一種用于餐廚垃圾濕式厭氧制沼氣的設備的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于餐廚垃圾濕式厭氧制沼氣的設備，屬于厭氧消化罐領域。它包括發酵罐體、均勻布料系統、均勻出料系統、攪拌及破渣系統、熱平衡系統、排砂排渣系統、沼氣收集系統。通過各系統相互配合，使得厭氧消化罐耐沖擊負荷；不易出現浮渣、結殼、堵塞，氣體溢出順暢，發酵罐體底部無砂子積聚；發酵罐體內物料和溫度分布均勻；產沼效率高；檢修維護方便。
【專利說明】
一種用于餐廚垃圾濕式厭氧制沼氣的設備
技術領域
[0001]本發明涉及一種用于餐廚垃圾濕式厭氧制沼氣的設備，屬于厭氧消化罐領域。
【背景技術】
[0002]目前，國內外餐廚垃圾處理工藝主要有填埋、焚燒、厭氧發酵、好氧堆肥、直接烘干制飼料、熱解和微生物處理技術等幾種。相對于其他處理技術，餐廚垃圾厭氧發酵處理技術成熟，設備可靠，投入產出比最佳，能適應餐廚垃圾特性，滿足環境保護要求，符合我國循環經濟的原則及節能減排的要求。
[0003]雖然厭氧發酵產沼存在以上優點，使其成為餐廚處理的一大主流工藝，但是國內多地區的實踐表明，由于國內垃圾不分類的現狀，導致餐廚垃圾成分復雜，預處理分選不容易徹底。普通的厭氧發酵罐存在不耐沖擊負荷、浮渣、結殼、堵塞、氣體溢出不暢、罐底部砂子積聚，同時有些發酵罐存在罐內物料分布不均、罐內溫度分布不均及短流，產沼效率不高等缺點，這大大影響了厭氧產沼的效率及運行穩定性。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題在于:提供一種用于餐廚垃圾濕式厭氧制沼氣的設備，它解決了普通的厭氧發酵罐存在不耐沖擊負荷，易出現浮渣、結殼、堵塞、氣體溢出不暢、罐底部砂子積聚，同時有些發酵罐存在罐內物料分布不均，罐內溫度分布不均及短流，產沼效率不高等問題。
[0005]本發明所要解決的技術問題采取以下技術方案來實現:
一種用于餐廚垃圾濕式厭氧制沼氣的設備，它包括發酵罐體、均勻布料系統、均勻出料系統、攪拌及破渣系統、熱平衡系統、排砂排渣系統、沼氣收集系統，
所述發酵罐體由底部的發酵罐錐底，中部的發酵罐側壁，上部的發酵罐拱頂密封連接而成，
所述均勻布料系統包括進料管、分配器、均布進料支管、均布進料支管高壓沖洗閥，所述進料管連接分配器，分配器連接多個均布進料支管，所述均布進料支管的噴頭沿同一個圓周切線方向均勻分布在發酵罐體內底部，每根均布進料支管都設有均布進料支管高壓沖洗閥，
所述均勻出料系統包括出料環形主管、均布出水支管、厭氧罐出水主管、備用出水主管、平衡器、平衡器溢流出水管、出料尾氣收集管，所述出料環形主管設在發酵罐體內上部，出料環形主管上設有若干垂直朝上的喇叭口均布出水支管，均布出水支管的喇叭口低于發酵罐體內液面高度，出料環形主管分別通過厭氧罐出水主管和備用出水主管與平衡器下部連通，所述平衡器上部高于均布出水支管的喇叭口位置設有平衡器溢流出水管，平衡器溢流出水管與沼液罐連通，平衡器頂部設有出料尾氣收集管，
所述攪拌及破渣系統包括側入式攪拌器、循環栗、回流噴淋管、循環主管、沼液循環支管，所述側入式攪拌器安裝在發酵罐側壁下部，所述循環栗一端通過循環主管與平衡器底部相連，另一端通過循環主管分別與回流噴淋管和沼液循環支管相連，回流噴淋管通過多個回流噴淋支管與發酵罐體頂部連通，每個回流噴淋支管上設有沼氣閥門，沼液循環支管連接分配器，
所述熱平衡系統包括列管式換熱器、熱交換沼液循環管、在線溫度計、石棉保溫層，所述熱交換沼液循環管將列管式換熱器并聯接入沼液循環支管兩端，所述列管式換熱器通入蒸汽加熱，通入冷卻水降溫，所述在線溫度計設在發酵罐側壁，所述發酵罐體設有石棉保溫層，
所述排砂排渣系統包括均布排渣支管、錐底中心排渣管、排渣主管、排渣栗、排渣沖洗閥，所述均布排渣支管管口處于同一個圓周上均勻分布在發酵罐錐底各處，所述錐底中心排渣管管口位于發酵罐錐底中心，所述均布排渣支管和錐底中心排渣管均與排渣主管連通，排渣主管與排渣栗連通，均布排渣支管和錐底中心排渣管末端設有排渣沖洗閥，
所述沼氣收集系統包括沼氣收集主管、旋沫分離器、沼氣輸送管、沼氣直排管、泡沫回流管、沼氣微壓機、沼氣水封罐排空管，所述沼氣收集主管將發酵罐拱頂與旋沫分離器上的進氣口連通，所述旋沫分離器頂部與沼氣輸送管連通，底部連接泡沫回流管，泡沫回流管伸入發酵罐體內部的液面以下位置，所述沼氣直排管設在發酵罐拱頂上，所述沼氣微壓機設置在沼氣輸送管上，所述沼氣水封罐排空管與出料尾氣收集管連通，沼氣水封罐排空管上部開口，下部設有沼氣水封罐，所述沼氣輸送管分成兩路，一路輸送到儲存系統，另一路通過支管伸入沼氣水封罐液面以下，沼氣水封罐作為沼氣壓力過大時排氣、卸壓通道。
[0006]作為優選實例，所述發酵罐側壁設有取樣管。
[0007]作為優選實例，所述發酵罐側壁底部和發酵罐拱頂上設有檢修人孔。
[0008]本發明的有益效果是:通過各系統相互配合，使得厭氧消化罐耐沖擊負荷;不易出現浮渣、結殼、堵塞，氣體溢出順暢，發酵罐體底部無砂子積聚;發酵罐體內物料和溫度分布均勻;產沼效率高;檢修維護方便。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發明的頂部的結構示意圖；
圖2為本發明的側面的結構示意圖；
圖3為本發明的均勻布料系統的結構示意圖；
圖4為本發明的排砂排渣系統的結構示意圖；
圖5為本發明的均勻出料系統的結構示意圖。
[0010]圖中:發酵罐錐底I，發酵罐側壁2，發酵罐拱頂3，進料管4，分配器5，均布進料支管6，均布進料支管高壓沖洗閥7，出料環形主管8，均布出水支管9，厭氧罐出水主管10，備用出水主管11，平衡器12，平衡器溢流出水管13，出料尾氣收集管14，側入式攪拌器15，循環栗16，回流噴淋管17，循環主管18，沼液循環支管19，列管式換熱器20，熱交換沼液循環管21，在線溫度計22，石棉保溫層23，均布排渣支管24，錐底中心排渣管25，排渣栗26，排渣沖洗閥27，沼氣收集主管28，旋沫分離器29，沼氣輸送管30，沼氣直排管31，泡沫回流管32，沼氣微壓機33，取樣管34，檢修人孔35，回流噴淋支管36，排渣主管37，沼氣水封罐排空管38，沼氣水封罐39。
【具體實施方式】
[0011]為了對本發明的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。
[0012]如圖1-圖5所示，一種用于餐廚垃圾濕式厭氧制沼氣的設備，它包括發酵罐體、均勻布料系統、均勻出料系統、攪拌及破渣系統、熱平衡系統、排砂排渣系統、沼氣收集系統，
發酵罐體由底部的發酵罐錐底I，中部的發酵罐側壁2，上部的發酵罐拱頂3密封連接而成，
均勻布料系統包括進料管4、分配器5、均布進料支管6、均布進料支管高壓沖洗閥7，進料管4連接分配器5，分配器5連接多個均布進料支管6，均布進料支管6的噴頭沿同一個圓周切線方向均勻分布在發酵罐體內底部，每根均布進料支管6都設有均布進料支管高壓沖洗閥7，
均勻出料系統包括出料環形主管8、均布出水支管9、厭氧罐出水主管10、備用出水主管U、平衡器12、平衡器溢流出水管13、出料尾氣收集管14，出料環形主管8設在發酵罐體內上部，出料環形主管8上設有若干垂直朝上的喇叭口均布出水支管9，均布出水支管9的喇叭口低于發酵罐體內液面高度，出料環形主管8分別通過厭氧罐出水主管10和備用出水主管11與平衡器12下部連通，平衡器12上部高于均布出水支管9的喇叭口位置設有平衡器溢流出水管13，平衡器溢流出水管13與沼液罐連通，平衡器12頂部設有出料尾氣收集管14，
攪拌及破渣系統包括側入式攪拌器15、循環栗16、回流噴淋管17、回流噴淋支管36、循環主管18、沼液循環支管19，側入式攪拌器15安裝在發酵罐側壁2下部，循環栗16—端通過循環主管18與平衡器12底部相連，另一端通過循環主管18分別與回流噴淋管17和沼液循環支管19相連，回流噴淋管17通過多個回流噴淋支管36與發酵罐體頂部連通，每個回流噴淋支管36上設有沼氣閥門，沼液循環支管19連接分配器5，
熱平衡系統包括列管式換熱器20、熱交換沼液循環管21、在線溫度計22、石棉保溫層23，熱交換沼液循環管21將列管式換熱器20并聯接入沼液循環支管19兩端，列管式換熱器20通入蒸汽加熱，通入冷卻水降溫，在線溫度計22設在發酵罐側壁2，發酵罐體設有石棉保溫層23，
排砂排渣系統包括均布排渣支管24、錐底中心排渣管25、排渣主管37、排渣栗26、排渣沖洗閥27，均布排渣支管24管口處于同一個圓周上均勻分布在發酵罐錐底I各處，錐底中心排渣管25管口位于發酵罐錐底I中心，均布排渣支管24和錐底中心排渣管25均與排渣主管37連通，排渣主管37與排渣栗26連通，均布排渣支管24和錐底中心排渣管25末端設有排渣沖洗閥27，
沼氣收集系統包括沼氣收集主管28、旋沫分離器29、沼氣輸送管30、沼氣直排管31、泡沫回流管32、沼氣微壓機33、沼氣水封罐排空管38，沼氣收集主管28將發酵罐拱頂3與旋沫分離器29上的進氣口連通，旋沫分離器29頂部與沼氣輸送管30連通，底部連接泡沫回流管32，泡沫回流管32伸入發酵罐體內部的液面以下位置，沼氣直排管31設在發酵罐拱頂3上，沼氣微壓機33設置在沼氣輸送管30上，沼氣水封罐排空管38與出料尾氣收集管14連通，沼氣水封罐排空管38上部開口，下部設有沼氣水封罐39，沼氣輸送管30分成兩路，一路輸送到儲存系統，另一路通過支管伸入沼氣水封罐39液面以下，沼氣水封罐39作為沼氣壓力過大時排氣、卸壓通道。
[0013]發酵罐側壁2設有取樣管34。
[0014]發酵罐側壁2底部和發酵罐拱頂3上設有檢修人孔35。
[0015]工作原理:
在厭氧消化罐前端，餐廚垃圾經過初步分離制漿后形成均勻的有機質漿料，作為厭氧消化罐制沼氣的原料。
[0016]均勻布料系統，有機質漿料從進料管4進入，由分配器5分配到多個均布進料支管6，使得每個均布進料支管6的噴頭能夠沿圓周切線方向均勻的將有機質漿料噴射在發酵罐體內，形成進料環流;均布進料支管6上設置的均布進料支管高壓沖洗閥7，用于沖洗疏通堵塞的均布進料支管6，防止不進料時罐內物料倒流可能導致的均布進料支管6堵塞問題。
[0017]均勻出料系統，通過均勻布料系統向發酵罐體內進料，發酵罐體內液面上升，發酵后的上層的沼液和浮渣從液面以下的多個喇叭口均布出水支管9流入出料環形主管8，出料環形主管8分別通過厭氧罐出水主管10或備用出水主管11與平衡器12下部連通，防止堵塞，平衡器12內液面隨之上升，當平衡器12中液面上升到平衡器溢流出水管13時，沼液和浮渣通過平衡器溢流出水管13流入沼液罐，一般情況下，設置平衡器溢流出水管13比均布出水支管9的喇叭口高0.5-1.5m;平衡器12頂部的出料尾氣收集管14收集一些由沼液帶出的沼Ho
[0018]攪拌及破渣系統，在側入式攪拌器15攪拌下，驟然增加的負荷可迅速為全罐混合液所分擔，當混合效果不理想時可增開循環栗16，通過循環栗16抽取平衡器12中的漿料，輸送至沼液循環支管19、分配器5、均布進料支管6回路，加強厭氧罐上下部料液的混合，這進一步增強了厭氧罐的耐沖擊負荷能力，避免了局部酸化問題;循環栗16還可輸送至發酵罐拱頂3的回流噴淋管17，防止發酵罐體頂部浮渣、結殼、堵塞。
[0019]熱平衡系統，通過熱交換沼液循環管21將列管式換熱器20并聯接入沼液循環支管19兩端，列管式換熱器20加熱時通入蒸汽，冷卻時通入冷卻水，由在線溫度計22測出發酵罐體內有機質漿料的實時溫度，判斷是否需要開啟循環栗16和列管式換熱器20，給有機質漿料加熱或冷卻;發酵罐體設有石棉保溫層23，降低能耗，節能環保。
[0020]排砂排渣系統，有機質漿料發酵后剩余的沼渣落入發酵罐錐底I，通過排渣栗26從均布排渣支管24和錐底中心排渣管25排除發酵罐體;排渣沖洗閥27可以反向沖洗均布排渣支管24和錐底中心排渣管25，防止堵塞。
[0021]沼氣收集系統，有機質漿料發酵生成的沼氣從發酵罐拱頂3的沼氣收集主管28收集并輸送到旋沫分離器29上的進氣口，旋沫分離器29中，在離心力作用下，沼氣和水汽泡沫分離，沼氣由旋沫分離器29頂部的沼氣輸送管30輸送到沼氣儲氣系統，水汽泡沫通過泡沫回流管32流回發酵罐體內部;發酵罐拱頂3的沼氣直排管31作為沼氣的一個出口，在后期厭氧罐檢修、沼氣預處理及存儲系統存在問題時使用。沼氣微壓機33設置在沼氣輸送管30上，用于在線監測沼氣管道壓力，當罐內部沼氣壓力過大時，調壓裝置啟動，防止超壓，保護罐體，使沼氣正常輸送之下游單元;沼氣水封罐排空管38與出料尾氣收集管14連通，沼氣水封罐排空管38上部開口，出料尾氣收集管14收集到的尾氣從沼氣水封罐排空管38上部開口排出，下部設有沼氣水封罐39，沼氣輸送管30分成兩路，一路輸送到儲存系統，另一路通過支管伸入沼氣水封罐39液面以下約30-40cm出，沼氣水封罐39作為發酵罐體內沼氣壓力過大時排氣、卸壓通道。
[0022]發酵罐側壁2設有取樣管34，用于后期監測。
[0023]發酵罐側壁2底部和發酵罐拱頂3上設有檢修人孔35，方便檢修維護。
[0024]通過各系統相互配合，使得厭氧消化罐耐沖擊負荷;不易出現浮渣、結殼、堵塞，氣體溢出順暢，發酵罐體底部無砂子積聚;發酵罐體內物料和溫度分布均勻；產沼效率高;檢修維護方便。
[0025]以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1.一種用于餐廚垃圾濕式厭氧制沼氣的設備，其特征在于:它包括發酵罐體、均勻布料系統、均勻出料系統、攪拌及破渣系統、熱平衡系統、排砂排渣系統、沼氣收集系統， 所述發酵罐體由底部的發酵罐錐底，中部的發酵罐側壁，上部的發酵罐拱頂密封連接而成， 所述均勻布料系統包括進料管、分配器、均布進料支管、均布進料支管高壓沖洗閥，所述進料管連接分配器，分配器連接多個均布進料支管，所述均布進料支管的噴頭沿同一個圓周切線方向均勻分布在發酵罐體底部，每根均布進料支管都設有均布進料支管高壓沖洗閥， 所述均勻出料系統包括出料環形主管、均布出水支管、厭氧罐出水主管、備用出水主管、平衡器、平衡器溢流出水管、出料尾氣收集管，所述出料環形主管設在發酵罐體內上部，出料環形主管上設有若干垂直朝上的喇叭口均布出水支管，均布出水支管的喇叭口低于發酵罐體內液面高度，出料環形主管分別通過厭氧罐出水主管和備用出水主管與平衡器下部連通，所述平衡器上部高于均布出水支管的喇叭口位置設有平衡器溢流出水管，平衡器溢流出水管與沼液罐連通，平衡器頂部設有出料尾氣收集管， 所述攪拌及破渣系統包括側入式攪拌器、循環栗、回流噴淋管、回流噴淋支管、循環主管、沼液循環支管，所述側入式攪拌器安裝在發酵罐側壁下部，所述循環栗一端通過循環主管與平衡器底部相連，另一端通過循環主管分別與回流噴淋管和沼液循環支管相連，回流噴淋管通過多個回流噴淋支管與發酵罐體頂部連通，每個回流噴淋支管上設有沼氣閥門，沼液循環支管連接分配器， 所述熱平衡系統包括列管式換熱器、熱交換沼液循環管、在線溫度計、石棉保溫層，所述熱交換沼液循環管將列管式換熱器并聯接入沼液循環支管兩端，所述列管式換熱器通入蒸汽加熱，通入冷卻水降溫，所述在線溫度計設在發酵罐側壁，所述發酵罐體設有石棉保溫層， 所述排砂排渣系統包括均布排渣支管、錐底中心排渣管、排渣主管、排渣栗、排渣沖洗閥，所述均布排渣支管管口處于同一個圓周上均勻分布在發酵罐錐底各處，所述錐底中心排渣管管口位于發酵罐錐底中心，所述均布排渣支管和錐底中心排渣管均與排渣主管連通，排渣主管與排渣栗連通，均布排渣支管和錐底中心排渣管末端設有排渣沖洗閥， 所述沼氣收集系統包括沼氣收集主管、旋沫分離器、沼氣輸送管、沼氣直排管、泡沫回流管、沼氣微壓機、沼氣水封罐排空管，所述沼氣收集主管將發酵罐拱頂與旋沫分離器上的進氣口連通，所述旋沫分離器頂部與沼氣輸送管連通，底部連接泡沫回流管，泡沫回流管伸入發酵罐體內部的液面以下位置，所述沼氣直排管設在發酵罐拱頂上，所述沼氣微壓機設置在沼氣輸送管上，所述沼氣水封罐排空管與出料尾氣收集管連通，沼氣水封罐排空管上部開口，下部設有沼氣水封罐，所述沼氣輸送管分成兩路，一路輸送到儲存系統，另一路通過支管伸入沼氣水封罐液面以下，沼氣水封罐作為沼氣壓力過大時排氣、卸壓通道。2.根據權利要求1所述一種用于餐廚垃圾濕式厭氧制沼氣的設備，其特征在于:所述發酵罐側壁設有取樣管。3.根據權利要求1所述一種用于餐廚垃圾濕式厭氧制沼氣的設備，其特征在于:所述發酵罐側壁底部和發酵罐拱頂上設有檢修人孔。
【文檔編號】C12M1/34GK106085837SQ201610489526
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月29日
【發明人】吳健, 華銀鋒, 陳金榮, 陳衛華, 田弘毅
【申請人】上海浦東環保發展有限公司