[實(shí)用新型]一種應(yīng)用氣液聯(lián)合攪拌的兩相厭氧發(fā)酵系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720501464.X
• 申請日: 2017-05-08
• 公開（公告）號: CN207016766U
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 余南陽;郭沛;袁艷平
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號: C12M1/107
• 分類號: C12M1/107;C12M1/02;C12M1/04;C12M1/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司51214
• 代理人: 錢成岑

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種兩相厭氧發(fā)酵系統(tǒng)，特別是一種應(yīng)用氣液聯(lián)合攪拌的兩相厭氧發(fā)酵系統(tǒng)，屬于可再生能源技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著全球氣候變暖及化石能源的日益緊缺，厭氧發(fā)酵技術(shù)在世界范圍內(nèi)日益受到重視。厭氧發(fā)酵技術(shù)具有能耗低、無污染和可生產(chǎn)再生能源沼氣的特點(diǎn)。目前，國內(nèi)外已有很多專家學(xué)者對厭氧發(fā)酵技術(shù)進(jìn)行了研究。厭氧發(fā)酵技術(shù)主要有單相厭氧發(fā)酵技術(shù)和兩相厭氧發(fā)酵技術(shù)。相比于單相厭氧發(fā)酵技術(shù)，兩相厭氧發(fā)酵技術(shù)具有抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定、負(fù)荷率高、處理效率高的優(yōu)點(diǎn)。

但是，當(dāng)前兩相厭氧發(fā)酵技術(shù)也存在一系列的問題，其一就是傳統(tǒng)工藝在水解酸化罐內(nèi)進(jìn)行水解酸化過程要產(chǎn)生大量的氫氣，而降解的氫氣量卻很少，使得水解酸化罐內(nèi)的氫分壓逐漸升高，抑制了丙酸的進(jìn)一步厭氧氧化，直接導(dǎo)致丙酸發(fā)生積累造成水解酸化罐的穩(wěn)定性下降，從而影響穩(wěn)定產(chǎn)氣；其二就是水解酸化罐和產(chǎn)氣罐內(nèi)物料分布不均容易形成堆積和頂部結(jié)殼，使得產(chǎn)氣量降低，因此需要添加合適的攪拌方式。

目前發(fā)酵料液的攪拌形式按攪拌介質(zhì)來分主要有三類：機(jī)械攪拌、水力攪拌和氣動攪拌。機(jī)械攪拌是最直接的一種攪拌形式，對于破除物料結(jié)殼和堆積具有最直接的效果；水力攪拌是使用水泵將料液從發(fā)酵罐內(nèi)抽出又重新沖注到罐中的一種攪拌形式，它具有能耗較低，易形成流化促進(jìn)產(chǎn)氣的特點(diǎn)；氣動攪拌是利用氣泵將沼氣(或其他氣體)灌入發(fā)酵料液中，氣體再以氣泡的形式浮出液面的形式，其運(yùn)行成本較其他兩種更低。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型在傳統(tǒng)兩相厭氧發(fā)酵系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，提供了一種應(yīng)用氣液聯(lián)合攪拌的兩相厭氧發(fā)酵系統(tǒng)。該系統(tǒng)充分利用系統(tǒng)內(nèi)自循環(huán)通過氣動攪拌循環(huán)和水力攪拌循環(huán)分別實(shí)現(xiàn)水解酸化罐和產(chǎn)氣罐的攪拌，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定均衡發(fā)酵產(chǎn)氣、提高產(chǎn)氣量、減少溫室氣體排放、節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：

一種應(yīng)用氣液聯(lián)合攪拌的兩相厭氧發(fā)酵系統(tǒng)，包括水解酸化罐1、產(chǎn)氣罐2、集氣罐3、脫硫干燥裝置4、提純裝置5、氣泵6和循環(huán)泵7；

所述水解酸化罐1頂部或上部側(cè)面設(shè)置有進(jìn)料口和出氣口，上部側(cè)面設(shè)置有出料口，底部或下部側(cè)面設(shè)置有進(jìn)氣口，所述產(chǎn)氣罐2頂部或上部側(cè)面設(shè)置有出氣口，上部側(cè)面設(shè)置有出料口，底部或下部側(cè)面設(shè)置有進(jìn)料口和沼渣沼液排出口，所述提純裝置5設(shè)有精沼氣出口和循環(huán)氣出口；

所述水解酸化罐1的出氣口通過第二閥門9、產(chǎn)氣罐2的出氣口通過第三閥門10與集氣罐 3相連、集氣罐3再依次與脫硫干燥裝置4、提純裝置5相連，提純裝置5的循環(huán)氣出口通過第四閥門11和氣泵6與水解酸化罐1的進(jìn)氣口相連；

所述水解酸化罐1的出料口通過第六閥門13與產(chǎn)氣罐2的出料口通過第七閥門14匯合后通過循環(huán)泵7與產(chǎn)氣罐2的進(jìn)料口相連。

本實(shí)用新型所述相連除特別說明外是指通過管路連接。

上述兩相厭氧發(fā)酵系統(tǒng)，水解酸化罐1和產(chǎn)氣罐2產(chǎn)生的粗沼氣，經(jīng)過脫硫和提純后得到CO₂氣體與精沼氣，精沼氣從精沼氣出口被收集，CO₂氣體從循環(huán)氣出口再由氣泵6通入水解酸化罐1中形成水解酸化罐1的氣動攪拌循環(huán)。循環(huán)泵7將從水解酸化罐1與產(chǎn)氣罐2中流出、混合后的料液從產(chǎn)氣罐進(jìn)料口輸入形成水力攪拌循環(huán)。

上述應(yīng)用氣液聯(lián)合攪拌的兩相厭氧發(fā)酵系統(tǒng)，所述水解酸化罐1的進(jìn)料口連接有第一閥門8，所述產(chǎn)氣罐2的沼渣沼液排出口連接有第九閥門16。

上述應(yīng)用氣液聯(lián)合攪拌的兩相厭氧發(fā)酵系統(tǒng)，所述提純裝置5的循環(huán)氣出口與氣泵6之間、以及氣泵6與水解酸化罐1的進(jìn)氣口之間分別設(shè)有第四閥門11和第五閥門12。

上述應(yīng)用氣液聯(lián)合攪拌的兩相厭氧發(fā)酵系統(tǒng)，所述循環(huán)泵7與產(chǎn)氣罐2的進(jìn)料口之間設(shè)有第八閥門15。

上述應(yīng)用氣液聯(lián)合攪拌的兩相厭氧發(fā)酵系統(tǒng)，所述提純裝置5的循環(huán)氣出口與水解酸化罐1的進(jìn)料口之間和/或水解酸化罐1和產(chǎn)氣罐2的出料口與產(chǎn)氣罐2的進(jìn)料口之間設(shè)置有加熱裝置，分別對循環(huán)氣和混合料液進(jìn)行加熱。本實(shí)用新型的兩個循環(huán)中的攪拌源CO₂和混合料液可以在進(jìn)入水解酸化罐1和產(chǎn)氣罐2前被加熱，從而實(shí)現(xiàn)對水解酸化罐1和產(chǎn)氣罐2的保溫增溫。

上述應(yīng)用氣液聯(lián)合攪拌的兩相厭氧發(fā)酵系統(tǒng)，水解酸化罐1的進(jìn)料口可以從外界引入 CO₂源。