一种特大型底部带刮渣装置的厌氧发酵生物反应器的制作方法

本发明专利涉及新能源设施领域，提出一种特大型底部带刮渣装置的厌氧发酵生物反应器。

背景技术：

生物反应器不同于传统的化学反应器。化学反应器通过现代化的各种检测用的精密传感器以及计量泵等可将化学反应器内的各种化学反应控制得很好，目的产物稳定明确，生物反应器内所处理的对象是微生物，目的产物生成的过程中生物自身还要生长繁殖、经历衰歇死亡等，所以生物反应器的配置、布置、控制系统都比化学反应器复杂得多。

我国目前自主研发使用的厌氧发酵生物反应器直径基本上在4米以内，容积在100立方米之内，通常采用机械搅拌或者气搅拌，搅拌方式单一，机械搅拌浆叶形状分为平叶式、弯叶式、剑叶式、螺旋式，浆叶数量在3片至6片之间，待处理物料不含沙子。

本发明涉及的厌氧发酵生物反应器直径在18米以上，高度在20米以上，主搅拌器浆叶直径在4米以上，容积超过6000立方米，属于特大型的厌氧发酵生物反应器。特别适合处理发酵原料含沙量大，漂浮物多，罐内停留时间长，处理量大的场合。

技术实现要素：

本发明提供了一种特大型厌氧发酵生物反应器，这种生物反应器处理量大，故障率低，运行阻力小，搅拌均匀，维修方便，安全可靠、控制精准，给罐内的微生物提供了非常适宜的增殖时间和生化反应环境。特别适合处理发酵原料含沙量大，漂浮物多，罐内停留时间长的场合，解决了传统的生物反应器处理量小，生产周期长，效率低下，维修麻烦，造价高等难题。

本发明由顶置搅拌器1，顶部破壳机2，喷淋系统3，进料管路4，内循环管路5，底部刮砂机6，除砂机7，生物反应器罐体8，排料管路9，控制系统等组成。

顶置搅拌器1可变频调速的防爆减速电机，支撑架体装置，水封装置，搅拌器传动轴，浆叶装置等组成，安装在罐顶正中心最高位置。

顶部破壳机2可变频调速的防爆减速电机，支撑架体装置，密封组件，搅拌器传动轴，叶片装置等组成，采用下压式叶片结构，特大型厌氧发酵生物反应器通常采用3个及以上的顶部破壳机，安装位置尽可能距离排料管路9近，距离内循环管路5远，已达到各处物料搅拌均匀，顶部破壳机2驱动装置安装在罐顶，四周均布，破壳机叶片深入罐内结壳层。

喷淋系统3可以喷洒各种试剂、药水、热水及其他液体等，总入口管外面还接多个支管，电磁阀控制。

进料管路4中的总进料管为环状安装在罐体8外面高于物料之上，再从总管分成3根以上支管斜插入到罐体8里面高于物料之上，支管带倾斜度，口朝下。

内循环管路5进出口一个在罐底，一个在罐顶，内循环泵可以正反转，正转时物料从罐底部抽到罐上部，反转时物料从罐上部抽到罐下部。

底部刮砂机6，除砂机7需配套使用，底部刮砂机6安装在罐底，除砂机7安装在罐底凹槽内，底部刮砂机6将罐底沉积的沙子以及残渣刮到罐底的凹槽内汇总，然后由除砂机7清理出生物反应器罐体外面。

生物反应器罐体8带保温层，保温层内置加热管路，开有进料口、排料口，产气口，喷淋口及各种传感器接口，搅拌器接口，人孔13，取样口14等。

排料管9安装在罐内结壳层底部，弯管朝下，距离顶部破壳机叶片尽可能近.

控制系统由温度传感器、压力传感器、液位传感器、PH传感器、流量传感器、电位计、气体成分分析仪、计量泵、电磁阀、防爆电机、控制柜、连接线路、PLC等组成，控制精准。

附图说明

图1：生物反应器总装配图。

附图中：1、顶置搅拌器，2、顶部破壳机，3、喷淋系统，4、进料管路，5、内循环管路，6、底部刮砂机，7、除砂机，8、生物反应器罐体，9、排料管，10、测温口，11、测压口，12、排气口，13、人孔，14、取样口，15、PH值检测口，16、溢流口

具体实施方式

下面结合附图说明本发明涉及的具体实施方式。

顶置搅拌器1安装在生物反应器罐顶正中心最高位置，搅拌器底部悬空在罐内，顶部破壳机2驱动装置安装在罐顶，四周均布，破壳机叶片深入罐内结壳层，喷淋系统3安装在罐内顶部物料之上，喷嘴距离物料上表面500mm以上，四周均布，总进料管为环状安装在罐体8外面高于物料之上，再从总管分成3根以上支管斜插入到罐体8里面高于物料之上，支管带倾斜度，口朝下，内循环管路5进出口一个在罐底，一个在罐顶，内循环泵可以正反转，底部刮砂机6安装在罐底，除砂机7安装在罐底凹槽内，刮砂机6将罐底沉积的沙子以及残渣刮到罐底的凹槽内汇总，然后由除砂机7清理出生物反应器罐体外面，排料管9安装在罐内结壳层底部，弯管朝下，距离顶部破壳机叶片尽可能近，配有温度、压力、、PH值、流量、电位、气体成分检测口，

生物反应器的进出料及顶置搅拌器1，顶部破壳机2，喷淋系统3、内循环管路5、底部刮砂机6，除砂机7，计量泵等的运行状态都根据生产工艺编程，采用PLC控制系统自动控制。温度传感器、压力传感器、液位传感器、PH传感器、流量传感器、电位计、气体成分分析仪检测到的数据传输到PLC控制系统后，经过分析对比，再由PLC控制系统发出指令控制生物反应器的进出料管路的电磁阀开关，顶置搅拌器电机，顶部破壳机电机，内循环管路提升泵，计量泵的运行状态。