[发明专利]分区搅拌干式厌氧发酵系统

说明书

本发明涉及一种分区搅拌干式厌氧发酵系统，包括保温箱体、进料机构和多个搅拌组件，保温箱体内部分为混合酸化区、发酵产沼区和排气出料区，混合酸化区设有第一搅拌组件，且所述第一搅拌组件设有第一桨叶框架，发酵产沼区设有第二搅拌组件，且所述第二搅拌组件设有第二桨叶框架，所述第二桨叶框架端部设有倾斜的翼板、内部设有导泥板，排气出料区设有第三搅拌组件，且所述第三搅拌组件设有第三桨叶框架，所述第三桨叶框架内设有多个导气杆；保温箱体壁内设有升温加热管和保温加热管，且升温加热管设于混合酸化区外侧，保温加热管设于发酵产沼区和排气出料区外侧。本发明采用分区搅拌设计，保证发酵效果同时也有效降低能耗。

技术领域

本发明涉及厌氧发酵设备领域，具体地说是一种分区搅拌干式厌氧发酵系统。

背景技术

厌氧发酵根据物料的含固率(TS)不同可分为湿式厌氧发酵和干式厌氧发酵，其中干式厌氧发酵是指以含固率在20％～40％的有机固体废弃物为原料的厌氧发酵处理工艺。与湿式厌氧发酵技术相比，干式厌氧发酵具有很多明显的优势，如：1、反应器体积小、占地面积少；2、容积产气率较高，加热能耗低；3、总甲烷损失量低；4、用水量少，不会存在湿发酵中出现的浮渣、固液分离等问题；5、后处理容易，沼渣可用于有机肥生产，沼液体积少。因此，干式厌氧发酵技术已成为国内外有机固废处理领域重点的研究方向和广泛推广的技术。而干式厌氧发酵底物浓度高，发酵物料粘度是湿式发酵物料的3倍以上，这导致的结果是产气多，气泡上升速度下降，发酵液易膨胀；传质传热变差，在混合和捏合过渡区，颗粒上浮或下沉，因此干式厌氧发酵设备的搅拌结构设计至关重要。

授权公告号为CN213416867U的中国发明专利中公开了一种双层搅拌结构卧式干法厌氧发酵反应器，其在反应器主体中设置了双层搅拌结构，其中上层搅拌器包括框式搅拌器，下层搅拌器包括单桨式搅拌器。而公开号为CN112812940A的中国发明专利中公开了一种机械气动联合的干法厌氧发酵系统以及发酵方法，其包括机械搅拌组件和气动搅拌组件，其中机械搅拌组件包括沿着卧式发酵罐轴向设置的搅拌轴以及设于所述搅拌轴上的多个叶片，气动搅拌组件包括沿着卧式发酵罐的轴向依次设置的第一气动管、第二气动管以及与两者连接的送气管路。授权公告号为CN212669665U的中国发明专利中公开了一种配套厌氧发酵系统的机械和喷液组合式搅拌装置，其包括机械搅拌装置和喷液搅拌装置，其中机械搅拌装置包括位于同一轴线上的主动轴和副动轴，喷液搅拌装置包括供液管、泵和喷液器。授权公告号为CN213853979U的中国发明专利中则公开一种卧式高效推流搅拌装置及卧式搅拌罐，其从搅拌叶片出发，设计了一种长条弧形结构的搅拌叶片，并且各个搅拌叶片呈螺旋状分布在搅拌轴的径向。

但上述搅拌装置的设计，无论是机械搅拌装置、气动搅拌组件、喷液搅拌装置还是各种装置的不同组合，均是以发酵罐内为一个整体为出发点进行考虑，但发酵过程中不同阶段的物料粘度、含水率等指标均会发生变化，上述装置的搅拌效果还有待进一步提高。

另外在厌氧发酵过程中，发酵装置的加热保温控制也非常重要，但现有技术中的发酵装置因为将发酵罐内视为一个整体进行保温加热，导致能耗较高，热损失较大。而干式厌氧发酵设备的主要产物为沼气，因此采用进料设备的形式需要保证进料端的密封效果，但现有的螺旋输送、液压柱塞泵等结构维修不便且价格昂贵，装机功率高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分区搅拌干式厌氧发酵系统，不同分区设置具有不同桨叶框架结构的搅拌组件，保证搅拌充分和发酵基质的传质传热，并且可以快速排掉夹杂在物料中沼气，避免物料膨胀，有效防止物料表层结壳和底部积砂，而保温箱体采用分区加热控温方式，在满足分区设计要求的同时，也能够有效降低能耗，进料机构则保证整个入料过程封闭，方便维修同时也降低了装机功率。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：