大型卧式隧道窑型螺旋连续干式厌氧发酵设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于干式厌氧沼气发酵技术和工艺领域，适用于城市生活垃圾中有机物垃圾、养殖类粪便、农作物秸杆和污泥等沼气生产领域。特别涉及一种大型卧式隧道窑型螺旋连续干式厌氧发酵设备。
【背景技术】
[0002]中国当前的环境污染源中，城市垃圾是巨大污染源之一，中国每年城市生活垃圾产量约4亿吨左右，还有餐厨垃圾1000万吨左右，占全世界总量的三分之一左右。随着我国城镇化进程的加快以及人民生活水平的提高，城镇生活垃圾还在以每年5%_8%左右的速度递增。垃圾围城正在给中国的城市敲响了警钟，
[0003]全国有三分之二城市被垃圾山包围。垃圾污染空气、传播病毒和细菌、毁坏农田、影响食品安全、污染我们赖以生存的地下水。同时，中国每年养殖类粪便有8亿吨多吨，各种农作物秸杆废弃物有7吨左右。
[0004]从循环经济角度来看，垃圾中蕴含大量的可再利用的资源，可以说垃圾是待开发的宝贵财富，在资源全球性日益紧张的今天，有效回收垃圾资源，可以大幅度降低自然资源开采量，有效保护自然环境，提升全社会人民的生活质量，保护人们的生态环境和生命健康。
[0005]针对中国城市生活垃圾处理的现状，除堆积和填埋方法外，在处理复杂城市生活垃圾时普遍采取单一焚烧的方式，而无法对生活垃圾中的有机物进行更加环保、科学、经济的精细化综合处理方法。如何将生活垃圾有机部分进行高效率沼气生产属于本专利的一个重要部分。
[0006]不同沼气生产工艺的特点以及优缺点的对比:
[0007]当前厌氧发酵沼气生产分两大类工艺形式:1.湿式厌氧发酵沼气生产工艺；2.干式厌氧发酵沼气生产工艺。
[0008]湿法发酵的特征:
[0009]I)发酵温度:通常为32°C_38°C范围属中温发酵。
[0010]2)发酵液浓度:通常干物质含量TS < 12%。
[0011]3)进料形式为间歇，并需要进行预处理搅拌。
[0012]4)反应物滞留时间在20天-40天。
[0013]5)由于反应浓度低，需要厌氧反应罐总容积大。
[0014]6)反应液面易形成浮渣结壳现象。
[0015]7)出料口容易堵塞。
[0016]8)冬季对厌氧罐加温耗能较大。
[0017]干法发酵的特征:
[0018]I)发酵温度:通常为45°C_55°C范围属高温发酵。
[0019]2)发酵液浓度:通常干物质含量TS> 20%。
[0020]3)反应物滞留时间在20天左右。
[0021]4)传统车库进料形式为间歇进料。
[0022]5)反应浓度高，厌氧反应罐总容积需用小，总项目投资少。
[0023]6)没有浮渣结壳的问题。
[0024]7)不存在出料口堵塞。
[0025]8)高有机干物质-相比于混合法容积负荷较大。
[0026]9)可处理结构性物料，较高比例城市绿化垃圾，如树枝、树叶、果品和蔬菜废料等。
【发明内容】
[0027]本实用新型专利的目的针对上述湿式厌氧发酵和常规的干式厌氧发酵沼气生产工艺存在的技术上的不足之处而提供大型卧式隧道窑型螺旋连续干式厌氧发酵设备。
[0028]本实用新型的目的可通过以下技术措施来实现的:
[0029]本实用新型大型卧式隧道窑型螺旋连续干式厌氧发酵设备包括安装在设备基础上的厌氧反应隧道窑，所述厌氧反应隧道窑是由隧道窑内腔体和以密闭方式封堵在隧道窑内腔体前、后端的前、后端盖共同构成，且所述隧道窑内腔体横截面的下半部呈半圆形结构、半部呈矩形结构;在所述半圆形结构的外壁两侧分别安装一排带有蒸汽加热管的换热板，可使反应物料发酵温度维持在55° C± 3° C;在所述隧道窑内腔体内安装有搅拌推料主轴，沿所述搅拌推料主轴轴线方向、环绕轴面安装有若干个按螺线轨迹分布的搅拌推料浆叶;位于隧道窑内腔体后端的沼渣沼液上出料口和沼渣沼液下出料口分别通过连接管道与反应物进料器相应进料口相连通，所述反应物进料器的沼渣沼液上出料管、沼渣沼液下出料管通过沼渣沼液混合管、出料固体栗、沼渣沼液管单向阀与固液分离机相连，所述反应物进料器的底部通过依次相连的进料器进料管、进料固体栗、进料单向阀、进料管与设置在隧道窑内腔体前端的反应物进料管口相连通;在所述厌氧反应隧道窑顶部设置有沼液回流管，以及若干个与沼气管相连接的顶部沼气出气口。
[0030]本实用新型所述厌氧反应隧道窑通过隧道窑内腔体下垫块安装在设备基础上，在隧道窑上部和隧道窑内腔体支撑墙体外表面贴附有隧道窑保温层。
[0031]本实用新型所述隧道窑内腔体下部半圆形结构半径范围为4米-6米，隧道窑内腔体长度范围为30米-45米，容积范围为1750立方-3300立方。所述隧道窑内腔体的内底面为水平结构，或采用进料端高、出料端底的方式设置，坡度范围为0.1%-0.5%。
[0032]本实用新型所述搅拌推料主轴为空芯轴的结构，搅拌推料浆叶按10°_18°的螺旋升角分布，从隧道窑内腔体前端盖内面到隧道窑内腔体后端盖内面之间的距离是螺距的整倍数，螺距范围为5米-9米，每段螺距内安装有5个-8个搅拌推料浆叶，每个搅拌推料浆叶外端面和隧道窑内腔体内壁之间的距离为7cm-12cm;搅拌推料主轴通过装在传动支座上的变速箱与电机相结合;搅拌推料主轴转速范围为2分钟?4分钟转动一圈。
[0033]本实用新型中所述进料管外壁安装有一层螺旋状物料预加热盘管，在螺旋状物料预加热盘管的其外部附有进料管外保温层，可将反应物料升温至50° C-55° C;
[0034]本实用新型中所述所述的隧道窑内腔体支撑墙体上部与隧道窑内腔体连接，下部与基础连接;所述前端盖和后端盖外面安装有保温层并开有检修门，隧道窑内腔体支撑墙体和隧道窑内腔体之间为设备检修通道。
[0035]本实用新型中所述所述螺旋状物料预加热盘管和蒸汽加热管的热源来自沼气发电机在发电过程中产生的余热。所述反应物进料器顶部设置有沼液回流进料管。
[0036]本实用新型中所述隧道窑内腔体整体可采用钢板焊接，或者采用内外面为不锈钢中间为碳钢的复合钢板焊接建造，钢板的厚度范围为10毫米-14毫米;也可采用下部半圆为金属钢板，上部和隧道窑内腔体支撑墙体采用钢结构或钢砼形式建造。
[0037]本实用新型中所述搅拌推料主轴两端分别安装在前端盖和后端盖的轴承座中，转动处均安装有轴承并采用机械密封形式进行密封。
[0038]本实用新型的工作原理如下:
[0039]—部分沼液经沼液回流进料管和反应物进料器内的物料混合后，依次通过进料固体栗、进料单向阀、进料管、反应物进料管口进入隧道窑内腔体前端，另一部分沼液经沼液回流管直接进入隧道窑内腔体前端;并在搅拌推料浆叶作用下向沼渣沼液上出料口和沼渣沼液下出料口推进，通过出料固体栗经沼渣沼液管单向阀和沼渣沼液混合管送入固液分离机。
[0040]本实用新型的有益效果如下:
[0041]1、本实用新型专利属于干式厌氧发酵工艺，首先具备传统干式发酵工艺特点和优势。
[0042]2、与传统的车库式干式厌氧发酵工艺比较主要区别在于本实用新型可使得反应物料连续进料。
[0043]3、发酵过程在55°C±3°C的高温环境中进行，反应物料经在搅拌推料主轴上安装的数十个沿螺线轨迹分布搅拌推料浆叶从发酵罐的一端经过约20天缓慢地推动到另一端。通过这一过程，实现了在获得最大沼气产量的同时，也确保物料已按生物废料条例在发酵罐中完成了消毒处理。
[0044]4、处理干物质浓度约30%_35%范围，特别适合从城市生活垃圾中分检出的粘稠有机物物料。
[0045]5、本设备可进行模块化组合，每组设备可处理80吨/天-150吨/天的城市生活垃圾中的有机物物料，根据城市人口的数量可进行模块拼装组合。
【附图说明】
[0046]图1为本实用新型的主剖图。
[0047]图2为厌氧反应隧道窑的内部结构图。
[0048]图3为轴向A-A剖面图。
[0049]图4为图1中C处放大图。
[0050]图5为图1中D处放大图。
[0051 ]图6为图1中B处放大图。
[0052]图中序号:1 一电机，2 —变速箱，3 —传动支座，4一反应物进料管口，5 —顶部沼气出气口，6—沼气管，7—搅拌推料浆叶，8 —沼气管端口，9 一沼渣沼液上出料口，10 —反应物进料器，11 一沼渣沼液上出料管，12 —沼渣沼液下出料管，13—沼渣沼液混合管，14 一固液分离机料斗，15 —沼渣出料管，16 —沼液出料管，17 —固液分离机，18 —沼渣沼液管单向阀，19 一出料固体栗，20 —进料固体栗，21—进料器进料管，22 —进料单向阀，23—沼渣沼液下出料口，24—反应物料，25—进料管，26—搅拌推料主轴，27—保温层，28—设备基础，29—螺旋状物料预加热盘管，30—进料管外保温层，31—隧道窑内腔体，32—换热板，33 —检修门，34—蒸汽加热管，35 —隧道窑内腔体下垫块，36-沼液回流进料管，37-前端盖，38-后端盖，39-沼液回流管，40-隧道窑内腔体支撑墙体。
【具体实施方式】
[0053]本实用新型以将下结合实施例(附图)作进一步描述:
[0054]如图1、图2、图3所示，本实用新型的大型卧式隧道窑型螺旋连续干式厌氧发酵设备包括安装在设备基础28上的厌氧反应隧道窑，所述厌氧反应隧道窑是由隧道窑内腔体31和以密闭方式封堵在隧道窑内腔体前、后端的前、后端盖37、38共同构成，且所述隧道窑内腔体31横截面的下半部呈半圆形结构、上半部呈矩形结构;在所述半圆形结构的外壁两侧分别安装一排带有蒸汽加热管34的换热板32，可使反应物料24温度维持在55°