[发明专利]一种大型外驱动整体卧式旋转连续沼气干式发酵装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于干式发酵技术领域，特别涉及一种大型外驱动整体卧式旋转连续沼气干式发酵装置及方法。

背景技术

《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》针对我国资源短缺、能源结构单一、环境恶化等制约可持续发展的突出问题，围绕建设资源节约型和环境友好型社会的迫切需求，提出了大力加强清洁能源生产与环境保护结合等系列技术开发与集成应用，提升科技对可持续发展的支撑和引领能力，并将培育和发展清洁能源生产、资源循环利用、控制环境污染等战略性新兴产业，加强技术研发、集成应用和产业化示范作为今后我国科技发展的总体部署之一，这其中部分核心内容是生物质资源的高效利用和由这些物质引起的污染有效控制。生物质新能源产业的技术提升和大型规模化实现，要求要发展先进的高效生物发酵技术，以及围绕着核心发酵技术研制大型的沼气发酵装备。

干式厌氧发酵通常是指发酵原料的干物质含量在20%～40%，原料呈固态或半固态，处理过程中产生发酵沼液污水少，发酵剩余物可制成有机肥料，基本上实现零污染物排放，干式发酵甲烷含量高(60%)、硫含量低。

传统的沼气发酵存在如下问题：1）沼气发酵不能真正实现连续生产，多数大型装置只能采用间歇式；2）大型干式发酵仓体积庞大，物料干物质含量高，物料搅拌不均匀；3）沼气发酵时间周期长，搅拌中由于（新、旧）物料返混而出现出仓物料发酵不完全；4）大型沼气发酵多采用发酵液回流方式进行接种，对于大物料量而言，很难做到接种均匀；5）根据有机物沼气发酵产气理论曲线，大量沼气产生是在发酵前期（尤其是高温发酵），为了节省加热能量，在整个沼气发酵过程中，可以考虑高产气期进行加热，后期采用发酵物质自然温度进行发酵。

本次发明就是基于上述背景结合我国所具有的生物质资源开发研制的适合于规模化沼气生产的装置。

发明内容：

大型外驱动整体卧式旋转连续沼气干式发酵装置及方法，采用两相厌氧发酵工艺，整个系统分为水解酸化发酵部分和甲烷发酵部分。

一种大型外驱动整体卧式旋转连续沼气干式发酵装置，其特征在于，主要包括甲烷发酵舱、水解发酵舱、进料仓、水解进料螺旋泵、水解进料蒸汽加热换热器、水解出料及物料调节仓、甲烷发酵舱进料螺旋泵、甲烷进料蒸汽加热换热器；

甲烷发酵舱、水解发酵舱均为圆柱型舱体，圆柱舱体内固定有主螺旋翼片，主螺旋翼片是具有宽度的片状物围绕圆柱舱体中心轴盘旋而成的螺旋结构，在螺旋结构径向的片状物互相平行且基本垂直螺旋结构的中心轴，主螺旋翼片自圆柱舱体的底端一直延伸到圆柱舱体的顶端，主螺旋翼片与圆柱舱体内表面具有缝隙，主螺旋翼片径向外侧的片状物通过分散的螺旋翼片固定柱与圆柱舱体内表面固定；在主螺旋翼片上还设有横向翼片，横向翼片是由一组平行的长圆杆组成，长圆杆与主螺旋翼片中心轴平行，长圆杆之间均有空隙，主螺旋翼片的内径到外径之间分布有长圆杆，在主螺旋翼片的径面上横向翼片的长圆杆为直线布局或弧线布局，优选横向翼片与主螺旋翼片的半径之间具有偏离角度，即横向翼片两端的长圆杆不在主螺旋翼片的同一直径上，横向翼片的长圆杆横穿并固定在主螺旋翼片的片状物上；圆柱舱体自底部到中部某高度的主螺旋翼片上布有横向翼片，圆柱舱体顶部的主螺旋翼片上没有布局横向翼片；主螺旋翼片的径面上分布多个横向翼片；圆柱舱体的底部开口由机械密封盘密封，圆柱舱体相对机械密封盘能够转动，机械密封盘密封上设有进料口；圆柱舱体的顶部开口由出料机械密封盘密封，出料机械密封盘上设有排气管和出料管；

进料仓（8）内通过搅拌机（7）设有搅拌设备，进料仓（8）依次经由水解进料螺旋泵（9）、水解酸化进料蒸汽加热换热器（10），水解酸化进料蒸汽加热换热器（10）经过水解发酵舱进料管（20）与水解发酵舱进料机械密封盘（26）的进料口连接；水解发酵舱出料机械密封盘（27）的出料管由水解发酵舱出料管（22）与水解出料及物料调节仓（14）连接水解出料及物料调节仓（14）依次与甲烷发酵舱进料螺旋泵（15）、甲烷进料蒸汽加热换热器（16）连接，甲烷进料蒸汽加热换热器（16）由甲烷发酵舱进料管（23）与甲烷发酵舱进料机械密封盘（28）的进料口连接；