[发明专利]新型圆筒无动力自动搅拌厌氧发酵反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型圆筒无动力自动搅拌厌氧发酵反应器，更具体的说，尤其涉及一种依靠基质发酵产生的气体推动液位变化来实现搅拌的新型圆筒无动力自动搅拌厌氧发酵反应器。 

背景技术

随着世界科技经济的不断发展，有限的资源被迅速的消耗，同时环境问题也日益突出。特别是全球温室效应严重威胁着人类的生存。厌氧发酵技术在处理废弃物或者其它固体基质的同时，可以将有机物转化为甲烷等能源气体。在改善环境的同时，减少了温室气体的排放，因而具有巨大的社会效益。

然而，固体基质厌氧发酵经常出现反应器部分区域的挥发性脂肪酸浓度升高的现象，引起酸化。特别是入口附近，由于产酸菌生长过快，极易导致反应器内的pH值急速降低，抑制了产甲烷菌的生长，最后导致反应器运行失败。如果在反应器中增加搅拌设备，不但增加了构筑物的复杂程度，同时使运行成本增加。原本的技术优势被大大减弱。以上的缺点严重制约了其技术的推广和应用范围。 

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种新型圆筒无动力自动搅拌厌氧发酵反应器。

本发明的新型圆筒无动力自动搅拌厌氧发酵反应器，包括反应体外筒和设置于反应体外筒内的反应体内筒，反应体外筒的顶部设置有法兰盘，反应体内筒的顶部固定于法兰盘上；反应体内筒的下端开口并距离反应体外筒的底部一定距离；其特别之处在于：所述反应体内筒中设置有分别向反应器中通入发酵基质和气体的进料管和气体导管，法兰盘上设置有与气体导管相通的气体进入管；所述反应体外筒的上部开设有与外部相通的出料口，法兰盘上开设有与反应体内筒与反应体外筒之间的空腔相通的气体出口，反应体内筒上设置有开口朝上的用于连通反应体内筒内部与外部空腔的U型管。

反应体外筒和反应体内筒中的空腔用于存储产生沼气的发酵基质，法兰盘实现对反应体外筒和反应体内筒顶部的密封作用；气体经气体进入管和气体导管进入，实现对反应器中发酵基质的搅拌作用。U型管设置于反应体内筒上，用于连通反应体内筒空腔以及反应体内、外筒之间的空腔，当反应体内筒中收集的气体达到一定量时，通过U型管导出，同时实现对发酵基质的搅拌作用。

本发明的新型圆筒无动力自动搅拌厌氧发酵反应器，所述反应体外筒与反应体内筒同轴线设置，气体导管的直径大于进料管的直径，气体导管位于进料管的外围且同轴线设置。

本发明的新型圆筒无动力自动搅拌厌氧发酵反应器，记反应体内筒的横截面积为                                               ，反应体内筒与反应体外筒之间的横截面积为，U型管的长度为；所述出料口的高度高于U型管上端开口的高度，出料口与U型管上端开口的高度差大于。

本发明的新型圆筒无动力自动搅拌厌氧发酵反应器，所述进料管的底端出口距离反应体外筒底部内壁的距离为5～15cm，气体导管的出口高度高于进料管的出口高度；气体导管的出口距离进料管的距离为5～10cm。

本发明的新型圆筒无动力自动搅拌厌氧发酵反应器，所述反应体内筒上所设置的U型管的数量为一个或多个。

本发明的有益效果是：本发明的厌氧发酵反应器，通过设置反应体内筒和反应体外筒，在反应体内筒上设置用于连通内筒内外空腔的U型管，当反应体内筒中收集的气体达到一定量时，气体会经过U型管排出，同时反应体内筒外部的基质会进入到反应体内筒之中，实现了对基质的搅拌功能。在外界无动力源的情况下，依靠基质发酵过程中产生的气体实现对基质的周期性搅拌，保证了基质发酵过程的顺利、可靠进行，避免了以往由于流动性差所造成的易酸化问题，同时节约了能源。

本发明借助发酵产生的气体的压力能量，通过U形管的气体输导作用，带动了反应器内部基质的混合。没有机械设备所需要的电能输入，同时保证发酵过程的的正常进行。本发明将社会对节能环保的需求进一步扩大，将可持续使用的生物质转化为能源产出。不但能够减轻社会处理污染物的负担、保护环境，产生的生物质能源缓解社会的能源需求。由于结构简单、不需要电能来维持反应的进行，使得无动力搅拌反应器的适用范围扩大为贫困落后的国家和地区，因而意义重大。

附图说明

图1为本发明的圆筒无动力自动搅拌厌氧发酵反应器的结构示意图；

图2为图1中A-A截面的剖视图。

图中：1反应体外筒，2反应体内筒，3 U型管，4进料管，5出料口，6气体出口，7气体进入管，8气体导管，9法兰盘。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。