專利名稱：外循環(huán)發(fā)酵工藝及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微生物厭氧處理農(nóng)業(yè)廢棄物、畜牧養(yǎng)殖廢棄物及工業(yè)廢水的方法及設(shè)備，特別涉及一種外循環(huán)發(fā)酵工藝及裝置。
背景技術(shù)：
目前，厭氧發(fā)酵方法及設(shè)備主要有完全攪拌式厭氧發(fā)酵工藝、厭氧接觸工藝反應(yīng) 器、上流式厭氧污泥床反應(yīng)器和升流式厭氧固體反應(yīng)器等。這些方法及工藝設(shè)備存在著如 下缺點或不足①設(shè)備針對的物料主要是畜牧業(yè)養(yǎng)殖糞便，由于秸稈碳氮比遠遠高于厭氧 發(fā)酵本身所需碳氮比，尚無法對農(nóng)業(yè)秸稈類物料進行發(fā)酵處理；②多采用內(nèi)置式換熱，罐體 易腐蝕，密封不良，易受厭氧菌影響；③設(shè)備復(fù)雜，發(fā)酵罐尚須配置專用儲氣柜，占地面積 大，運行安全性差；④配套設(shè)施多、投資大、運行成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種外循環(huán)發(fā)酵工藝，采用專門針對農(nóng)作物秸稈進行厭氧發(fā) 酵處理。同時還可以適用于畜牧養(yǎng)殖業(yè)污物等物料，填補了當前農(nóng)作物秸稈發(fā)酵裝置的空 白，大大提高了裝置的適用范圍以及通用性。本發(fā)明所述的外循環(huán)發(fā)酵工藝，包括如下順序的工藝步驟㈧進料；⑶加熱保 溫發(fā)酵；(C)出料，其特征在于所述工藝步驟(A)、(B)、(C)是在水力循環(huán)工藝裝置中進行 的，步驟(A)是由干式發(fā)酵裝置的出料口自然流入水力循環(huán)工藝裝置的發(fā)酵罐內(nèi)；步驟(B) 是通過設(shè)置于發(fā)酵罐上的溫度傳感器檢測發(fā)酵罐內(nèi)溫度，當其溫度低于設(shè)計溫度時，由本 裝置的控制系統(tǒng)自動開啟，循環(huán)泵將發(fā)酵罐內(nèi)的物料抽到換熱裝置中，溫度升高后物料經(jīng) 循環(huán)泵返回發(fā)酵罐中，循環(huán)此步驟攪拌發(fā)酵罐中的物料，同時達到設(shè)計溫度；步驟(C)物料 在發(fā)酵罐內(nèi)不斷發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，沼渣和沼液，從各自的出口排出。所述步驟(B)中發(fā)酵罐中物料被泵入換熱裝置中的換熱是外循環(huán)加熱方式。所述 發(fā)酵罐內(nèi)的物料遞在加熱過程中由循環(huán)泵抽送時，在發(fā)酵罐內(nèi)形成渦流進行攪拌。所述沼 氣自發(fā)酵罐排氣口排出，沼液和沼渣從出料閥口排出。本發(fā)明的另一目的是提供一種外循環(huán)發(fā)酵工藝裝置，采用控制系統(tǒng)控制和內(nèi)外膜 結(jié)構(gòu)的發(fā)酵罐，有效地對農(nóng)業(yè)秸稈進行發(fā)酵，產(chǎn)生供發(fā)電或民用使用的沼氣。本發(fā)明所述的外循環(huán)發(fā)酵工藝裝置，包括發(fā)酵罐、換熱裝置、進料口、內(nèi)膜、外膜、 安全閥、出料閥、鼓風(fēng)機、溫度傳感器、電動閥、循環(huán)泵、止回閥和控制系統(tǒng)，其特征在于所述 發(fā)酵罐外一側(cè)安裝有換熱器和進料閥另一側(cè)安裝有沼氣出口閥和出料閥，罐頂部順次安裝 有內(nèi)膜和外膜，該外膜上部安裝有安全閥，內(nèi)膜和外膜之間構(gòu)成充氣腔，所述鼓風(fēng)機及管道 與該充氣腔相連通，罐下部安裝有溫度傳感器，所述控制系統(tǒng)安裝于發(fā)酵罐外，與溫度傳感 器和換熱器電連接。所述換熱器通過連接管及其上連接的止回閥、電動閥和循環(huán)泵與發(fā)酵罐相連通。 所述發(fā)酵罐為直徑大、高度小的扁平形結(jié)構(gòu)。所述控制系統(tǒng)為PLC控制器。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點1、適應(yīng)范圍廣，針對農(nóng)作物秸稈設(shè)計，同時適用于各類養(yǎng)殖業(yè)污物及工業(yè)污水的 厭氧發(fā)酵處理；2、采用外循環(huán)式加熱，避免了內(nèi)置式換熱裝置在罐體內(nèi)易腐蝕、難維護的缺點，同時可以防止由于密封不良對厭氧菌的影響。3、物料攪拌與加熱通過一套物料循環(huán)泵完成，節(jié)省設(shè)備投資；4、發(fā)酵裝置兼作儲氣柜使用，不必另建氣柜，節(jié)省投資，減少占地面積；5、儲氣系統(tǒng)無水封、油封和彈簧，不怕結(jié)冰不需加溫；6、儲氣系統(tǒng)無導(dǎo)軌，無升降活塞，無須配重；7、裝置結(jié)構(gòu)簡單，易于維護，故障點少，故障率低，運行成本低。
四

附圖為本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
五具體實施例方式一種外循環(huán)發(fā)酵工藝，包括如下順序的工藝步驟(A)進料；(B)加熱保溫發(fā)酵； (C)出料，其特征在于所述工藝步驟(A)、(B)、(C)是在水力循環(huán)工藝裝置中進行，步驟(A) 是由干式發(fā)酵裝置1的出料口自然流入水力循環(huán)工藝裝置的發(fā)酵罐4內(nèi)；步驟(B)是通過 設(shè)置于發(fā)酵罐4上的溫度傳感器11檢測發(fā)酵罐內(nèi)溫度，當其溫度低于設(shè)計溫度時，由本裝 置的控制系統(tǒng)15自動開啟循環(huán)泵13將發(fā)酵罐4內(nèi)的物料抽到換熱裝置2中，溫度升高后 物料經(jīng)循環(huán)泵13返回發(fā)酵罐4中，循環(huán)此步驟攪拌發(fā)酵罐4中的物料，同時達到設(shè)計溫度； 步驟(C)物料在發(fā)酵罐4內(nèi)不斷發(fā)酵，產(chǎn)生沼氣、沼渣和沼液，從各自的出口排出。所述步驟(B)中發(fā)酵罐4中物料被泵入換熱裝置2中的換熱是外循環(huán)加熱方式。 所述發(fā)酵罐4內(nèi)的物料加熱過程中，在物料循環(huán)泵2抽送時，發(fā)酵罐4內(nèi)形成渦流攪拌。所 述沼氣自發(fā)酵罐4的排氣口 8排出，供給民用或發(fā)電機組發(fā)電。沼液和沼渣自出料閥口 9 排出。參閱附圖，一種外循環(huán)發(fā)酵工藝裝置，包括發(fā)酵罐4、換熱裝置2、進料口 3、內(nèi)膜5、 外膜6、安全閥7、出料閥口 9、鼓風(fēng)機10、溫度傳感器11、電動閥12、物料循環(huán)泵13、止回閥 14、干式發(fā)酵裝置1和控制系統(tǒng)15。發(fā)酵罐4外一側(cè)安裝有換熱器2和進料閥3，另一側(cè)安 裝有沼氣出口閥8和出料閥口 9，罐頂部順次安裝有內(nèi)膜5和外膜6，該外膜6上部安裝有 安全閥7，內(nèi)膜5和外膜6之間構(gòu)成充氣腔。鼓風(fēng)機及管道10與該充氣腔相連通。罐下部 安裝有溫度傳感器11，控制系統(tǒng)15安裝于發(fā)酵罐4外，與溫度傳感器11和換熱器2電連 接。換熱器2通過連接管及其上連接的止回閥14、電動閥12和物料循環(huán)泵13與發(fā)酵 罐4相連通。發(fā)酵罐4為直徑大、高度小的扁平形結(jié)構(gòu)?？刂葡到y(tǒng)15為PLC控制器。
權(quán)利要求
一種外循環(huán)發(fā)酵工藝，包括如下順序的工藝步驟(A)進料；(B)加熱保溫發(fā)酵；(C)出料，其特征在于所述工藝步驟(A)、(B)、(C)是在水力循環(huán)工藝裝置中進行的，步驟(A)是由干式發(fā)酵裝置的出料口自然流入本裝置的發(fā)酵罐內(nèi)；步驟(B)是通過設(shè)置于本裝置發(fā)酵罐上的溫度傳感器檢測發(fā)酵罐內(nèi)溫度，當其溫度低于設(shè)計溫度時，由本裝置的控制系統(tǒng)自動開啟，循環(huán)泵將發(fā)酵罐內(nèi)的物料抽到換熱裝置中，溫度升高后物料經(jīng)循環(huán)泵返回發(fā)酵罐中，循環(huán)此步驟攪拌發(fā)酵罐中的物料，同時達到設(shè)計溫度；步驟(C)物料在發(fā)酵罐內(nèi)不斷發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，沼渣和沼液，從各自的出口排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外循環(huán)發(fā)酵工藝，其特征在于所述步驟(B)中發(fā)酵罐中物料 被泵入換熱裝置中的換熱是外循環(huán)加熱方式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的外循環(huán)發(fā)酵工藝，其特征在于所述發(fā)酵罐內(nèi)的物料，在加 熱過程中由循環(huán)泵抽送時，發(fā)酵罐內(nèi)形成渦流攪拌。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外循環(huán)發(fā)酵工藝，其特征在于所述所述沼氣自發(fā)酵罐排氣口 排出，沼液、沼渣自出料閥口排出。
5.一種外循環(huán)發(fā)酵工藝裝置，包括發(fā)酵罐、換熱裝置、進料口、內(nèi)膜、外膜、安全閥、出料 閥、鼓風(fēng)機、溫度傳感器、電動閥、循環(huán)泵、止回閥和控制系統(tǒng)，其特征在于所述發(fā)酵罐外一 側(cè)安裝有換熱器和進料閥另一側(cè)安裝有沼氣出口閥和出料閥，罐頂部順次安裝有內(nèi)膜和外 膜，該外膜上部安裝有安全閥，內(nèi)膜和外膜之間構(gòu)成充氣腔，所述鼓風(fēng)機及管道與該充氣腔 相連通，罐下部安裝有溫度傳感器，所述控制系統(tǒng)安裝于發(fā)酵罐外，與溫度傳感器和換熱器 電連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的外循環(huán)發(fā)酵工藝裝置，其特征在于所述換熱器通過連接管及 其上連接的止回閥、電動閥和徨環(huán)泵與發(fā)酵罐相連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的外循環(huán)發(fā)酵工藝裝置，其特征在于所述發(fā)酵罐為直徑大、 高度小的扁平形結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的外循環(huán)發(fā)酵工藝裝置，其特征在于所述控制系統(tǒng)為PLC控制器。
全文摘要
一種外循環(huán)發(fā)酵工藝及裝置，工藝包括如下順序的步驟步驟(A)進料是由干式發(fā)酵裝置的出料口自然流入本裝置的發(fā)酵罐內(nèi)；步驟(B)是通過循環(huán)泵將發(fā)酵罐內(nèi)的物料抽到換熱裝置中加溫，溫度升高后物料經(jīng)循環(huán)泵返回發(fā)酵罐中保溫發(fā)酵；步驟(C)物料在發(fā)酵罐內(nèi)為斷發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，沼渣和沼液，從各自的出口排出。裝置包括發(fā)酵罐、換熱裝置、內(nèi)、外膜、循環(huán)泵和控制系統(tǒng)等。換熱器安裝于發(fā)酵罐外，發(fā)酵罐上有沼氣出口閥和出料閥，罐頂部順次安裝有內(nèi)膜和外膜，該外膜上部安裝有安全閥，內(nèi)膜和外膜之間構(gòu)成充氣腔，鼓風(fēng)機及管道與該充氣腔相連通，罐下部安裝有溫度傳感器?？刂葡到y(tǒng)與溫度傳感器和換熱器電連接。本發(fā)明主要在農(nóng)作物秸稈干式發(fā)酵工藝中應(yīng)用。
文檔編號C12M1/38GK101864454SQ20101017435
公開日2010年10月20日 申請日期2010年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月7日
發(fā)明者張少朋, 王太濤, 趙建忠, 陳宜亮, 陳智國 申請人:勝利油田勝利動力機械集團有限公司