[实用新型]电磁强化木质纤维液化-射流旋流多级能源化的装置

说明书

本实用新型公开了一种电磁强化木质纤维液化‑射流旋流多级能源化的装置，其包括泵Ⅰ、管道混合器Ⅰ、水解罐、气泵、管道混合器Ⅱ、射流器Ⅰ、酸化罐、管道混合器Ⅲ、射流器Ⅱ、发酵罐、气液分离器、气体收集器；该装置将厌氧发酵过程分为水解、酸化、发酵三个阶段独立进行，三阶段独立进行，充分发挥了各阶段优势菌种，旋流气浮的运用使得原料基质与发酵料液中微生物充分接触，传热传质效果好，并且有效的避免了发酵过程中结壳、氨抑制等现象的产生，极大地提高了生化反应速度，有利于生物质能源的产生；本装置结构简单、易制造，适用于高原、高寒等地区城市、农村有机废水等资源化利用。

技术领域

本实用新型属于废物资源化生产生物质能源技术领域，具体涉及一种电磁强化木质纤维液化-射流旋流多级能源化的装置。

背景技术

随着工农业的发展和人类生活水平的提高，人类对煤、石油、天然气等化石能源的需求日益剧增，但随着人类的不断开采，化石能源的枯竭是不可避免的，大部分化石能源本世纪将被开采殆尽。

生物质能属可再生资源，生物质能由于通过植物的光合作用可以再生。利用有机废物厌氧发酵生产生物质能源，不仅能够有效的解决环境污染问题，而且还能够缓解人类对化石能源的需求量，是解决能源与环境问题的有效途径之一。

制约大中型规模化厌氧发酵工程的一个主要因素便是原料受限制。多数情况下，发酵原料用的都是污水、猪粪等，而牛粪、羊粪、植物残枝、造纸厂废水等原料发酵效果却理想。其原因主要是由于自然界当中，大部分生物质原料中含有大量纤维素、半纤维素及木质素，但由于纤维素、半纤维素及木质素稳定且复杂的分子结使其构难以高效降解，成为了制约厌氧发酵生产生物质能源的主要因素。

目前，国内外利用有机废物生产生物质能源最常用的厌氧消化装置为中温全混合式发酵罐。全混合式发酵罐最大的有点即适用于高浓度和含有大量悬浮颗粒物的有机原料。但根据厌氧消化三阶段理论，在厌氧消化的各阶段所需pH、温度等条件以及微生物菌群存在一定的差异，且各阶段所需微生物菌群之间存在有抑制作用，因此全混合式发酵罐一定程度上不能够充分的利用有机原料制取生物质能源。与此同时，在厌氧消化的产气阶段会产生一定量的无机含氮离子，不同无机含氮离子会随浓度的不断升高而抑制体系的产气能力，一定程度上也限制了全混合式发酵技术的发展。

因此需要一种新型厌氧消化制取生物质能源的工艺及装置，在保证纤维素、半纤维素及木质素高效水解的同时，能够充分发挥厌氧消化各阶段优势菌种并解决各阶段微生物菌群间的相互抑制作用，实现有机废物厌氧消化制取生物质能源的最大化利用。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有的厌氧消化制取生物质能源方法中所存在的木质素、纤维素及半纤维素降解率低、发酵罐易结壳和阶段微生物相互抑制等缺点；本实用新型的目的在于提供一种电磁强化木质纤维液化-射流旋流多级能源化的装置，其包括泵Ⅰ、管道混合器Ⅰ、水解罐、气泵、管道混合器Ⅱ、射流器Ⅰ、酸化罐、管道混合器Ⅲ、射流器Ⅱ、发酵罐、气液分离器、气体收集器；其中水解罐包括壳体、阴电极、阳电极、磁场发生器、布气管；酸化罐设置在发酵罐上方，导流隔板设置在酸化罐和发酵罐之间，导流隔板为弧形倒漏斗状，酸化罐下部设置有沼渣出口且位于导流隔板上方；泵Ⅰ通过管道混合器Ⅰ与水解罐上部的切向入口Ⅰ连通，气泵与水解罐底部的布气管连通，阴电极、阳电极设置在水解罐的壳体内，磁场发生装置设置在水解罐的壳体上，阴电极、阳电极分别与电源连接；水解罐顶部的气体出口与气体收集器连接，水解罐底部的出料口通过阀门b与管道混合器Ⅱ连接，管道混合器Ⅱ通过射流器Ⅰ与酸化罐上部的切向入口Ⅱ连通，水解罐底部的出料口通过阀门a与泵Ⅰ连通；发酵罐底端的出口通过阀门c与泵Ⅱ连接，泵Ⅱ通过管道混合器Ⅲ与射流器Ⅱ连接，射流器Ⅱ与发酵罐下部的切向入口Ⅲ连通，气液分离器设置在酸化罐顶端并与其连通，气液分离器通过阀门与气体收集器连接；出口通过阀门d与沼液排出口连接；管道混合器Ⅰ、管道混合器Ⅱ、管道混合器Ⅲ上设置有药剂入口，用于各阶段菌种及pH调节剂的添加；气泵、射流器Ⅰ和射流器Ⅱ分别通过管道与高温水蒸汽发生器连接，气体收集器分别与射流器Ⅰ、射流器Ⅱ连通。