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厭氧發(fā)酵攪拌器—介紹發(fā)酵是有時有機(jī)物在一定溫度水分和氧氣的條件下進(jìn)行分解代謝,形成甲烷二氧化碳等氣體的一個反應(yīng)過程,一般分為有氧發(fā)酵和厭氧發(fā)酵等。在發(fā)酵過程中,為了使發(fā)酵物能夠進(jìn)行充分的反應(yīng),因此通過加設(shè)攪拌機(jī)來輔助起反應(yīng)效果。
產(chǎn)品分類
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物料混合的過程極其復(fù)雜,不同的物料特性對混合效果都有很大的影響。在CSTR內(nèi)部混合厭氧發(fā)酵過程當(dāng)中,秸稈浮渣與微生物產(chǎn)生的結(jié)殼對產(chǎn)氣效率與運(yùn)行穩(wěn)定性產(chǎn)生直接影響,而攪拌是使微生物與發(fā)酵原料混合充分的有效手段。攪拌不僅能夠使反應(yīng)器內(nèi)的組成變得更均勻,改變物相的關(guān)系,還能促進(jìn)物理和化學(xué)反應(yīng)。添加攪拌裝置可以將厭氧發(fā)酵反應(yīng)的混合反應(yīng)周期縮短,因此對混合技術(shù)進(jìn)行一定的分析研究,包括混合方式與混合速率這2個主要方面。
機(jī)械攪拌
CSTR內(nèi),通常以攪拌作為主要混合方式。機(jī)械攪拌通過設(shè)置攪拌周期、攪拌持續(xù)時間和攪拌強(qiáng)度等參數(shù)而達(dá)到設(shè)定混合效果,但同時機(jī)械攪拌運(yùn)行過程中存在不易維修和能量消耗較大的弊端。因此在有機(jī)物厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣過程中,要根據(jù)發(fā)酵底物的特點(diǎn)選擇合適的混合方式。目前國內(nèi)外CSTR常用的混合方式主要為機(jī)械攪拌與氣液回流攪拌。
立式雙軸攪拌
立式雙軸攪拌是典型的機(jī)械攪拌方式。目前,單軸立式攪拌器的研究較為成熟,但是其攪拌效率并不夠高。因此,國內(nèi)外學(xué)者為提高混合效果對單軸立式攪拌進(jìn)行諸多形式的研究以及改進(jìn)。Thibault等利用試驗(yàn)和數(shù)值模擬的方法深入分析過一種立式同心雙軸組合式攪拌器,它的雙軸不僅可以對向旋轉(zhuǎn)、交叉攪拌,還能有效避免攪拌死角的出現(xiàn);李永綱等針對低罐形的立式圓筒儲罐提出了多軸立式攪拌方式,而且認(rèn)為多軸同時攪拌,降低了單個攪拌槳對功率的要求,成本遠(yuǎn)低于單軸立式和側(cè)式攪拌。目前而言,立式多軸組合式攪拌器在提高混合效果方面具有諸多優(yōu)勢,因此具有廣闊的應(yīng)用前景。
厭氧發(fā)酵攪拌器—側(cè)入式攪拌
側(cè)入式攪拌是指攪拌軸從罐體側(cè)面置入的攪拌方式。在消耗同等功率的條件下,側(cè)入式攪拌效果好。常安裝在特大型厭氧消化池內(nèi),國外沼氣工程已廣泛應(yīng)用。國內(nèi)外學(xué)者對側(cè)式攪拌不同因素進(jìn)行詳細(xì)的分析討論。Wesselingh對不同尺寸的單個側(cè)入式攪拌器下攪拌槽內(nèi)的混合時間進(jìn)行了試驗(yàn)研究,模擬分析了槳型、推進(jìn)槳偏角、雷諾數(shù)等不同條件下的流場和混合時間,模擬結(jié)果與試驗(yàn)測量結(jié)果吻合;梁家勇等對雙層側(cè)進(jìn)式攪拌槽固液流動進(jìn)行研究,結(jié)果表明,雙層側(cè)進(jìn)式攪拌器達(dá)到臨界懸浮轉(zhuǎn)速時的固相懸浮高度為0.67H(H為罐體高度),比單層側(cè)進(jìn)式攪拌高37%;陳佳等在對大型側(cè)入式攪拌進(jìn)行數(shù)值模擬分析,結(jié)果表明,攪拌槳垂直向下5.71°或水平偏轉(zhuǎn)11°安裝能明顯改善流體運(yùn)動。然而,目前國內(nèi)外對側(cè)入式攪拌的研究分析相對較少,并且諸多學(xué)者對其研究多集中在數(shù)值模擬方面,關(guān)于工程實(shí)際應(yīng)用中大的應(yīng)用仍多以經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)為主要依據(jù),因此需進(jìn)一步試驗(yàn)研究。