分級式氣力攪拌發酵裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種分級式氣力攪拌發酵裝置，包括發酵罐罐體和多級發酵裝置，以及沼渣沼液池、發酵控制系統、沼氣循環系統和原料循環系統，發酵罐罐體上設有排氣口、排污口和排渣口；每級發酵裝置均包括支架、設在支架頂部的加熱器和設在加熱器頂部的發酵容器，發酵容器上設有沼渣沼液引流口，發酵容器內設有底吹壓縮沼氣噴頭和連接在底吹壓縮沼氣噴頭上的攪拌槳葉，發酵罐罐體的側壁上接有底吹壓縮沼氣輸送分管道、原料輸送分管道和原料循環管道，原料循環管道上接有原料循環泵；發酵控制系統包括發酵控制器、操作按鈕、顯示屏、壓力計和溫度傳感器。本實用新型有效利用了發酵罐的空間、加熱均勻、原料反應充分、發酵效率高、節能環保、實用性強。
【專利說明】分級式氣力攪拌發酵裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及生物工程【技術領域】，尤其是涉及一種分級式氣力攪拌發酵裝置?！颈尘凹夹g】
[0002]以煤炭為主的能源結構必然導致環境質量的惡化，不僅增加了經濟運行成本，而且嚴重威脅到了人體健康。為了改善能源結構，保護生態環境，促進經濟和社會的可持續發展，有效開發和利用生物質能資源是其中的一個重要舉措?，F有的生物質能資源(如畜禽糞便廢棄物；小麥、玉米、水稻、谷子、棉花、油菜、油葵等農作物秸桿；果渣、有機廢水等農產品廢棄物；城鎮生活垃圾等)不僅浪費十分嚴重，而且嚴重污染環境。解決這一問題的根本途徑是開展廢棄物的資源化利用，在遵循經濟效益、生態效益和社會效益最大限度統一的前提下，實現物盡其用。
[0003]以畜禽糞便為例，每年產生量超過20億噸，所含污染物的化學需氧量為7118萬噸，已超過全國工業廢水與生活污水的化學需氧量。不僅占用了大量的土地資源，而且對環境造成了嚴重的危害。此外，全國畜禽糞便N、P流失總量分別為化肥N、P流失總量的12倍和13倍，農作物所需的營養元素大量流失。以農作物秸桿為例，我國每年產量約為7億噸(折合標準煤量3.53億噸)，大量的農作物秸桿存放不僅占用大量的土地資源，而且存在安全隱患。目前的農作物秸桿或者作為農村能源(如薪柴)，用于日常的取暖、做飯、燒水等，或者通過野外直接焚燒來處理，這種利用或處理方式浪費嚴重，污染環境。
[0004]從可持續發展的角度來看，實現這些廢棄物資源化綜合利用的有效途徑是建立規模化的沼氣發酵系統。雖然，小規模的戶用沼氣在農村已經較為普遍，但戶用沼氣存在許多問題，例如規模化程度低、發酵原料單一、發酵技術落后、產氣效率低、使用效率低、技術水平低，這使得戶用沼氣不能成為農村一種較為重要的能源。從長遠來看，改變農村沼氣的生產和利用方式，實現規?；託夤こ蹋墙鉀Q目前農村戶用沼氣問題的重要方式。
[0005]盡管我國的沼氣工程已有五十年的歷史，但與國外同類技術相比，我國規?；託夤こ檀嬖谝韵聠栴}:規?；潭鹊停稚⒗?；發酵技術落后，產氣效率低；反應器技術水平低，能耗高；工藝過程控制落后，效率低；重建設而輕管理，后續服務不完善；沼氣產氣不連續(冬季閑置)，使用效率低；沼氣使用盲目，不合理；設備故障率高、攪拌效果不甚好且發酵罐存在發酵死角等。現有的規?；瘏捬醢l酵沼氣中，厭氧發酵裝置通常采用整體式發酵，即發酵物料直接盛放在罐體內，這就需要依靠強有力的機械攪拌來完成傳質、傳熱和氣泡打散，則攪拌器就必須需要具有較大的攪拌功率。隨著發酵罐的容積越大，它所需要的攪拌功率就越大，這隨之所產生的能耗問題就日益明顯。同樣，罐體的體積越大，需要加熱的空間就越大，消耗的能量就越多。此外，單純的機械攪拌只能使發酵物料混合均勻，并不能使發酵產生的氣體被及時排出，影響到發酵效率。
[0006]在一定情況下，攪拌過程影響著發酵過程的進程。目前，最普遍的攪拌方式為單純的機械攪拌，這種攪拌只能使發酵物料混合均勻，并不能使發酵產生的氣體被及時排出，這樣就影響到發酵效率。雖然現在也能見到一些專利提到了無機械的氣力攪拌，但是這種純氣力的攪拌并不能達到預期的效果，而且能耗還相當的大。
[0007]在沼氣工程中最核心的環節為厭氧發酵，而決定厭氧發酵效果的一個最關鍵因素是溫度。因為厭氧發酵只有維持消化液在有效的發酵溫度區間，才能維持甲烷菌的活性最高，畜禽糞便中的有機酸經水解形成的有機酸才能在甲烷菌的作用下最終轉化為沼氣。目前，在沼氣工程中最常見的是中溫厭氧發酵和高溫厭氧發酵，前者的最佳溫度范圍是33-350C，后者的最佳溫度范圍是50-55°C，罐內溫差波動不能超過2 V。由于發酵罐周圍環境溫度隨著四季更替或者晝夜溫差的變化，為了產氣速度快，發酵系統保證常年穩定運行，發酵采用的都是中溫發酵，就需要采用加熱裝置和保溫裝置來維持厭氧發酵所需的溫度，保證甲烷菌的活性。目前，有對發酵原料預增溫和厭氧罐內增溫兩種形式的增溫方式。這兩種方式在一定程度上可以起到增溫的效果，但是常常伴隨一系列問題，比如，在預處理池對發酵原料進行增溫，效果不是很明顯，熱量損耗較大；而且這兩種方式都是增溫管與發酵料液直接接觸，這樣容易造成增溫管的結垢，從而嚴重影響換熱效率；常常出現增溫不均勻的現象，厭氧罐的上部和下部溫差較大，從而影響發酵效率和產氣率，以至于嚴重制約沼氣的產業化發展。
實用新型內容
[0008]本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種分級式氣力攪拌發酵裝置，其有效的利用了發酵罐的空間、加熱均勻、原料反應充分、發酵效率高、節能環保、實用性強、應用范圍廣。
[0009]為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是:一種分級式氣力攪拌發酵裝置，其特征在于:包括發酵罐罐體和從上到下相互間隔錯落設置在所述發酵罐罐體內周壁上的多級發酵裝置，以及設置在所述發酵罐罐體外部的沼渣沼液池、發酵控制系統、沼氣循環系統和原料循環系統，上下相鄰的兩級發酵裝置分別位于所述發酵罐罐體內部中心線的相對兩側；所述發酵罐罐體的頂部設置有排氣口，所述排氣口與所述沼氣循環系統相連；所述發酵罐罐體的底部設置有排污口和排渣口，所述排渣口與所述沼渣沼液池通過排渣管道相連通；每級所述發酵裝置均包括與所述發酵罐罐體的內壁固定連接的支架、設置在所述支架頂部的加熱器和設置在所述加熱器頂部的發酵容器，所述發酵容器上靠近所述發酵罐罐體中心線側的周壁上設置有沼渣沼液引流口，所述發酵容器內中間位置處設置有底吹壓縮沼氣噴頭和連接在所述底吹壓縮沼氣噴頭上且由所述底吹壓縮沼氣噴頭噴出的壓縮沼氣帶動旋轉的攪拌槳葉；所述發酵罐罐體的側壁上連接有一端口伸入到所述發酵容器內底部且與所述底吹壓縮沼氣噴頭的進氣口相連的底吹壓縮沼氣輸送分管道，所述底吹壓縮沼氣輸送分管道的另一端口通過底吹壓縮沼氣輸送總管道與所述沼氣循環系統相連，所述底吹壓縮沼氣輸送總管道上連接有氣泵；所述發酵罐罐體的側壁上連接有一端口伸入到所述發酵容器內部且位于所述底吹壓縮沼氣輸送分管道上方的原料輸送分管道，所述原料輸送分管道的另一端口通過原料輸送總管道與所述原料循環系統相連，所述原料輸送總管道上連接有抽料泵；所述發酵罐罐體的側壁上連接有兩端口均伸入到所述發酵容器內部且位于所述原料輸送分管道上方的原料循環管道，位于所述發酵罐罐體外部的一段原料循環管道上連接有原料循環泵；所述發酵控制系統包括發酵控制柜、設置在所述發酵控制柜內部的發酵控制器和設置在所述發酵控制柜外表面上的操作按鈕和顯示屏；所述發酵罐罐體的頂部設置有用于對所述發酵罐罐體內的沼氣氣體壓力進行實時檢測的壓力計，每個所述發酵容器上均設置有用于對該發酵容器內的發酵溫度進行實時檢測的溫度傳感器，所述操作按鈕、壓力計和多個所述溫度傳感器均與所述發酵控制器的信號輸入端相接，所述顯示屏、氣泵、抽料泵和原料循環泵均與所述發酵控制器的信號輸出端相接。
[0010]上述的分級式氣力攪拌發酵裝置，其特征在于:所述發酵控制器包括微控制器模塊和為發酵控制器中各用電模塊供電的電源模塊，所述微控制器模塊的輸入端接有用于為發酵控制器提供實時時鐘信號的時鐘電路模塊，所述微控制器模塊的輸出端接有氣泵驅動器、抽料泵驅動器和原料循環泵驅動器，以及多個分別用于對多個所述加熱器的通斷電進行控制的繼電器和多個分別用于對多級所述發酵裝置的工作狀態進行指示的工作狀態指示燈，所述操作按鈕、壓力計和多個所述溫度傳感器均與所述微控制器模塊的信號輸入端相接，所述顯示屏與所述微控制器模塊的信號輸出端相接，所述氣泵與所述氣泵驅動器的信號輸出端相接，所述抽料泵與所述抽料泵驅動器的信號輸出端相接，所述原料循環泵與所述原料循環泵驅動器的信號輸出端相接。
[0011]上述的分級式氣力攪拌發酵裝置，其特征在于:所述操作按鈕包括加料控制按鈕、原料循環控制按鈕和攪拌控制按鈕。
[0012]上述的分級式氣力攪拌發酵裝置，其特征在于:所述發酵控制系統包括設置在監控室的監控計算機，所述微控制器模塊上接有用于與所述監控計算機通過有線或無線方式連接并通信的通信電路模塊。
[0013]上述的分級式氣力攪拌發酵裝置，其特征在于:所述沼氣循環系統包括依次連接的沼氣水封器、脫水器、脫硫器、沼氣壓縮機、儲氣罐和沼氣調壓箱，所述沼氣水封器的進氣口與所述排氣口相連，所述沼氣調壓箱的出口處連接有用于將沼氣輸送到用戶處的用戶沼氣輸送管道，所述底吹壓縮沼氣輸送總管道與所述用戶沼氣輸送管道相連。
[0014]上述的分級式氣力攪拌發酵裝置，其特征在于:所述原料循環系統包括依次連接的沼氣原料池和沼氣原料預處理池，所述沼渣沼液池通過沼液回流管道與所述沼氣原料預處理池的沼渣沼液入口相連，所述原料輸送總管道與所述沼氣原料預處理池的沼氣原料出口相連。
[0015]上述的分級式氣力攪拌發酵裝置，其特征在于:所述加熱器為圓盤電加熱器。
[0016]上述的分級式氣力攪拌發酵裝置，其特征在于:所述底吹壓縮沼氣噴頭由內藏式文丘里管構成。
[0017]上述的分級式氣力攪拌發酵裝置，其特征在于:所述攪拌槳葉為螺旋帶式攪拌槳葉。
[0018]上述的分級式氣力攪拌發酵裝置，其特征在于:所述排渣管道向下傾斜連接在所述排渣口上，所述排渣管道上連接有單向閥。
[0019]本實用新型與現有技術相比具有以下優點:
[0020]1、本實用新型結構新穎，設計獨特，適應于規?；託獍l酵，將發酵區域化整為零，即將發酵罐在空間上分為多級發酵裝置，每一級都是一個獨立的發酵系統，有效的利用了發酵罐的空間，同時也提高了發酵的效率。
[0021]2、本實用新型的每級發酵裝置都擁有自己的發酵容器、攪拌系統、原料循環系統和加熱器，多級發酵裝置相對獨立，但在發酵過程中由于發酵容器的沼渣沼液引流口，即原料指定出口，原料又會通過自溢進入下一級的循環發酵中，因此多級發酵裝置又緊密聯系
在一起。
[0022]3、本實用新型各級發酵裝置的攪拌系統采用了由底吹壓縮沼氣氣力帶動攪拌槳葉旋轉的攪拌方式，能使各級發酵裝置的發酵容器內空氣分布均勻，提高了整個發酵系統的產氣率；另外，還配合原料循環系統，使發酵容器內的原料更加均勻，反應更加充分，產氣更加穩定。
[0023]4、本實用新型設置有沼氣循環系統和原料循環系統，以及由原料循環管道和原料循環泵構成的內原料循環系統，這三者相結合，構成了一個更加高效、節能的發酵系統。
[0024]5、本實用新型采用加熱器對發酵容器底部的底盤直接加熱，避免了增溫管與發酵料液直接接觸，造成增溫管結垢，使熱量得到了充分的利用，而且采用圓盤電加熱器能夠使發酵原料受熱比較均勻，更加有利于原料的充分發酵。
[0025]6、本實用新型的實用性強，應用范圍廣，能夠用于畜禽糞便、農作物秸桿、農產品廢棄物及城鎮生活垃圾等廢棄物的發酵處理。
[0026]綜上所述，本實用新型有效的利用了發酵罐的空間、加熱均勻、原料反應充分、發酵效率高、節能環保、實用性強、安全可靠、應用范圍廣。
[0027]下面通過附圖和實 施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為本實用新型的整體結構示意圖。
[0029]圖2為圖1的A部放大圖。
[0030]圖3為本實用新型沼氣循環系統的結構示意圖。
[0031]圖4為本實用新型原料循環系統的結構示意圖。
[0032]圖5為本實用新型螺旋帶式攪拌槳葉的結構示意圖。
[0033]圖6為本實用新型發酵控制系統的電路原理框圖。
[0034]附圖標記說明:
[0035]I一發酵罐罐體；2—沼渣沼液池；3—發酵控制柜；
[0036]4 一排氣口；5—排污口；6—排渣口；
[0037]7—排渣管道；8—支架；9一加熱器；
[0038]10—發酵容器；11 一沼渣沼液引流口；
[0039]12—底吹壓縮沼氣噴頭；13—攪拌槳葉；
[0040]14一底吹壓縮沼氣輸送總管道； 15—氣泵；
[0041]16—原料輸送分管道；17—原料輸送總管道； 18—抽料泵；
[0042]19一原料循環管道；20—原料循環泵；21-1—微控制器模塊；
[0043]21_2 —電源模塊；21_3—時鐘電路模塊； 21_4—氣泵驅動器；
[0044]21-5一抽料泵驅動器；21-6—原料循環泵驅動器；
[0045]21-7一繼電器；21-8—工作狀態指不燈；
[0046]22一操作按鈕；22-1—加料控制按鈕； 22_2—原料循環控制按鈕；[0047]22-3一攬拌控制按鈕；23—顯不屏；24—壓力計；
[0048]25一溫度傳感器；26—監控計算機；27—通彳目電路模塊；
[0049]28—沼氣循環系統；28-1—沼氣水封器；28_2—脫水器；
[0050]28-3—脫硫器；28-4—沼氣壓縮機；28-5—儲氣罐；
[0051]28-6—沼氣調壓箱；28-7—用戶沼氣輸送管道；
[0052]29一原料循環系統；29_1—沼氣原料池；9_2—沼氣原料預處理池；
[0053]30—沼液回流管道；31—單向閥；32—底吹壓縮沼氣輸送分管道。
【具體實施方式】
[0054]如圖1和圖2所示，本實用新型包括發酵罐罐體I和從上到下相互間隔錯落設置在所述發酵罐罐體I內周壁上的多級發酵裝置，以及設置在所述發酵罐罐體I外部的沼渣沼液池2、發酵控制系統、沼氣循環系統28和原料循環系統29，上下相鄰的兩級發酵裝置分別位于所述發酵罐罐體I內部中心線的相對兩側；所述發酵罐罐體I的頂部設置有排氣口4，所述排氣口 4與所述沼氣循環系統28相連；所述發酵罐罐體I的底部設置有排污口 5和排渣口 6，所述排渣口 6與所述沼渣沼液池2通過排渣管道7相連通；每級所述發酵裝置均包括與所述發酵罐罐體I的內壁固定連接的支架8、設置在所述支架8頂部的加熱器9和設置在所述加熱器9頂部的發酵容器10，所述發酵容器10上靠近所述發酵罐罐體I中心線側的周壁上設置有沼渣沼液引流口 11，所述發酵容器10內中間位置處設置有底吹壓縮沼氣噴頭12和連接在所述底吹壓縮沼氣噴頭12上且由所述底吹壓縮沼氣噴頭12噴出的壓縮沼氣帶動旋轉的攪拌槳葉13 ;所述發酵罐罐體I的側壁上連接有一端口伸入到所述發酵容器10內底部且與所述底吹壓縮沼氣噴頭12的進氣口相連的底吹壓縮沼氣輸送分管道32，所述底吹壓縮沼氣輸送分管道32的另一端口通過底吹壓縮沼氣輸送總管道14與所述沼氣循環系統28相連，所述底吹壓縮沼氣輸送總管道14上連接有氣泵15 ;所述發酵罐罐體I的側壁上連接有一端口伸入到所述發酵容器10內部且位于所述底吹壓縮沼氣輸送分管道32上方的原料輸送分管道16，所述原料輸送分管道16的另一端口通過原料輸送總管道17與所述原料循環系統29相連，所述原料輸送總管道17上連接有抽料泵18 ;所述發酵罐罐體I的側壁上連接有兩端口均伸入到所述發酵容器10內部且位于所述原料輸送分管道16上方的原料循環管道19，位于所述發酵罐罐體I外部的一段原料循環管道19上連接有原料循環泵20 ;所述發酵控制系統包括發酵控制柜3、設置在所述發酵控制柜3內部的發酵控制器和設置在所述發酵控制柜3外表面上的操作按鈕22和顯示屏23 ;所述發酵罐罐體I的頂部設置有用于對所述發酵罐罐體I內的沼氣氣體壓力進行實時檢測的壓力計24，每個所述發酵容器10上均設置有用于對該發酵容器10內的發酵溫度進行實時檢測的溫度傳感器25，所述操作按鈕22、壓力計24和多個所述溫度傳感器25均與所述發酵控制器的信號輸入端相接，所述顯示屏23、氣泵15、抽料泵18和原料循環泵20均與所述發酵控制器的信號輸出端相接。[0055]結合圖6，本實施例中，所述發酵控制器包括微控制器模塊21-1和為發酵控制器中各用電模塊供電的電源模塊21-2，所述微控制器模塊21-1的輸入端接有用于為發酵控制器提供實時時鐘信號的時鐘電路模塊21-3，所述微控制器模塊21-1的輸出端接有氣泵驅動器21-4、抽料泵驅動器21-5和原料循環泵驅動器21-6，以及多個分別用于對多個所述加熱器9的通斷電進行控制的繼電器21-7和多個分別用于對多級所述發酵裝置的工作狀態進行指示的工作狀態指示燈21-8，所述操作按鈕22、壓力計24和多個所述溫度傳感器25均與所述微控制器模塊21-1的信號輸入端相接，所述顯示屏23與所述微控制器模塊21-1的信號輸出端相接，所述氣泵15與所述氣泵驅動器21-4的信號輸出端相接，所述抽料泵18與所述抽料泵驅動器21-5的信號輸出端相接，所述原料循環泵20與所述原料循環泵驅動器21-6的信號輸出端相接。
[0056]結合圖6，本實施例中，所述操作按鈕22包括加料控制按鈕22-1、原料循環控制按鈕22-2和攪拌控制按鈕22-3。
[0057]結合圖6，本實施例中，所述發酵控制系統包括設置在監控室的監控計算機26，所述微控制器模塊21-1上接有用于與所述監控計算機26通過有線或無線方式連接并通信的通信電路模塊27。
[0058]結合圖3，本實施例中，所述沼氣循環系統28包括依次連接的沼氣水封器28-1、脫水器28-2、脫硫器28-3、沼氣壓縮機28-4、儲氣罐28_5和沼氣調壓箱28_6，所述沼氣水封器28-1的進氣口與所述排氣口 4相連，所述沼氣調壓箱28-6的出口處連接有用于將沼氣輸送到用戶處的用戶沼氣輸送管道28-7，所述底吹壓縮沼氣輸送總管道14與所述用戶沼氣輸送管道28-7相連。
[0059]結合圖4，本實施例中，所述原料循環系統29包括依次連接的沼氣原料池29-1和沼氣原料預處理池29-2，所述沼渣沼液池2通過沼液回流管道30與所述沼氣原料預處理池29-2的沼渣沼液入口相連，所述原料輸送總管道17與所述沼氣原料預處理池29-2的沼氣原料出口相連。
[0060]本實施例中，所述加熱器9為圓盤電加熱器。所述底吹壓縮沼氣噴頭12由內藏式文丘里管構成。如圖5所示，所述攪拌槳葉13為螺旋帶式攪拌槳葉。所述排渣管道7向下傾斜連接在所述排渣口 6上，所述排渣管道7上連接有單向閥31。
[0061]本實用新型的工作原理及工作過程是:首先，按下加料控制按鈕22-1，微控制器模塊21-1通過抽料泵驅動器21-5驅動抽料泵18啟動，發酵原料從所述沼氣原料預處理池29-2內經過原料輸送總管道17輸送到各條原料輸送分管道16內，并進入到各個發酵容器10內；接著，微控制器模塊21-1控制各個繼電器21-7接通各個加熱器9的供電回路，力口熱器9開始加熱，各個發酵容器10內的原料開始發酵，產生的沼氣由排氣口 4進入沼氣循環系統28內，并經過沼氣循環系統28內的沼氣水封器28-1、脫水器28-2、脫硫器28_3、沼氣壓縮機28-4、儲氣罐28-5和沼氣調壓箱28-6依次處理后，通過用戶沼氣輸送管道28_7將沼氣輸送到用戶處；當需要對各個發酵容器10內的原料進行攪拌時，按下攪拌控制按鈕22-3，微控制器模塊21-1通過氣泵驅動器21-4驅動氣泵15啟動，沼氣經過底吹壓縮沼氣輸送總管道14輸送到各條底吹壓縮沼氣輸送分管道32內，并通過底吹壓縮沼氣噴頭12噴出，噴出的壓縮沼氣帶動攪拌槳葉13旋轉進行攪拌；當需要對各個發酵容器10內的原料進行循環時，按下原料循環控制按鈕22-2，微控制器模塊21-1通過原料循環泵驅動器21-6驅動原料循環泵20啟動，發酵容器10內的原料通過原料循環管道19輸出再輸入，實現了自循環，以達到了循環更新原料，使得發酵容器10內的原料更均勻的目的；當發酵容器10中的料渣體積大于發酵容器10的容積時，料渣將沿著沼渣沼液引流口 11溢出到其下方的一級發酵裝置中，以此類推，到發酵罐罐體I底部時，料渣依靠自身重力從排渣口 6進入到排渣管道7內，并推開單向閥31進入到沼渣沼液池2內，發酵罐罐體I底部的污泥能夠從排污口 5排出。
[0062]以上工作過程中，壓力計24對所述發酵罐罐體I內的沼氣壓力進行實時檢測并將檢測到的壓力信號實時傳輸給微控制器模塊21-1,同時,各個溫度傳感器25分別對各個所述發酵容器10內的發酵溫度進行實時檢測并將檢測到的發酵溫度信號實時傳輸給微控制器模塊21-1，微控制器模塊21-1控制顯示屏23對壓力值和各個發酵溫度值進行顯示；同時，微控制器模塊21-1還能將各個發酵溫度值與預先設定的發酵溫度閾值進行比對，當實際發酵溫度高于發酵溫度閾值時，微控制器模塊21-1控制相應的繼電器21-7斷開相應的加熱器9的供電回路，加熱器9停止加熱，當實際發酵溫度低于發酵溫度閾值時，微控制器模塊21-1控制相應的繼電器21-7接通相應的加熱器9的供電回路，加熱器9開始加熱，實現了恒溫發酵。
[0063]另外，微控制器模塊21-1還能夠將發酵壓力、溫度等參數通過通信電路模塊27傳輸到監控計算機26上，供工作人員在監控計算機26上進行遠程查看，使用更加方便。
[0064]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根據本實用新型技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬于本實用新型技術方案的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種分級式氣力攪拌發酵裝置，其特征在于:包括發酵罐罐體(1)和從上到下相互間隔錯落設置在所述發酵罐罐體(1)內周壁上的多級發酵裝置，以及設置在所述發酵罐罐體(1)外部的沼渣沼液池(2)、發酵控制系統、沼氣循環系統(28)和原料循環系統(29)，上下相鄰的兩級發酵裝置分別位于所述發酵罐罐體(1)內部中心線的相對兩側；所述發酵罐罐體(1)的頂部設置有排氣口( 4 )，所述排氣口( 4 )與所述沼氣循環系統(28 )相連；所述發酵罐罐體(1)的底部設置有排污口( 5 )和排渣口( 6 )，所述排渣口( 6 )與所述沼渣沼液池(2 )通過排渣管道(7)相連通；每級所述發酵裝置均包括與所述發酵罐罐體(1)的內壁固定連接的支架(8 )、設置在所述支架(8 )頂部的加熱器(9 )和設置在所述加熱器(9 )頂部的發酵容器(10)，所述發酵容器(10)上靠近所述發酵罐罐體(1)中心線側的周壁上設置有沼渣沼液引流口(11)，所述發酵容器(10)內中間位置處設置有底吹壓縮沼氣噴頭(12)和連接在所述底吹壓縮沼氣噴頭(12)上且由所述底吹壓縮沼氣噴頭(12)噴出的壓縮沼氣帶動旋轉的攪拌槳葉(13);所述發酵罐罐體(1)的側壁上連接有一端口伸入到所述發酵容器(10)內底部且與所述底吹壓縮沼氣噴頭(12)的進氣口相連的底吹壓縮沼氣輸送分管道(32)，所述底吹壓縮沼氣輸送分管道(32)的另一端口通過底吹壓縮沼氣輸送總管道(14)與所述沼氣循環系統(28)相連，所述底吹壓縮沼氣輸送總管道(14)上連接有氣泵(15);所述發酵罐罐體(1)的側壁上連接有一端口伸入到所述發酵容器(10)內部且位于所述底吹壓縮沼氣輸送分管道(32)上方的原料輸送分管道(16)，所述原料輸送分管道(16)的另一端口通過原料輸送總管道(17)與所述原料循環系統(29)相連，所述原料輸送總管道(17)上連接有抽料泵(18);所述發酵罐罐體(1)的側壁上連接有兩端口均伸入到所述發酵容器(10)內部且位于所述原料輸送分管道(16)上方的原料循環管道(19)，位于所述發酵罐罐體(1)外部的一段原料循環管道(19)上連接有原料循環泵(20);所述發酵控制系統包括發酵控制柜(3 )、設置在所述發酵控制柜(3 )內部的發酵控制器和設置在所述發酵控制柜(3 )外表面上的操作按鈕(22 )和顯示屏(23 );所述發酵罐罐體(1)的頂部設置有用于對所述發酵罐罐體(I)內的沼氣氣體壓力進行實時檢測的壓力計(24)，每個所述發酵容器(10)上均設置有用于對該發酵容器(10)內的發酵溫度進行實時檢測的溫度傳感器(25)，所述操作按鈕(22)、壓力計(24)和多個所述溫度傳感器(25)均與所述發酵控制器的信號輸入端相接，所述顯示屏(23)、氣泵(15)、抽料泵(18)和原料循環泵(20)均與所述發酵控制器的信號輸出端相接。`
2.按照權利要求1所述的分級式氣力攪拌發酵裝置，其特征在于:所述發酵控制器包括微控制器模塊(21-1)和為發酵控制器中各用電模塊供電的電源模塊(21-2)，所述微控制器模塊(21-1)的輸入端接有用于為發酵控制器提供實時時鐘信號的時鐘電路模塊(21-3)，所述微控制器模塊(21-1)的輸出端接有氣泵驅動器(21-4)、抽料泵驅動器(21-5)和原料循環泵驅動器(21-6)，以及多個分別用于對多個所述加熱器(9)的通斷電進行控制的繼電器(21-7)和多個分別用于對多級所述發酵裝置的工作狀態進行指示的工作狀態指示燈(21-8)，所述操作按鈕(22)、壓力計(24)和多個所述溫度傳感器(25)均與所述微控制器模塊(21-1)的信號輸入端相接，所述顯示屏(23)與所述微控制器模塊(21-1)的信號輸出端相接，所述氣泵(15)與所述氣泵驅動器(21-4)的信號輸出端相接，所述抽料泵(18)與所述抽料泵驅動器(21-5)的信號輸出端相接，所述原料循環泵(20)與所述原料循環泵驅動器(21-6)的信號輸出端相接。
3.按照權利要求1或2所述的分級式氣力攪拌發酵裝置，其特征在于:所述操作按鈕(22)包括加料控制按鈕(22-1)、原料循環控制按鈕(22-2)和攪拌控制按鈕(22_3)。
4.按照權利要求1或2所述的分級式氣力攪拌發酵裝置，其特征在于:所述發酵控制系統包括設置在監控室的監控計算機(26)，所述微控制器模塊(21-1)上接有用于與所述監控計算機(26)通過有線或無線方式連接并通信的通信電路模塊(27)。
5.按照權利要求1所述的分級式氣力攪拌發酵裝置，其特征在于:所述沼氣循環系統(28)包括依次連接的沼氣水封器(28-1)、脫水器(28-2)、脫硫器(28-3)、沼氣壓縮機(28-4)、儲氣罐(28-5)和沼氣調壓箱(28-6)，所述沼氣水封器(28-1)的進氣口與所述排氣口( 4 )相連，所述沼氣調壓箱(28-6 )的出口處連接有用于將沼氣輸送到用戶處的用戶沼氣輸送管道(28-7)，所述底吹壓縮沼氣輸送總管道(14)與所述用戶沼氣輸送管道(28-7)相連。
6.按照權利要求1所述的分級式氣力攪拌發酵裝置，其特征在于:所述原料循環系統(29)包括依次連接的沼氣原料池(29-1)和沼氣原料預處理池(29-2)，所述沼渣沼液池(2)通過沼液回流管道(30)與所述沼氣原料預處理池(29-2)的沼渣沼液入口相連，所述原料輸送總管道(17)與所述沼氣原料預處理池(29-2)的沼氣原料出口相連。
7.按照權利要求1所述的分級式氣力攪拌發酵裝置，其特征在于:所述加熱器(9)為圓盤電加熱器。
8.按照權利要求1所述的分級式氣力攪拌發酵裝置，其特征在于:所述底吹壓縮沼氣噴頭(12)由內藏式文丘里管構成。
9.按照權利要求1所述的分級式氣力攪拌發酵裝置，其特征在于:所述攪拌槳葉(13)為螺旋帶式攪拌槳葉。
10.按照權利要求1所述的分級式氣力攪拌發酵裝置，其特征在于:所述排渣管道(7)向下傾斜連接在所述排渣口( 6 )上，所述排渣管道(7 )上連接有單向閥(31)。
【文檔編號】C12M1/02GK203582867SQ201320789009
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年11月30日 優先權日:2013年11月30日
【發明者】云斯寧, 杜婷婷, 朱江, 張仙梅, 許海超, 邱建泉, 徐德龍 申請人:西安建筑科技大學