[发明专利]对固态物料堆体局部区域进行机械操作的厌氧反应器及方法

说明书

本发明揭示了对固态物料堆体(130)的局部区域进行机械操作的厌氧反应器(100)，包括容纳固态物料堆体(130)的容器(110)以及对所述固态物料堆体(130)的局部区域进行机械操作的机械操作设备(120)，其特点是：还包括至少一个运动机构(150，160，170)，所述运动机构(150，160，170)可以使所述机械操作设备(120)与所述容纳固态物料堆体(130)的容器(110)发生除了局部机械操作运动之外的相对运动，因此避免了在机械操作过程中物料堆体(130)整体与容器(110)之间的相对运动。本发明还提出了对固态物料堆体(130)进行机械操作的方法。

技术领域

本发明涉及包含固态物料堆体的厌氧反应器，特别是可以对其中的固态物料堆体的局部区域进行机械操作的厌氧反应器及方法。

背景技术

干式厌氧反应器中通常容纳由不可泵送的固态物料形成的物料堆体。在物料堆体进行厌氧发酵的过程中，通常需要对其进行搅拌或加入调节发酵条件的物质。例如，CN203754718U采用一个垂直旋转轴的搅拌器对厌氧反应器内的物料堆体整体进行搅拌，CN201825945U采用旋转轴相互垂直的二个搅拌器对厌氧反应器内的物料堆体整体进行搅拌，CN204752707U采用一个倾斜旋转轴的搅拌器对厌氧反应器内的物料堆体整体进行搅拌，CN101798562A采用可充放气的侧壁气囊和底部气囊对厌氧反应器内的物料堆体整体进行搅拌。上述已有技术均是对厌氧反应器内的物料堆体进行整体搅拌，不但因物料堆体的变形、剪切要消耗大量能量，物料堆体整体与其容器的相对运动还会对容器产生不利影响；另外这种堆体整体搅拌的方式还不易达到理想的搅拌效果。CN103911281A采用一组注射器，对物料堆体的上表面进行破壳和注射沼液，其对物料堆体深层的发酵条件调节作用不够理想。

发明内容

本发明的目的是提供一种对固态物料堆体局部区域进行搅拌或加入接种物等机械操作的厌氧反应器、以及进行上述机械操作的方法，使得对固态物料堆体的机械操作更加高效和充分。

本发明的对固态物料堆体的局部区域进行机械操作的厌氧反应器，包括容纳固态物料堆体的容器以及对所述固态物料堆体的局部区域进行机械操作的机械操作设备，其特点是：还包括至少一个运动机构，所述运动机构可以使所述机械操作设备与所述容纳固态物料堆体的容器发生除了局部机械操作运动之外的相对运动。

所述的机械操作是指对固态物料堆体施加外力使其变形的操作，通常包括但不限于对固态物料堆体进行搅拌、向固态物料堆体中加入调节发酵条件的物质、向固态物料堆体中插入相关传感器、从固态物料堆体中的取样等操作。常用的机械操作例如：带叶片旋转轴的搅拌装置在旋转轴沿其中心线旋转时的搅拌操作、调质物料输送装置向固态物料堆体内输送调节发酵条件的物质的操作。

所述的局部区域，则是指机械操作设备的有效作用区域，例如，对于带叶片旋转轴的搅拌装置而言，其有效作用区域是指当旋转轴仅仅沿其中心线旋转时，其叶片所能够触及到的区域；对于调质物料输送装置而言，其有效作用区域是指在其输出口附近、调质物料所能够直接到达的区域；对于插入固态物料堆体的传感器而言，其有效作用区域是指传感器周围其可以代表传感参数的区域；

对于厌氧反应器中的大尺寸固态物料堆体，显然上述机械操作的有效作用区域只是固态物料堆体的一个局部区域而非固态物料堆体整体。当机械操作设备相对于固态物料堆体也即相对于容纳固态物料堆体的容器仅有所述机械操作所产生的相对运动时，需要通过固态物料堆体整体相对于容器变形和流动，才能够使固态物料堆体中在机械操作设备有效作用区域之外的物料到达机械操作设备的有效作用区域，而这种固态物料堆体整体的变形和流动不但耗费大量的能量，还不容易使固态物料堆体整体获得到均匀有效的机械操作效果。