[发明专利]一种基于增效气体喷管的厌氧发酵系统

说明书

一种基于增效气体喷管的厌氧发酵系统，增效气体喷管包括依次相连的主管段、缩径段、喉管段和扩展段，本发明的增效气体喷管，能够使入口的气体经增效气体喷管后获得更大气体流速，可有效提高对厌氧发酵罐内物料的搅拌和混合能力，降低能耗，并通过增效气体喷管与厌氧发酵罐的合理装配，实现延长高含固/干式厌氧工程运行维护间隔时间，也能缩短维护时的清罐时间；本发明的高效气体搅拌装置，可用于高含固和干式厌氧发酵罐在运行过程中的物料搅拌过程，促进厌氧发酵罐内高浓度物料混合均匀化、不易分层，方便停机的厌氧发酵罐重启，较之机械搅拌和以往的气体搅拌装置，具有经济、高效、适用性强的特点。

技术领域

本发明涉及环境工程固体废弃物处置和资源化技术领域，尤其涉及一种基于增效气体喷管的厌氧发酵系统。

背景技术

高含固/干式厌氧发酵由于相较于湿式厌氧消化工艺具有处理负荷强，容积产气率高、节约用水量、产沼液量少或不排放沼液、后处理简单以及运行费用低等优点，在欧洲等国外经济发达市场越来越多被用于畜禽废弃物、厨余垃圾等有机固体废弃物的处理，近年来在中国干式厌氧发酵工艺也更多地被用于缓解资源化政策需求及生活垃圾等有机固废存在处理能力缺口的矛盾。

厌氧过程尤其是固体含量较高的高含固/干式厌氧发酵过程，对物料的搅拌是厌氧产气效率的关键因素，搅拌直接决定了物料分布的均匀度进而影响厌氧微生物与物料的接触并对生化过程造成影响，同时也对物料的传热、传质等产生正、负反馈。工程实践中发现，对比传统的机械搅拌，固体有机废物含量越高(高含固/干式)的厌氧发酵越适宜采用气体搅拌的方式，用回流沼气增压后再输入干式厌氧发酵罐，使厌氧物料得到搅拌、扰动，并防止物料沉降导致的分层，同时，很重要的一点是气体搅拌装置的使用，使厌氧罐内部没有任何机械部件，解决了传统机械搅拌高耗能、磨损大、故障率高等问题。然而，目前的沼气搅拌系统结构设计尚有不足，沼气输送管出口喷嘴深入厌氧罐内部、突出罐底表面一定距离的设计，导致突出的管道周围物料不能很好被增压气体吹起，造成物料在此区域表现出易堆积，长期运行后将缩小罐体有效容积；对于堆积物料的清理维护，也因罐底密布突出表面的尖头喷嘴而不能采用机械车需采用人工进行清罐，大大延长了清罐维护时间，导致工程停机过长，不利于稳定运行和调试启动。因此，有必要针对干式厌氧的沼气搅拌系统进行优化，一方面解决重物料在突出的管口周边堆积的问题，另一方面提高搅拌效率。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于增效气体喷管的厌氧发酵系统，以期至少部分地解决上述提及的技术问题的至少之一。

作为本发明的一个方面，提供了一种增效气体喷管，包括依次相连的主管段、缩径段、喉管段和扩展段，其中，

主管段，所述主管段自由端设置为进气口；

缩径段，所述缩径段的两端分别与所述主管段和喉管段相连，所述缩径段的内径由主管段向喉管段方向逐渐变小，用于对输送的气体进行加速；

喉管段，所述喉管段的两端分别与所述缩径段和扩展段相连；

扩展段，所述扩展段的自由端设置为出气口，所述扩展段的内径由喉管段向扩展段自由端方向逐渐变大，用于对输送的气体进行扩散喷射。

作为本发明的另一个方面，还提供了一种厌氧发酵罐，包括：

罐体；

如上述的增效气体喷管，所述增效气体喷管的出气口端部与所述罐体的底部相平齐连通；并且，所述增效气体喷管与水平面呈夹角设置。

作为本发明的再一个方面，还提供一种厌氧发酵系统，包括：

如上述的厌氧发酵罐，用于进行厌氧发酵；

压力储备单元，用于存储气体积蓄压力，为气体喷射蓄能，并通过所述增效气体喷管向所述罐体输送加速气体，实现罐体内物料搅拌；

监测单元，用于实时测量所述压力储备单元的压力值；