[發明專利]一種適用于農業廢棄物沼氣發酵的CSTR反應器

在審

• 申請號: 201811210336.5
• 申請日: 2018-10-17
• 公開（公告）號: CN109182111A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 岳秀萍;趙博瑋;端允;于凱;李永平
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: C12M1/34
• 分類號: C12M1/34;C12M1/107;C12M1/02
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源;曹一杰

1.一種適用于農業廢棄物沼氣發酵的CSTR反應器，包括一個罐體，罐體的外壁設置有保溫加熱層（20）；其特征在于罐體頂壁設置有若干出氣口，每個出氣口均連接有沼氣收集管（8）；罐體的頂壁設置有多個進料口（1），其中一個進料口（1）設置在頂壁中心位置，該進料口（1）下方設置有進料管（12），進料管（12）上端與頂壁固連，下端伸入罐體內；進料管（12）通道旁設有攪拌桿，攪拌桿上設有向下攪拌葉（4）和上提升攪拌葉（5），攪拌桿上端伸出罐體頂壁且通過電機（2）驅動；

攪拌桿和進料管（12）外套有第一下套筒（13），第一下套筒（13）為空心圓柱與空心圓臺組合結構，圓臺大端與圓柱上端連接，且圓臺大端外徑與圓柱外徑相同，圓柱下端與罐體底壁固連，第一下套筒（13）的圓臺小端內壁與進料管（12）之間留有間隙，圓臺小端上部與罐體頂壁之間留有間隙；第一下套筒（13）內壁設有格網（3），格網（3）中心開有通孔，進料管（12）穿過格網（3）中心通孔并與格網（3）固連；格網（3）上方的套筒內壁設有三相分離裝置（11）；

第一下套筒（13）外套有第一上套筒（14），第一上套筒（14）為空心圓柱與空心圓臺組合結構，圓臺小端與圓柱下端連接，且圓臺小端外徑與圓柱外徑相同，圓柱上端與罐體頂壁固連，圓臺大端與罐體底壁之間留有間隙；第一上套筒（14）外壁設有三相分離裝置（11）；

第一上套筒（14）外設有第二下套筒（15），第二下套筒（15）為空心圓柱與空心圓臺組合結構，圓臺大端與圓柱上端連接，且圓臺大端外徑與圓柱外徑相同，圓柱下端與罐體底壁固連，圓臺小端與罐體頂壁之間留有間隙；

第二下套筒（15）外套有第二上套筒（16），第二上套筒（16）為空心圓柱與空心圓臺組合結構，圓臺小端與圓柱下端連接，且圓臺小端外徑與圓柱外徑相同，圓柱上端與罐體頂壁固連，圓臺大端與罐體底壁之間留有間隙；第二上套筒（16）外壁設有三相分離裝置（11）；

第二上套筒（16）外設有第三下套筒（17），第三下套筒（17）為空心圓柱與空心圓臺組合結構，圓臺大端與圓柱上端連接，且圓臺大端外徑與圓柱外徑相同，圓柱下端與罐體底壁固連，圓臺小端與罐體頂壁之間留有間隙；

第三下套筒（17）外設有圓柱形套筒（18），圓柱形套筒（18）上端與罐體頂壁固連，圓柱形套筒（18）下端與罐體底壁間留有空隙；

第一下套筒（13）所圍空間作為空間A；與第一上套筒（14）與第二下套筒（15）之間的空間B相對應的罐體頂壁上，以及與第二上套筒（16）與第三下套筒（17）之間的空間C相對應的罐體頂壁上均設有進料口（1），相對應的罐體底壁上設有出料口（6）；圓柱形套筒（18）與罐體外壁之間的空間為D空間，D空間相對應的罐體底壁上也設有出料口（6）；

第一下套筒（13）與罐體連接區域的底部設有回流入口，回流入口通過循環水泵（7）連接有水箱（19），水箱（19）通過循環管（9）與設置在外壁中間處的回流出口相連，循環管（9）上設有閥門（10）；

將污泥通過各個進料口（1）加入罐體中，將水通過中心的進料口（1）加進罐體，同時開啟循環管（9）的閥門（10）使回水進入水箱（19），待罐體和水箱（19）中水即將充滿時停止進水，關閉進料口（1）；開啟循環水泵（7），將水箱（19）中的水射入罐體內，通過閥門（10）和循環水泵（7）流量控制循環管（9）中進出水量一致；當農業廢棄物原料從中心的進料口（1）進入罐體A區域后啟動電機（2），帶動攪拌桿上的向下攪拌葉（4）和上提升攪拌葉（5）轉動，使得在攪拌過程中原料在兩個攪拌葉之間形成對流；第一下套筒（13）內的原料被污泥分解部分溶于水形成沼液，通過循環水流的作用下，進入第一上套筒（14）、第二下套筒（15）、第二上套筒（16）以及第三下套筒（17）之間的區域進一步反應，通過循環管（9）進入水箱（19）后再經循環水泵（7）射入第一下套筒（13）內進行反應，直至高固態反應物反應完全后，開啟中間區域的出料口將廢物排出。

2.根據權利要求1所述的一種適用于農業廢棄物沼氣發酵的CSTR反應器，其特征在于第一下套筒（13）、第一上套筒（14）、第二下套筒（15）、第二上套筒（16）和第三下套筒（17）的空心圓臺外壁母線與水平夾角為45度。

3.根據權利要求1或2所述的一種適用于農業廢棄物沼氣發酵的CSTR反應器，其特征在于罐體內設置有壓力傳感器和溫度傳感器。

4.根據權利要求1或2所述的一種適用于農業廢棄物沼氣發酵的CSTR反應器，其特征在于：罐體頂部進料口（1）和出氣口數量均為5個，罐體底部出料口（6）為7個。