专利名称：双循环气体搅拌厌氧发酵罐的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及生物和环境工程领域所使用的厌氧发酵罐。
背景技术：
厌氧发酵罐为具有圆柱形筒身和锥形或蝶形底盖、顶盖的立式容器。为及时移走反应热，罐上还有冷却装置。简单冷却装置的就是在罐顶喷水淋于罐外壁表面进行膜状冷却，但会造成地面积水或车间潮湿，冷却水回收困难。再者就是在罐内安装冷却蛇管，这样会使得罐内结构复杂、安装检修困难，尤其是反应放热量大需要较多换热面积时。另外，发酵过程要求罐内物料混合均匀，当物料含有固体颗粒时，颗粒就会聚集在罐的底部，为此，需在发酵罐底部或顶部安装机械搅拌器。搅拌器的存在，会使得设备内部更为复杂，大型设备制造困难，同时还有轴封和能耗高的问题。
发明内容
为解决现有设备存在的传热和机械搅拌问题，本实用新型提供一种发酵罐，该发酵罐具有内、外循环结构，外部冷却。在外循环过程中吸入气体，利用气体和液体的密度差及在外循环过程中加入的能量，形成内部循环，以使罐内流体混合均匀。
本实用新型的技术方案是将发酵液从罐底部引出，流经换热器，发酵液经冷却后，进入气体引射器，吸入来自发酵过程产生的气体。由气体引射器出来的气液混合物由喷嘴喷出，进入发酵罐的环隙或内筒。由于从喷嘴喷出的是气液混合物，其密度小于发酵液密度，再加上气液混合物是向上喷出，这一部分液体便在气体浮力作用下向上运动。而在内筒的另一侧，液体在重力作用下向下流动，形成液体在内筒和环隙之间的轴向混合流动，使发酵液混合均匀。在这一循环中，液体吸入气体需要一定的流动速度，这部分能量由循环泵供给。发酵过程产生的气体由罐顶引出，经换热器和分离器后，一部分被引射器吸入重新回到罐内，另一部分排出发酵系统。
本实用新型的有益效果是反应过程中放出的热量由设在发酵罐外部的换热器带走，换热器的换热面积根据反应过程放热的多少确定，不受发酵罐的大小和结构的限制，而且制造、安装、维修方便。采用气体搅拌，省去机械搅拌装置，使结构简单。循环过程利用了气体的浮力，具有节能的效果。
图1是本实用新型的结构图。
图2、图3分别是两种喷嘴的结构图。
在图1中，发酵罐是由罐底1、圆柱形罐体2、圆柱形内筒3、罐顶4、出气管5、换热器6、分离器7、气体引射器8、换热器9、循环泵10、循环管11以及喷嘴12等组成。
具体实施方式
在图1中，换热器6和分离器7安装于出气管5上，气体由罐上部引出；气体引射器8、换热器9和循环泵10安装于液体循环管11上，循环液由罐下部引出，在气体引射器与循环气体混合；内筒3安装于罐内，与罐体同心；喷嘴12安装于内筒3和罐底1之间，可处于罐体中心，如图2所示，也可位于中心筒和罐体之间的环隙，如图3所示。
权利要求1.一种发酵罐，由圆柱形罐体、圆柱形内筒、罐底、罐顶、气体循环管、液体循环管、分离器、气体引射器、两个换热器、循环泵及喷嘴等组成，其特征是液体循环管由罐底引出，管路上有循环泵、换热器，气体循环管由罐顶引出，管路上有换热器、分离器，两管汇合于气体引射器，引射器出口与喷嘴相连。
2.根据权利要求1所述的发酵罐，其特征是罐体高度与直径之比为0.5～10。
3.根据权利要求1所述的发酵罐，其特征是内筒安装于罐体内，与罐体同心，内筒横截面面积与罐体横截面面积之比为0.1～0.9；内筒高度与直径之比为0.2～15；内筒下端与罐底的距离为0～2000mm。
4.根据权利要求1所述的发酵罐，其特征是喷嘴安装于内筒下方，与罐体同心，出口位置可在罐中心处，也可在内筒与罐体之间的环隙中，喷嘴出口面积与罐体横截面面积之比为0.00001～0.001。
5.根据权利要求1所述的发酵罐，其特征是罐顶和罐底均为圆锥形，锥顶角为30°～175°。
专利摘要本实用新型涉及生物和环境工程领域所使用的厌氧发酵罐。由圆柱形罐体、圆柱形内筒、罐底、罐顶、气体循环管、液体循环管、分离器、气体引射器、两个换热器、循环泵及喷嘴等组成，其特征是液体循环管由罐底引出，管路上有循环泵、换热器，气体循环管由罐顶引出，管路上有换热器、分离器，两管汇合于气体引射器，引射器出口与喷嘴相连。该发酵罐具有内、外循环结构，外部冷却。在外循环过程中吸入气体，利用气体和液体的密度差及在外循环过程中加入的能量，形成内部循环。换热器的面积不受发酵罐大小和结构的限制，而且制造、安装、维修方便。采用气体搅拌，省去机械搅拌装置，使结构简单。循环过程利用了气体的浮力，具有节能的效果。
文档编号C12M1/02GK2550372SQ02238698
公开日2003年5月14日 申请日期2002年6月14日 优先权日2002年6月14日
发明者李洪亮, 马晓建, 方书起 申请人:郑州凯乐生物能有限公司