[发明专利]气体搅拌控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明有关于一种气体搅拌控制系统及方法，尤其有关于一种城市生活领域中处理有机类垃圾的气体搅拌控制系统及方法。

背景技术

目前，干式厌氧发酵工艺用于处理城市生活垃圾、禽类粪便和秸秆类有机垃圾，在处理有机废弃物的同时获得可再生能源。干式厌氧发酵由于发酵物浓度较高，具有较高的容积产气率，节约用水，沼液产生量少等优势。但另一方面，因为较高的含固率，将对传质、传热产生显著的影响，因而较高的搅拌系统可以缓解高含固率和传质传热之间的矛盾，使物料混合均匀，提供物料与微生物的接触，加速有机质的分解。

在干式厌氧发酵工艺中，搅拌是该工艺的技术难点，一般有三种搅拌方式，机械搅拌、物料回流搅拌和沼气回流搅拌。其中，用压缩沼气搅拌可避免机械搅拌带来的泄露、机械磨损、消耗动力高、搅拌不均匀等缺点，而且反应器没有任何活动的机械部件，反应器运行更加可靠，维护也大为简化。

但是该种搅拌方式如何实现自动控制(启动条件、间隔时间、持续时间、搅拌压力)是一项难点，传统的连续搅拌/定时曝气搅拌应对发酵罐内的复杂状态的针对性不强，一方面体现在搅拌压力有限，搅拌效果会因物料的粘度和密度等发生变化，在粘度较大、密度较大的情况下，搅拌效果会变差；另一方面，由于搅拌的气体流向固定且无法辐射到整个发酵罐，因此发酵罐底部罐壁的位置有盲区，随着运行时间的增加，盲区内的沙石等重质物会慢慢堆积形成沉淀物，搅拌效果逐步变差，搅拌效率低，不仅造成设备电能的浪费，更会对厌氧发酵罐内的生化环境造成影响。

因此，有必要提供一种新的气体搅拌系统和方法，来克服上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种气体搅拌控制系统，通过沼气升压系统提供搅拌所需压力，并通过控制器控制开启发酵罐底部的多个搅拌阀，从而达到对发酵罐内的物料进行均匀搅拌的目的。

本发明的另一目的是提供一种气体搅拌控制方法，通过沼气升压系统提供搅拌所需压力，并通过控制器控制开启发酵罐底部的多个搅拌阀，从而达到对发酵罐内的物料进行均匀搅拌的目的。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供一种气体搅拌控制系统，其包括：

发酵罐，其下端连接有多个搅拌阀，所述搅拌阀用于开启或关闭所述发酵罐；

沼气升压系统，其上端通过低压管路与所述发酵罐的上端相连，其下端通过高压管路连接多个所述搅拌阀，所述沼气升压系统用于对所述发酵罐内流入所述沼气升压系统内的气体升压；

控制器，其连接在所述沼气升压系统与多个所述搅拌阀之间，所述控制器根据所述沼气升压系统升压后的气体压力控制多个所述搅拌阀之一开启。

在优选的实施方式中，所述低压管路上连接有低压阀，所述高压管路上连接有高压阀。

在优选的实施方式中，所述低压管路和所述高压管路上分别连接有压力表。

在优选的实施方式中，所述沼气升压系统包括储压罐，所述储压罐连接有多个沼气压缩机，所述储压罐与多个所述搅拌阀相连，多个所述沼气压缩机与所述发酵罐相连。

在优选的实施方式中，所述发酵罐的侧壁上装有插入式粘度计。

在优选的实施方式中，所述发酵罐的顶部装有液位计。

在优选的实施方式中，多个所述搅拌阀沿所述发酵罐底部的圆周方向均匀设置。

本发明还提供一种如上所述的气体搅拌控制系统的气体搅拌控制方法，所述气体搅拌控制方法包括如下步骤：

a)启动沼气升压系统，所述沼气升压系统通过低压管路与发酵罐相连通；

b)通过控制器实时获得所述沼气升压系统升压后的高压管路内的气体压力值；

c)通过所述控制器确定所述气体压力值是否大于或等于第一压力值，如果所述气体压力值大于或等于所述第一压力值，则通过所述控制器选择开启多个搅拌阀中的其中一个。

在优选的实施方式中，在所述步骤c)中，在启动所述沼气升压系统且持续第一时间后，所述气体压力值仍小于所述第一压力值的状态下，则关闭所述沼气升压系统。

在优选的实施方式中，在所述步骤c)之后还包括步骤d)在多个所述搅拌阀中的其中一个开启后，通过所述控制器继续实时获取所述高压管路内的气体压力值，并确定该气体压力值是否小于或等于第二压力值，所述第二压力值小于所述第一压力值；如果该气体压力值小于或等于所述第二压力值，则关闭已开启的所述搅拌阀。

在优选的实施方式中，在所述步骤d)中，如果持续第二时间后，所述继续确定的气体压力值仍大于所述第二压力值，则关闭已开启的所述搅拌阀。