[发明专利]一种一体化立式两相厌氧反应装置与工艺

说明书

本发明涉及一种一体化立式两相厌氧反应装置与工艺，该装置包括反应罐体，在反应罐体的中间位置设有中心内筒，使得反应罐体内形成位于中心内筒内的水解酸化反应区，以及位于反应罐体内壁与中心内筒外壁之间的产甲烷区，所述的水解酸化反应区与产甲烷区的底部连通，所述的反应罐体的顶部还采用反应罐顶盖封住，在反应罐顶盖上还设有沼气出口。本发明将产酸相与产甲烷相两种不同的反应器集成在一个立式反应器内实现水解与厌氧产沼的两相过程，解决现有技术中两相厌氧反应器产甲烷效率不高，系统集成化效率低的技术问题。

技术领域

本发明属于厌氧反应器技术领域，涉及一种一体化立式两相厌氧反应装置与工艺。

背景技术

近年来，秸秆、有机垃圾、农副产品等有机固体废弃物的污染逐渐受到人们的重视，常规的处理方法如填埋、焚烧、堆肥等均存在一定问题。事实上，以上这些垃圾成分以有机组分为主，具有较高的生物可降解性，采用厌氧消化技术，在处理有机废弃物的同时回收沼气作为生物质能，且发酵产物经处理后可作肥料，具有较强的可行性。

公告号为CN112410188A的中国专利公开的一种秸秆两相厌氧发酵产沼气装置，该方法将厌氧产沼气过程分为水解部、酸化部和沼气部三个部分，使得产酸和产气单独进行，需要多个罐体设备，厌氧工艺路径较长。同时该工艺各罐体均采用机械搅拌，需要配置多部电机，工艺繁琐且电耗高。

公告号为CN111762886A的中国专利公开的一种一体化两相厌氧UITA反应装置，采用下部进水，上部出水堰出水的方式，沿着水流方向在反应罐体中依次设置水解酸化反应区、厌氧产甲烷区和清水区，该方式虽然能够实现产酸相和产甲烷相在同一设备中进行，但是其采用过水隔板分割水解酸化反应区和厌氧产甲烷区，导致水流在产酸相和产甲烷相反应的进程难以控制，系统稳定性差，同时该反应器产甲烷区域缺乏足够的水力搅拌，产甲烷的效果难以保证。

公告号为CN108179103A的中国专利公开的一种双环嵌套两相一体式厌氧反应器，该反应器包括采用内外双环嵌套式结构的厌氧消化罐，厌氧消化罐的内环作为水解酸化反应器，外环作为产甲烷反应器，该设计产甲烷反应器的容积原大于水解酸化反应器，其又采用中心机械搅拌的方式，从而在运行时外环产甲烷反应器内受到的水力搅拌不够充分，产甲烷菌与酸化后的废水传质效果不佳，导致产甲烷反应效率低下。

发明内容

本发明的目的就是为了提供一种一体化立式两相厌氧反应装置与工艺，以解决现有技术中两相厌氧反应器产甲烷效率不高，系统集成化效率低等技术问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明的技术方案之一提供了一种一体化立式两相厌氧反应装置，包括反应罐体，在反应罐体的中间位置设有中心内筒，使得反应罐体内形成位于中心内筒内的水解酸化反应区，以及位于反应罐体内壁与中心内筒外壁之间的产甲烷区，所述的水解酸化反应区与产甲烷区的底部连通，所述的反应罐体的顶部还采用反应罐顶盖封住，在反应罐顶盖上还设有沼气出口。

进一步的，所述的中心内筒的内径与反应罐体的内径的比例大于1:2。

进一步的，所述的中心内筒的顶部的高度高于反应罐体的内壁顶部高度。

进一步的，所述的反应罐体顶部外侧设有水封环槽，所述产甲烷区内的出料浆体经反应罐体顶部溢流至水封环槽内，所述的反应罐顶盖与水封环槽的顶部密封连接。

更进一步的，所述的水封环槽的底部还设有出料管路连接挤压设备，且挤压设备上的出料液体还通过回流管路回流至所述中心内筒上部。

进一步的，所述的反应罐体的外部还设有循环管路，该循环管路的两端均连接产甲烷区，在循环管路上设有循环泵与换热器。

进一步的，所述的产甲烷区的顶部设有三相分离器。

进一步的，所述的反应罐体的底部采用锥形设计，且位于反应罐体底部的底板的倾斜角度不小于60°；