閉相應(yīng)換熱器，停止對(duì)發(fā)酵罐相應(yīng)處的加熱。若發(fā)酵罐內(nèi)溫度高于設(shè)定的發(fā)酵溫度55°C 時(shí)，則太陽(yáng)能輻射板20集中吸收了太陽(yáng)的輻射能，通過(guò)控溫循環(huán)泵17將熱能加熱的熱介質(zhì) 首先進(jìn)入儲(chǔ)熱裝置18，當(dāng)熱介質(zhì)溫度達(dá)到一定值時(shí)，由儲(chǔ)熱裝置18向制冷機(jī)提供熱媒介； 從制冷機(jī)流出并已降溫的熱介質(zhì)流回儲(chǔ)熱裝置18，再加熱成高溫?zé)峤橘|(zhì)；制冷機(jī)產(chǎn)生的冷 媒介質(zhì)通向換熱裝置6，以達(dá)到制冷降溫至發(fā)酵罐3設(shè)定溫度目的。下面以太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)及換熱裝置作為控溫與保溫裝置，對(duì)本實(shí)施例換熱、過(guò)程 作進(jìn)一步說(shuō)明從圖4可以看到發(fā)酵罐3鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，其外壁由換熱裝置6包裹， 同時(shí)換熱裝置6外圍包裹一層太陽(yáng)能輻射板18，并有保溫層19防止熱量通過(guò)罐壁釋放。有 陽(yáng)光照射的時(shí)候，太陽(yáng)能輻射板20利用太陽(yáng)能通過(guò)帶有選擇性的吸收涂層儲(chǔ)熱裝置18的 熱介質(zhì)進(jìn)行輔助供熱，沒(méi)有陽(yáng)光照射或陽(yáng)光照射不足以滿足供熱時(shí)，啟動(dòng)熱泵機(jī)組16進(jìn)行 輔助供熱，并在需要降溫時(shí)利用空氣源或其他經(jīng)濟(jì)源實(shí)現(xiàn)被動(dòng)式制冷，提供降溫的需求。該發(fā)酵裝置具體在設(shè)置多組換熱器時(shí)，可以在發(fā)酵罐長(zhǎng)度方向上，將發(fā)酵罐3分為若干段，在每段上均設(shè)置一組換熱器，保證可以對(duì)較長(zhǎng)的發(fā)酵罐進(jìn)行均勻的加熱，根據(jù)發(fā) 酵罐的不同，采用不同的方式安裝換熱器，如發(fā)酵罐為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，則各組換熱器 設(shè)在發(fā)酵罐內(nèi)底部或側(cè)壁，并采用80 IOOmm的素混凝土層覆蓋；當(dāng)發(fā)酵罐為鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，則將各組換熱器焊接在發(fā)酵罐外的側(cè)壁上，并將換熱器用保溫材料包裹。這樣形成了多組換 熱器并聯(lián)分段設(shè)置在發(fā)酵罐上，以多個(gè)溫度自動(dòng)監(jiān)測(cè)探頭沿著罐體均勻分布組成測(cè)溫裝置 8，每個(gè)溫度自動(dòng)監(jiān)測(cè)探頭均深入到發(fā)酵罐內(nèi)0. 3 1. 0m，能夠保證自動(dòng)監(jiān)測(cè)每段發(fā)酵罐內(nèi) 物料的溫度，實(shí)際工作中，控溫控制裝置21接收溫度自動(dòng)監(jiān)測(cè)探頭測(cè)得并傳送的實(shí)時(shí)溫度 數(shù)據(jù)，若測(cè)得發(fā)酵系統(tǒng)溫度低于設(shè)定溫度2 ;TC時(shí)，則開(kāi)啟控溫循環(huán)泵17和相應(yīng)換熱器的 控制閥，使熱介質(zhì)進(jìn)入換熱器，對(duì)發(fā)酵罐的相應(yīng)段進(jìn)行加熱；當(dāng)發(fā)酵系統(tǒng)溫度高于設(shè)定溫度 2 3°C時(shí)，則控制裝置停止循環(huán)泵和相應(yīng)的控制閥，停止向換熱器輸送熱介質(zhì)或者利用散 熱裝置24進(jìn)行制冷降溫，熱介質(zhì)儲(chǔ)箱的熱介質(zhì)控制溫度在50 80°C之間。 綜上所述，本實(shí)用新型實(shí)施例中通過(guò)控制裝置根據(jù)發(fā)酵不同階段的物料需求來(lái)控 制攪拌裝置、強(qiáng)制加料裝置，通過(guò)溫度自動(dòng)監(jiān)測(cè)探頭測(cè)得的溫度結(jié)果，控制由太陽(yáng)能熱泵和 換熱裝置構(gòu)成的循環(huán)控溫與保溫系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)酵罐整體或不同部位進(jìn)行均勻加熱，在加 熱時(shí)也可以根據(jù)測(cè)得的溫度變化及時(shí)自動(dòng)的停止加熱，保證了發(fā)酵系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)廢物的干 式厭氧發(fā)酵物料時(shí)，溫度不會(huì)超過(guò)規(guī)定的溫度，一般可達(dá)到不超出規(guī)定溫度的士2 3°C ； 并通過(guò)PH值氧化還原電位與水分監(jiān)測(cè)裝置的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)聯(lián)合沼液回流噴淋裝置共同實(shí) 現(xiàn)對(duì)發(fā)酵罐內(nèi)物料的PH值、還原電位與含水率的調(diào)節(jié)，保了發(fā)酵系統(tǒng)處理物料的 效果。
權(quán)利要求一種有機(jī)廢棄物干式厭氧發(fā)酵裝置，為栓塞流臥式發(fā)酵裝置，其特征在于，由臥式發(fā)酵裝置、攪拌裝置、強(qiáng)制加料裝置、換熱裝置、測(cè)溫裝置、控溫與保溫裝置、控制裝置、沼液回流噴淋裝置、pH值、氧化還原電位與水分監(jiān)測(cè)裝置構(gòu)成，臥式發(fā)酵裝置由一個(gè)入料口、一個(gè)出料口和縱穿整個(gè)罐體的攪拌裝置構(gòu)成，攪拌裝置為電動(dòng)攪拌裝置，攪拌裝置上連接有多個(gè)攪拌臂，攪拌裝置與控制裝置電連接，物料進(jìn)口位于臥式發(fā)酵裝置入料口處，物料進(jìn)口處有強(qiáng)制加料裝置，強(qiáng)制加料裝置與控制裝置電連接，在臥式發(fā)酵裝置上有換熱裝置，換熱裝置通過(guò)管路經(jīng)控制閥和循環(huán)泵與控溫與保溫裝置連接構(gòu)成循環(huán)換熱系統(tǒng)，測(cè)溫裝置設(shè)在臥式發(fā)酵裝置內(nèi)，與控制裝置電連接，控制裝置與控制閥和循環(huán)泵電連接，沼液回流噴淋裝置、控溫與保溫裝置位于臥式發(fā)酵裝置外壁，pH值、氧化還原電位與水分監(jiān)測(cè)裝置通過(guò)探頭設(shè)置設(shè)在臥式發(fā)酵裝置內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)廢棄物干式厭氧發(fā)酵裝置，其特征在于，所述的控溫與 保溫裝置，是太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)，由太陽(yáng)能輻射板、保溫層、熱泵機(jī)組、控溫循環(huán)泵、儲(chǔ)熱裝置、 散熱裝置、控溫控制裝置構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)廢棄物干式厭氧發(fā)酵裝置，其特征在于，所述控溫與保 溫裝置的儲(chǔ)熱裝置內(nèi)供熱介質(zhì)的溫度為50-80°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)廢棄物干式厭氧發(fā)酵裝置，其特征在于，所述攪拌裝置， 由縱穿整個(gè)罐體的攪拌軸、攪拌臂和攪拌臂末端的葉輪片組成，攪拌軸為電動(dòng)攪拌軸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的有機(jī)廢棄物干式厭氧發(fā)酵裝置，其特征在于，所述攪拌軸為 封閉的中空軸，中空部分被氣體或空氣填滿。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的有機(jī)廢棄物干式厭氧發(fā)酵裝置，其特征在于，所述攪 拌臂在攪拌軸的徑向外圍均勻分布，在相鄰的兩個(gè)攪拌臂之間的徑向上的相對(duì)角度α為 30° -90° ；攪拌臂在軸的橫向的分布，且攪拌臂在進(jìn)料口和出料口的密度大分布于中間部 分，在攪拌臂遠(yuǎn)離軸的一端裝有葉輪片。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)廢棄物干式厭氧發(fā)酵裝置，其特征在于，所述換熱裝置 包括多組換熱器，每組換熱器由若干換熱水罩或若干換熱管串聯(lián)連接而成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的有機(jī)廢棄物干式厭氧發(fā)酵裝置，其特征在于，所述每組換熱 器的一端均通過(guò)控制閥與控溫與保溫裝置的換熱管連接，每組換熱器的另一端均與控溫與 保溫裝置的回流管連接，多組換熱器均勻位于臥式發(fā)酵裝置外部側(cè)壁，每組換熱器由至少 二個(gè)換熱罩或至少二個(gè)換熱管串聯(lián)連接而成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)廢棄物干式厭氧發(fā)酵裝置，其特征在于，所述測(cè)溫裝置 為至少二個(gè)溫度自動(dòng)監(jiān)測(cè)探頭，二個(gè)以上個(gè)溫度自動(dòng)監(jiān)測(cè)探頭沿著罐體均勻分布，探頭深 入臥式發(fā)酵裝置內(nèi)0. 3-1. 0m。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)廢棄物干式厭氧發(fā)酵裝置，其特征在于，所述臥式發(fā)酵 裝置為鋼結(jié)構(gòu)，換熱裝置焊接在發(fā)酵罐外壁上；或者，發(fā)酵罐為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，換熱裝置 設(shè)在發(fā)酵罐內(nèi)底部和側(cè)壁，采用素混凝土層覆蓋及太陽(yáng)能輻射板覆蓋。
專(zhuān)利摘要一種有機(jī)廢棄物干式厭氧發(fā)酵裝置涉及一種有機(jī)廢棄物處理裝置，本實(shí)用新型為栓塞流臥式發(fā)酵裝置，臥式發(fā)酵裝置由一個(gè)入料口、一個(gè)出料口和縱穿整個(gè)罐體的攪拌裝置構(gòu)成，攪拌裝置上連接有多個(gè)攪拌臂，攪拌裝置與控制裝置電連接，臥式發(fā)酵裝置入料口的物料進(jìn)口處有強(qiáng)制加料裝置，強(qiáng)制加料裝置與控制裝置電連接，在臥式發(fā)酵裝置上有換熱裝置，測(cè)溫裝置設(shè)在臥式發(fā)酵裝置內(nèi)，與控制裝置電連接，控制裝置與控制閥和循環(huán)泵電連接，沼液回流噴淋裝置、控溫與保溫裝置位于臥式發(fā)酵裝置外壁，pH值、氧化還原電位與水分監(jiān)測(cè)裝置通過(guò)探頭設(shè)置設(shè)在臥式發(fā)酵裝置內(nèi)。本實(shí)用新型所述的工藝與裝置科學(xué)、合理、實(shí)用。
文檔編號(hào)C12M1/107GK201553731SQ2009201119
公開(kāi)日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2009年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月11日
發(fā)明者唐向陽(yáng), 孫旭海, 張勇, 房鎮(zhèn), 李濤, 李雪松, 高國(guó)濤 申請(qǐng)人:云南昆船設(shè)計(jì)研究院