一种厌氧反应器的正负压保护及出料装置的研究与应用

高庆礼+周玲娣

摘要：该文对一种厌氧反应器的正负压保护及出料装置进行研究和应用，克服了原有技术的不足，解决了厌氧反应器在超压和负压情况下的安全保护问题，兼具有自动出料的功能，具有较好的应用前景和推广价值。

关键词：厌氧反应器；正負压保护；出料装置；研究与应用

高庆礼，周玲娣. 一种厌氧反应器的正负压保护及出料装置的研究与应用[J]. 农业工程技术，2017，37（08）：35-36.

大中型沼气工程是解决规模畜禽养殖场环境污染问题的重要手段之一，现行的大中型沼气工程设计、建设中，钢制厌氧反应器的采用越来越普遍。由于操作人员对于大中型沼气工程的操作、运行普遍存在理论知识薄弱、实践经验缺乏等问题，在厌氧反应器的使用过程中，由于操作失误造成厌氧反应器出现沼气压力过高或反应器内出现负压等问题；或者由于设备、管道、阀门等损坏、堵塞也会造成厌氧反应器出现沼气压力过高或反应器内出现负压等问题，这些问题容易导致厌氧反应器的变形和损坏，因而厌氧反应器要配置合适的正负压安全保护装置。

目前国内其它型式正负压安全保护装置，存在以下诸多问题：

一是采用真空负压安全阀。由于真空负压安全阀只能在厌氧发酵罐产生负压的情况下动作，而厌氧发酵罐超压时，真空负压安全阀无法启动，所以无法保证超压情况下厌氧发酵罐的安全。并且真空负压安全阀价格较高，增加了沼气工程的投入。

二是采用正负压安全阀。由于常规的正负压安全阀动作所需要的压力较高，而厌氧发酵罐由于筒体直径、罐顶面积较大因而受力大，只能在较低的正负压条件下运行，所以，常规的正负压安全阀无法满足厌氧发酵罐的需要。

三是由于沼气中含有硫化氢、二氧化碳等腐蚀性气体，常规正负压安全阀中的弹簧、阀片等元件容易被腐蚀而失效，给厌氧发酵罐的安全运行带来新的隐患。

为此根据实际工作需要，我们对厌氧反应器的正负压保护及出料装置进行进行了研究与应用[2]。

一、技术路线

厌氧反应器的正负压保护及出料装置，其特征在于该正负压保护及出料装置主要由顶盖（1）、出料箱（2）、升流管（3）、出料管（4）组成。出料箱（2）为立式、长方体形；升流管（3）穿过出料箱（2）的倾斜壁板并与之焊接；出料管（4）设置在出料箱（2）的底部，并与之焊接；出料箱（2）的四壁外侧与厌氧反应器的拱顶焊接；顶盖（1）设置在出料箱（2）的正上方，与出料箱（2）的顶端留有一定的距离；顶盖（1）的折边与出料箱（2）的四壁板留有一定的距离。

当向厌氧反应器进料或厌氧反应器内压力上升时，罐内液体通过升流管（3）向上流动然后流入出料箱（2）中，最后经出料管（4）流出，起到出料和释放压力的作用。

当发生误操作或阀门损坏造成厌氧反应器内出现负压时，空气由顶盖（1）与出料箱（2）顶部之间的空隙进入出料箱（2），再经升流管（3）进入厌氧反应器，起到平衡负压的作用。

二、实施方法

厌氧反应器的正负压保护及出料装置，主要由顶盖（1）、出料箱（2）、升流管（3）、出料管（4）组成。

出料箱（2）为立式、长方体形，采用碳钢或不锈钢钢板焊接而成，出料箱总高度h6=1100 mm；升流管（3）穿过出料箱（2）的倾斜壁板并与之焊接，升流管（3）采用碳钢或不锈钢管，升流管（3）的管径一般≥150 mm，升流管（3）底端距离反应器内液面的距离h3=500 mm，升流管（3）顶端距离反应器内液面的距离h2=500 mm，升流管（3）全长h4=1000 mm，升流管（3）顶端距离出料箱（2）顶端的距离h5=300 mm，升流管（3）中心至出料箱（2）右边的壁板的距离b4=100-150 mm，升流管（3）中心至出料箱（2）后边的壁板的距离b5=100-150 mm。

出料管（4）设置在出料箱（2）的底部，并与之焊接，采用碳钢或不锈钢管，管径一般≥150 mm，向下然后经两只45°弯头穿过厌氧反应器壁板伸出罐外，与厌氧反应器壁板采用焊接方式，保证不渗漏物料，中心至出料箱（2）左边的壁板的距离b2=100-150 mm。

升流管（3）与出料管（4）的中心距b3=250-350 mm。

出料箱（2）的四壁外侧与厌氧反应器的拱顶焊接，以保证厌氧反应器顶部的沼气不泄漏。

顶盖（1）设置在出料箱（2）的正上方，与出料箱（2）的顶端留有一定的距离h1=50-150 mm；顶盖（1）的折边与出料箱（2）的四壁板留有一定的距离b1=50-100 mm；顶盖（1）采用碳钢或不锈钢钢板制作。

三、工作流程

当向厌氧反应器进料或厌氧反应器内压力上升时，罐内液体通过升流管（3）向上流动然后流入出料箱（2）中，最后经出料管（4）流出，起到出料和释放压力的作用。（见图4、图5）

当发生误操作或阀门损坏造成厌氧反应器内出现负压时，空气由顶盖（1）与出料箱（2）顶部之间的空隙进入出料箱（2），再经升流管（3）进入厌氧反应器，起到平衡负压的作用[1]。

四、技术特点

结构简单、制作方便。

当向厌氧反应器进料或厌氧反应器内压力上升时，反应器内液体通过升流管向上流动然后流入出料箱中，最后经出料管流出，通过自动出料的方式起到自动释放压力的作用。

当发生误操作或阀门损坏造成厌氧反应器内出现负压时，空气由顶盖与出料箱顶部之间的空隙进入出料箱，再经升流管进入厌氧反应器，通过自动进入空气的方式起到自动平衡负压的作用。

自动释放压力、自动平衡负压、自动出料，无需专人操作，因而管理、运行成本低。

五、结语

这种厌氧反应器的正负压保护及出料装置，克服了原有技术的不足，解决了厌氧反应器在超压和负压情况下的安全保护问题，兼具有自动出料的功能，具有较好的应用前景和推广价值[2]。

参考文献

[1] 秦 峰，柴晓利，赵爱华. 粪便处理与处置技术[M]. 化学工业出版社，2006.

[2] 龚钢明，邵希豪，蔡宝国. IC厌氧反应器的内循环装置[J]. 中国沼气，2002.