專利名稱：一種有機(jī)廢棄物干式厭氧發(fā)酵裝置及工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有機(jī)廢棄物處理裝置，同時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)廢料和人類生活廢棄物等四類。厭氧發(fā)酵是指在厭氧條件下，依賴兼性菌和專性菌等微生物共同作用，對有機(jī)物進(jìn)行生物降解生成CH4和C02的過程。厭氧發(fā)酵處理有機(jī)廢物工藝在國內(nèi)外均有應(yīng)用，以國外較為成熟。有統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，全歐洲厭氧消化沼氣的產(chǎn)量以甲烷計為1. 5X 107mVd，同時該工藝處理過程中C02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)是近年來研究的熱點，其特點是發(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)簡單等優(yōu)點。 干式厭氧發(fā)酵系統(tǒng)通常是在30 38°C的中溫或50 60°C的高溫條件下運行的。厭氧微生物，尤其是產(chǎn)甲烷微生物對溫度的波動非常敏感，通常要求厭氧發(fā)酵系統(tǒng)溫度的波動幅度不超過士2 3t:。另外，由于干式厭氧發(fā)酵系統(tǒng)內(nèi)物料的固含率高，流動性差，物料之間的傳熱效果較差，因此如何確保整個發(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)運行控制的一個重要條件。目前開發(fā)的有機(jī)廢棄物厭氧發(fā)酵工藝仍存在以下問題工藝控制條件復(fù)雜，發(fā)酵所需的設(shè)施過于龐大，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，運行成本高，不利于實現(xiàn)工程化、規(guī)模化、市場化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，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發(fā)酵工藝連續(xù)且裝置設(shè)計科學(xué)、合理、實用的有機(jī)廢棄物干式厭氧發(fā)酵裝置。本發(fā)明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。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的 本發(fā)明所述的有機(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)測裝置構(gòu)成，臥式發(fā)酵裝置由一個入料口、一個出料口和縱穿整個罐體的攪拌裝置構(gòu)成，攪拌裝置為電動攪拌裝置，攪拌裝置上連接有多個攪拌臂，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)測裝置通過探頭設(shè)置設(shè)在臥式發(fā)酵裝置內(nèi)。 所述的控溫與保溫裝置，是太陽能熱泵系統(tǒng)，由太陽能輻射板、保溫層、熱泵機(jī)組、控溫循環(huán)泵、儲熱裝置、散熱裝置、控溫控制裝置構(gòu)成。 所述控溫與保溫裝置的儲熱裝置內(nèi)供熱介質(zhì)的溫度為50°C -80°C 。 控制裝置，采用PLC實現(xiàn)對攪拌裝置、強(qiáng)制加料裝置、換熱裝置、測溫裝置、沼液回
流噴淋裝置、pH值氧化還原電位與水分監(jiān)測裝置、控溫與保溫裝置的控制。 所述攪拌裝置，由縱穿整個罐體的攪拌軸、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，在相鄰的兩個攪拌臂之間的徑向上的相對角度a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度，且相鄰兩組換熱器之間間距不可過大。 所述測溫裝置為多個溫度自動監(jiān)測探頭，多個溫度自動監(jiān)測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. Om，可以有效監(jiān)測不同發(fā)酵階段的溫度。 所述沼液回流噴淋裝置，主要實現(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)測裝置，通過探頭設(shè)置設(shè)在臥式發(fā)酵裝置內(nèi)，可實現(xiàn)整個發(fā)酵過程pH值、氧化還原電位與水分的在線監(jiān)測，有效掌握整個發(fā)酵過程的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)的熱量通過罐壁釋放，以及吸收太陽能熱量來達(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?；蛘撸雠P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能輻射板覆蓋。 本發(fā)明所述的有機(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 6(TC最佳溫度的
狀態(tài)下，進(jìn)行發(fā)酵； b.經(jīng)過15 30天，生成高濃度的沼氣和殘渣； c.步驟b所生成的沼氣轉(zhuǎn)換成電能及熱能或凈化升級為天然氣，作為汽車燃料或輸至天然氣管網(wǎng)；
d.步驟b所生成的殘渣制備有機(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)酵是通過對臥式發(fā)酵裝置的加熱和保溫以及步驟b生成的殘渣回
流對溫度進(jìn)行控制。 本發(fā)明所述的工藝與裝置科學(xué)、合理、實用，具備大規(guī)模應(yīng)用推廣的條件。


圖1為本發(fā)明干式厭氧發(fā)酵工藝流程圖。 圖2為本發(fā)明所述裝置結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為本發(fā)明所述裝置的A-A剖面圖。 圖4為本發(fā)明所述裝置的控溫與保溫裝置結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5為本發(fā)明所述裝置的換熱裝置結(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)測裝置；8.測溫裝置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.儲熱裝置；19.保溫層；20.太陽能輻射板；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；a .攪拌臂之間的徑向角度。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但不限于實施例。
實施例1 本發(fā)明實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。發(fā)明涉及 到栓塞流臥式發(fā)酵的操作方法和裝置，其工藝過程是將有機(jī)廢棄物投入特制的厭氧發(fā)酵裝 置，在始終保持55 6(TC最佳溫度的狀態(tài)下，進(jìn)行連續(xù)式攪拌發(fā)酵，經(jīng)過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 還可以被升級為天然氣標(biāo)準(zhǔn)，作為汽車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)測裝置、控溫與保溫裝置。 本發(fā)明實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 6(TC最佳溫度的狀態(tài)下， 由控制裝置根據(jù)發(fā)酵過程進(jìn)行自動控制，進(jìn)行連續(xù)式發(fā)酵，經(jīng)過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。沼氣還可以被升級為天然氣標(biāo)準(zhǔn)，或作為汽車使用 的燃料用于加氣汽車，或通過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，形成一個閉路循環(huán)，實現(xiàn)廢棄物的資 源化利用及污染物的零排放。 本發(fā)明實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)測裝置7、測溫裝置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a ，其中控溫與保溫裝置由.熱泵機(jī)組16、控溫 循環(huán)泵17、儲熱裝置18、保溫層19、太陽能輻射板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配套實現(xiàn)對有機(jī)廢棄物進(jìn)行干式厭氧發(fā)酵處理的進(jìn)料儲倉、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，由于本發(fā)明實施例重點是對發(fā)酵裝置的具 體說明，所以對其它實現(xiàn)發(fā)酵的前端預(yù)處理與后端深度處理等輔聯(lián)設(shè)備不一一說明。
下面對攪拌裝置4、強(qiáng)制加料裝置2、換熱裝置6、測溫裝置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)一步說明。 物料經(jīng)過預(yù)處理后進(jìn)入儲倉，在儲倉內(nèi)通過對物料進(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 l進(jìn)入發(fā)酵罐3內(nèi)。在發(fā)酵罐3內(nèi)物料經(jīng)過預(yù)酸化，pH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 電機(jī)相連，攪拌軸上安裝有很多攪拌臂22，在驅(qū)動電機(jī)的帶動下，由控制裝置15根據(jù)不同 發(fā)酵階段需求對物料進(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 動和攪拌的作用下，在發(fā)酵罐內(nèi)經(jīng)過水解酸化降解后到達(dá)發(fā)酵罐出料口 12，攪拌過程可以 通過觀察窗10予以隨時觀察。厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣通過沼氣出口 ll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、pH值，以及物料 接種的作用。在罐內(nèi)裝有測溫裝置8， pH值、氧化還原電位與水分監(jiān)測裝置7，均與控制裝 置15電連接，可以監(jiān)測發(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。在相鄰的兩個攪拌臂22之間 的徑向上相對角度a為30° 90° 。為了使整個發(fā)酵過程處于一個理想狀態(tài)，對發(fā)酵過 程中的各個參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測的同時，根據(jù)工藝需求運用各種手段進(jìn)行調(diào)控。物料的溫度可以 通過多種方式進(jìn)行調(diào)控，首先物料在儲倉內(nèi)進(jìn)行預(yù)加熱，以及通過對沼液進(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能熱泵系統(tǒng)，由熱泵機(jī)組16，控溫循環(huán)泵17，儲熱裝置18，散 熱裝置24，保溫層19，太陽能輻射板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)而保證了對較長的發(fā)酵罐的均勻加熱，實際安裝時， 若發(fā)酵罐為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時，各組換熱器設(shè)在發(fā)酵罐內(nèi)底部或側(cè)壁，并采用80 100mm的素混凝土層覆蓋；若發(fā)酵罐為鋼結(jié)構(gòu)時，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)繞太陽能輻射板20，輻射板表面有一層吸熱涂層，太陽能輻射 板20內(nèi)含有保溫層19以及通過管路與輔助供熱的多源熱泵機(jī)組16、儲熱裝置18、散熱裝 置24相連接。通過控溫控制裝置對換熱裝置內(nèi)的熱介質(zhì)進(jìn)行控溫，實現(xiàn)加熱、制冷和保溫 的目的。 測溫裝置8設(shè)在發(fā)酵罐3內(nèi)，與控制裝置15電連接，用于探測發(fā)酵罐3內(nèi)的溫度； 測溫裝置8以采用多個溫度自動監(jiān)測探頭，多個溫度自動監(jiān)測探頭沿著罐體均勻分布，每 個溫度自動監(jiān)測探頭按不同方向深入發(fā)酵罐內(nèi)0. 3-1.0m處，可以保證探測發(fā)酵罐內(nèi)溫度 的準(zhǔn)確性；當(dāng)測溫裝置8測得發(fā)酵罐3內(nèi)溫度低于設(shè)定溫度時，打開控制閥和控溫循環(huán)泵 17通過換熱進(jìn)管5使所述儲熱裝置18供應(yīng)的供熱介質(zhì)進(jìn)入所述換熱裝置6對發(fā)酵罐3加 熱；當(dāng)測溫裝置8得發(fā)酵罐3內(nèi)溫度高于設(shè)定溫度時，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對其實施制冷達(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)太陽能輻射板19集熱 溫度低于發(fā)酵溫度不足以對換熱裝置6供溫時，熱泵機(jī)組16啟動，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，測溫裝置8的溫度 自動監(jiān)測探頭探測發(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，則控制裝置15根據(jù)溫度自動監(jiān)測探頭發(fā)出的信號，打開溫度低處對應(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)則同時打開循環(huán)泵，由控溫控制裝置21將熱介質(zhì) 向打開控制閥的換熱器進(jìn)行供熱，通過供熱后的換熱器對發(fā)酵罐對應(yīng)位置進(jìn)行加熱，提高 發(fā)酵溫度，同時溫度自動監(jiān)測探頭繼續(xù)監(jiān)測，發(fā)酵罐內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定的發(fā)酵溫度55t:時，則 控溫控制裝置21根據(jù)溫度自動監(jiān)測探頭再次發(fā)出的信號關(guān)閉對應(yīng)換熱器的控制閥，達(dá)到 關(guān)閉相應(yīng)換熱器，停止對發(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，則太陽能輻射板20集中吸收了太陽的輻射能，通過控溫循環(huán)泵17將熱能加熱的熱介質(zhì) 首先進(jìn)入儲熱裝置18，當(dāng)熱介質(zhì)溫度達(dá)到一定值時，由儲熱裝置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。 下面以太陽能熱泵系統(tǒng)及換熱裝置作為控溫與保溫裝置，對本實施例換熱、過程 作進(jìn)一步說明 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，其外壁由換熱裝置6包裹， 同時換熱裝置6外圍包裹一層太陽能輻射板18，并有保溫層19防止熱量通過罐壁釋放。有 陽光照射的時候，太陽能輻射板20利用太陽能通過帶有選擇性的吸收涂層儲熱裝置18的 熱介質(zhì)進(jìn)行輔助供熱，沒有陽光照射或陽光照射不足以滿足供熱時，啟動熱泵機(jī)組16進(jìn)行 輔助供熱，并在需要降溫時利用空氣源或其他經(jīng)濟(jì)源實現(xiàn)被動式制冷，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，可以在發(fā)酵罐長度方向上，將發(fā)酵罐3分 為若干段，在每段上均設(shè)置一組換熱器，保證可以對較長的發(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，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 100mm的素混凝土層覆蓋；當(dāng)發(fā)酵罐為鋼結(jié)構(gòu)時，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
8熱器并聯(lián)分段設(shè)置在發(fā)酵罐上，以多個溫度自動監(jiān)測探頭沿著罐體均勻分布組成測溫裝置 8，每個溫度自動監(jiān)測探頭均深入到發(fā)酵罐內(nèi)0. 3 1. Om，能夠保證自動監(jiān)測每段發(fā)酵罐內(nèi) 物料的溫度，實際工作中，控溫控制裝置21接收溫度自動監(jiān)測探頭測得并傳送的實時溫度 數(shù)據(jù)，若測得發(fā)酵系統(tǒng)溫度低于設(shè)定溫度2 3°C時，則開啟控溫循環(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 3t:時，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)儲箱的熱介質(zhì)控制溫度在50 8(TC之間。 綜上所述，本發(fā)明實施例中通過控制裝置根據(jù)發(fā)酵不同階段的物料需求來控制攪
拌裝置、強(qiáng)制加料裝置，通過溫度自動監(jiān)測探頭測得的溫度結(jié)果，控制由太陽能熱泵和換熱
裝置構(gòu)成的循環(huán)控溫與保溫系統(tǒng)，實現(xiàn)對發(fā)酵罐整體或不同部位進(jìn)行均勻加熱，在加熱時
也可以根據(jù)測得的溫度變化及時自動的停止加熱，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，溫度不會超過規(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pH值氧化還原電位與水分監(jiān)測裝置的實時在線監(jiān)測聯(lián)合沼液回流噴淋裝置共同實現(xiàn)對
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)測裝置構(gòu)成，臥式發(fā)酵裝置由一個入料口、一個出料口和縱穿整個罐體的攪拌裝置構(gòu)成，攪拌裝置為電動攪拌裝置，攪拌裝置上連接有多個攪拌臂，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)測裝置通過探頭設(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，是太陽能熱泵系統(tǒng)，由太陽能輻射板、保溫層、熱泵機(jī)組、控溫循環(huán)泵、儲熱裝置、 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，在相鄰的兩個攪拌臂之間的徑向上的相對角度a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 二個換熱罩或至少二個換熱管串聯(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，所述測溫裝置 為至少二個溫度自動監(jiān)測探頭，二個以上個溫度自動監(jiān)測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能輻射板覆蓋。
11. 一種有機(jī)廢棄物干式厭氧發(fā)酵裝置的工藝，其特征在于，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 6(TC最佳溫度的狀態(tài)下， 進(jìn)行發(fā)酵；b. 經(jīng)過15 30天，生成高濃度的沼氣和殘渣；c. 步驟b所生成的沼氣轉(zhuǎn)換成電能及熱能或凈化升級為天然氣，作為汽車燃料或輸至 天然氣管網(wǎng)；d. 步驟b所生成的殘渣制備有機(jī)肥，有機(jī)肥用于發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的有機(jī)廢棄物干式厭氧發(fā)酵裝置的工藝，其特征在于，步驟 a所述的發(fā)酵是通過對臥式發(fā)酵裝置的加熱和保溫以及步驟b生成的殘渣回流對溫度進(jìn)行 控制。
全文摘要
一種有機(jī)廢棄物干式厭氧發(fā)酵裝置及工藝涉及一種有機(jī)廢棄物處理裝置，同時還涉及在使用該裝置處理有機(jī)廢棄物的工藝，本發(fā)明為栓塞流臥式發(fā)酵裝置，臥式發(fā)酵裝置由一個入料口、一個出料口和縱穿整個罐體的攪拌裝置構(gòu)成，攪拌裝置上連接有多個攪拌臂，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)測裝置通過探頭設(shè)置設(shè)在臥式發(fā)酵裝置內(nèi)。本發(fā)明所述的工藝與裝置科學(xué)、合理、實用。
文檔編號C05F5/00GK101712923SQ20091009495
公開日2010年5月26日 申請日期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, 孫旭海, 張勇, 房鎮(zhèn), 李濤, 李雪松, 高國濤 申請人:云南昆船設(shè)計研究院