[发明专利]风力搅拌兼致热式厌氧发酵罐

说明书

技术领域

本发明涉及一种风力搅拌兼致热的厌氧发酵罐。

背景技术

随着人们对环保和生物质能源的日益重视，有机废弃物的厌氧处理工程得到了快速的发展。为保证厌氧发酵过程的高效运行，需要对厌氧发酵体系进行搅拌和加温，尤其是在北方高寒地区建设大型厌氧处理工程，低温是最主要的技术难题，必须采取适当的加热保温措施，对沼气发酵料液的温度进行严格控制。国内的工程大都采用电力搅拌和燃煤锅炉加温的方式，这既降低工程的能源效率，又增大了沼气生产成本。因此，充分利用可再生能源解决厌氧处理工程的搅拌和加温问题具有重要的意义。

近几年，有一些新建厌氧处理工程采用太阳能加热，但是在寒冷的冬季，太阳能效率很低，起到的作用很有限。相反，冬季风力强劲，风力资源丰富，这时从风力获得的热能利用率越充分，利用风能为厌氧处理工程供能更具有可行性。风能资源丰富，而且利用简单，但是利用风力为厌氧处理工程供能最大的问题在于风力的不稳定性和不易储存，难以实现与厌氧工程能量需求的有效匹配，因为厌氧处理过程恰恰需要稳定的搅拌速度和稳定的温度。因此，解决风能利用的不稳定性是风能高效利用的关键。

发明内容

本发明就是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种风力搅拌兼致热式厌氧发酵罐，在发酵罐中安装风能转换系统和液压控制系统，利用风能对发酵罐进行搅拌和加热，有效的改善了风能利用的不稳定性，解决了厌氧处理工程冬季由于发酵温度低导致运行效率低的问题，一次性投资长期收益，无污染 。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种风力搅拌兼制热式厌氧发酵罐，它包括发酵罐罐体以及设置于发酵罐罐体顶部的传动轴，其特征是在发酵罐上方设置有驱动传动轴的风力机，还设置有与传动轴联动的液压泵，与液压泵连通的液压系统，由液压系统中的液压马达驱动的搅拌装置。

在液压泵出口连通的液压管路致热回路上设置圆形阻尼孔，孔径4-12mm，并在阻尼孔前的液压管路上设置定量减压阀和电磁制动阀。在液压管路的液压油箱内和发酵罐罐体外设置换热装置，并相互联通。液压油从狭小的阻尼孔高速喷出，与孔板出口处的低速油相冲击，由于分子间互相冲击、摩擦而加速分子运动，使油液的动能变成热能，导致油温上升。这样反复循环，使油温越来越高。通过换热装置将油的热量传递给发酵液。

在液压管路致热回路中的阻尼孔前设置定量减压阀。

在液压管路搅拌回路中的液压马达前设置定量减压阀。

在定量减压阀前安装电磁制动阀。

在液压系统液压蓄能回路中设置有液压蓄能器。液压蓄能器由相互间隔的皮囊与壳体两个部分组成，囊内装氮气，囊外的壳体与液压管路连通。当液压油进入蓄能器时，皮囊就受压变形，气体体积随之缩小，液压油储存，反之系统工作需要增加液压油，则气体膨胀将液压油排出，使系统能量得到补偿。所述液压蓄能器用于调节风能产出和使用之间的不平衡，从而实现能量的稳定有效供应。当载荷需要的能量小于风能可以转化的能量时，液压泵输出的一部分高压油通过溢流阀进入蓄能器，多余的能量以液压能的形式储存在液压蓄能器中；当风能不足时，启动蓄能回路为系统供能。

发酵罐还设置有驱动搅拌装置的电机和辅助加热装置等。在风力不足，无法保证系统正常运行的情况下，采用常规能源，如电、煤等对发酵罐进行搅拌和加热。

本发明的有益效果是在发酵罐上安装风能利用和液压控制系统，利用风能对发酵罐进行搅拌和加热。在发酵罐顶端安装风力系统，将风能转化为机械能，并通过液压系统将风力机的机械能转化为液压能，液压马达驱动搅拌装置对发酵罐进行搅拌。同时，液压致热装置将液压能转化为热能，为发酵罐进行加温保温。多余的能量以液压能的形式存储在液压储能系统中，在风能不足时使用。如果风能持续不足，蓄能器中没有能量储备，使用电力、煤等常规能源为厌氧发酵罐搅拌和加温保温。液压马达带动搅拌装置对发酵罐内的料液进行搅拌。在液压搅拌回路中的液压马达前设置定量减压阀，通过定量减压阀调节液压，控制液压马达转速在合适范围内。在减压阀前安装电磁制动阀，定时打开和关闭电磁制动阀适应发酵过程中的间歇搅拌方式。