沼氣發(fā)酵罐增溫系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于可再生能源開發(fā)領(lǐng)域，具體涉及一種沼氣發(fā)酵罐增溫系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]溫度是沼氣發(fā)酵的關(guān)鍵性因素。發(fā)酵溫度低，厭氧微生物性也低，造成工程運(yùn)行效率低，因而能源效益也低。一般大中型沼氣池都采取增溫措施，以維持沼液的最佳發(fā)酵溫度。現(xiàn)階段大中型沼氣工程，增溫措施基本采用對發(fā)酵罐體進(jìn)行增溫。多采用在發(fā)酵罐內(nèi)部增設(shè)換熱器進(jìn)行增溫一一罐壁內(nèi)增溫，或在罐壁和保溫層內(nèi)設(shè)置盤管進(jìn)行增溫一一罐壁外增溫。罐壁內(nèi)增溫:由于發(fā)酵液中料液濃度高，容易在換熱器外形成污垢，造成熱交換效率降低，需清空發(fā)酵罐才可進(jìn)行清洗，維護(hù)管理成本高。罐壁外增溫:對換熱器進(jìn)行維護(hù)，需拆下保溫層，維護(hù)管理成本也很高。一般沼氣工程增溫的熱負(fù)荷主要為發(fā)酵罐散熱和發(fā)酵原料升溫，對于保溫措施良好的發(fā)酵罐，熱負(fù)荷主要為發(fā)酵原料升溫，因此通過對整個(gè)發(fā)酵罐進(jìn)行增溫以達(dá)到對發(fā)酵原料增溫的方法，增溫目的性不強(qiáng)，換熱設(shè)備投入大，且增溫效率也不尚。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中增溫目的性不強(qiáng)，換熱設(shè)備投入大，增溫效率不高，維護(hù)管理成本高的缺陷，提供一種增溫效率好，可靠性高，換熱器維護(hù)管理方便，可減少增溫系統(tǒng)的設(shè)備和運(yùn)行成本，有效保證罐內(nèi)發(fā)酵溫度的沼氣發(fā)酵罐增溫系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
本發(fā)明的沼氣發(fā)酵罐增溫系統(tǒng)，主要由調(diào)節(jié)池(I)和換熱器(11)構(gòu)成，其特征在于換熱器(11)均勻布置在調(diào)節(jié)池(I)內(nèi)，換熱器(11)與熱水循環(huán)管(14)相連；調(diào)節(jié)池(I)外側(cè)設(shè)置有調(diào)節(jié)池保溫層(2)，調(diào)節(jié)池(I)頂部設(shè)置有保溫蓋板(12);調(diào)節(jié)池(I)內(nèi)設(shè)置有進(jìn)料泵(3 )，進(jìn)料泵(3 )通過發(fā)酵罐進(jìn)料管(9 )與發(fā)酵罐進(jìn)料口( 8 )連接；調(diào)節(jié)池(I)上部設(shè)置有調(diào)節(jié)池進(jìn)料口(13)。
[0005]上述方案中，所述調(diào)節(jié)池(I)內(nèi)設(shè)置有攪拌器(10)。
[0006]上述方案中，所述發(fā)酵罐進(jìn)料口( 8 )設(shè)置在發(fā)酵罐(4)底部，發(fā)酵罐(4)罐壁外側(cè)設(shè)置有發(fā)酵罐保溫層(5 )，發(fā)酵罐(4 )底部設(shè)置有發(fā)酵罐出料口( 6 )，發(fā)酵罐(4 )頂部設(shè)置有沼氣出管(7)。
[0007]本發(fā)明的原理是:發(fā)酵罐熱負(fù)荷主要是由發(fā)酵罐散熱和發(fā)酵物料升溫兩部分組成，對于保溫性能良好的發(fā)酵罐，發(fā)酵罐散熱量相對較少，主要為發(fā)酵物料升溫，因此可對發(fā)酵物料進(jìn)行升溫達(dá)到發(fā)酵溫度，再對發(fā)酵物料進(jìn)行繼續(xù)增溫。發(fā)酵物料在發(fā)酵罐外的調(diào)節(jié)池內(nèi)進(jìn)行增溫，再通過發(fā)酵原料把熱量帶入發(fā)酵罐內(nèi)，以補(bǔ)充發(fā)酵系統(tǒng)的熱量散失。換熱器設(shè)置在調(diào)節(jié)池內(nèi)，并通過攪拌器增加發(fā)酵液的流速，提升換熱器與發(fā)酵物料的對流換熱系數(shù)，以加快熱交換。采用發(fā)酵物料在調(diào)節(jié)池內(nèi)增溫，由于發(fā)酵物料相對于整個(gè)發(fā)酵罐的料液較少，因此換熱器面積也可相應(yīng)的減少，因而可節(jié)省換熱設(shè)備的投入。攪拌器對發(fā)酵物料的加速作用，可提升增溫速率的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)物料的快速傳送傳熱。在增溫的過程中，由于發(fā)酵罐保溫層和保溫蓋板的保溫作用，可有效防止發(fā)酵物料的熱散失。高溫發(fā)酵物料在進(jìn)料泵的動(dòng)力作用下進(jìn)入發(fā)酵罐，可實(shí)現(xiàn)熱量在發(fā)酵罐內(nèi)的快速傳熱，有效的提升了增溫效率。換熱器在調(diào)節(jié)池內(nèi)，當(dāng)進(jìn)料完成后，打開保溫蓋板，可有效便捷的完成對換熱器的維護(hù)，保證長期高效的運(yùn)行，在減少管理維護(hù)投入的同時(shí)，提高沼氣工程運(yùn)行效率。
[0008]本發(fā)明的有益效果在于:(I)本發(fā)明設(shè)置換熱器于調(diào)節(jié)池內(nèi)，便于維護(hù)管理的同時(shí)，降低了成本，可長時(shí)間保證其具有高換熱效率。(2)本發(fā)明在調(diào)節(jié)池內(nèi)增溫，通過攪拌器提高換熱效率的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)熱量在發(fā)酵物料內(nèi)部的快速傳熱。(3)本發(fā)明通過進(jìn)料泵向發(fā)酵罐泵入高溫物料，使其在進(jìn)入發(fā)酵罐具有較高的動(dòng)能，在實(shí)現(xiàn)物料快速傳遞的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了熱量的快速傳遞。(4)本發(fā)明的實(shí)用性強(qiáng)，可利用大中型沼氣工程本身具有調(diào)節(jié)池、攪拌器和進(jìn)料泵等措施，快速現(xiàn)實(shí)本發(fā)明。
[0009]綜上所述，本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中增溫目的性不強(qiáng)，換熱設(shè)備投入大，增溫效率不高，維護(hù)管理成本高的缺陷，提供的沼氣發(fā)酵罐增溫系統(tǒng)增溫效率好，可靠性高，換熱器維護(hù)管理方便，可減少增溫系統(tǒng)的設(shè)備和運(yùn)行成本，有效保證罐內(nèi)發(fā)酵溫度。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的示意圖。
[0011]附圖中，1:調(diào)節(jié)池；2:調(diào)節(jié)池保溫層；3:進(jìn)料泵；4:發(fā)酵罐；5:發(fā)酵罐保溫層；6:發(fā)酵罐出料口 ；7:沼氣出管；8:發(fā)酵罐進(jìn)料口 ；9:發(fā)酵罐進(jìn)料管；10:攪拌器；11:換熱器；12:保溫蓋板；13:調(diào)節(jié)池進(jìn)料口 ；14:熱水循環(huán)管。
具體實(shí)施例
[0012]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例進(jìn)一步詳述本發(fā)明，但本發(fā)明不僅限于所述實(shí)施例。
[0013]實(shí)施例一
本例的沼氣發(fā)酵罐增溫系統(tǒng)如圖1所示，主要由調(diào)節(jié)池I和換熱器11構(gòu)成，換熱器11均勻布置在調(diào)節(jié)池I內(nèi)，換熱器11與熱水循環(huán)管14相連；調(diào)節(jié)池I外側(cè)設(shè)置有調(diào)節(jié)池保溫層2，調(diào)節(jié)池I頂部設(shè)置有保溫蓋板12 ;調(diào)節(jié)池I內(nèi)設(shè)置有進(jìn)料泵3，進(jìn)料泵3通過發(fā)酵罐進(jìn)料管9與發(fā)酵罐進(jìn)料口 8連接；調(diào)節(jié)池I上部設(shè)置有調(diào)節(jié)池進(jìn)料口 13。調(diào)節(jié)池I內(nèi)設(shè)置有攪拌器10。
[0014]發(fā)酵罐進(jìn)料口 8設(shè)置在發(fā)酵罐4底部，發(fā)酵罐4罐壁外側(cè)設(shè)置有發(fā)酵罐保溫層5，發(fā)酵罐4底部設(shè)置有發(fā)酵罐出料口 6，發(fā)酵罐4頂部設(shè)置有沼氣出管7。
[0015]發(fā)酵罐4外設(shè)置發(fā)酵罐保溫層5，可保證發(fā)酵罐4內(nèi)的日料液溫降不低于2°C ;在調(diào)節(jié)池I外設(shè)置好調(diào)節(jié)池保溫層2和保溫蓋板12，保證調(diào)節(jié)池I的保溫性能。
[0016]操作時(shí)，增溫系統(tǒng)開啟前，先通過溫度計(jì)監(jiān)測發(fā)酵罐4罐內(nèi)的料液溫度，對比上次進(jìn)料前的監(jiān)測溫度，計(jì)算除原料升溫負(fù)荷外的發(fā)酵罐I罐體等的熱量散失，即發(fā)酵物料到達(dá)發(fā)酵溫度后，還需要上升的熱量，最終確定調(diào)節(jié)池I內(nèi)需要達(dá)到的溫度。
[0017]發(fā)酵物料由調(diào)節(jié)池進(jìn)料口 13進(jìn)入調(diào)節(jié)池I后，開啟攪拌器10，待調(diào)質(zhì)均勻后，連通熱水循環(huán)管14，換熱介質(zhì)通過熱水循環(huán)管14把熱量帶到換熱器11與發(fā)酵液進(jìn)行熱交換，當(dāng)調(diào)節(jié)池I的發(fā)酵物料達(dá)到期望溫度后，斷開熱水循環(huán)管14，打開進(jìn)料泵3，完成高溫物料的進(jìn)料，以實(shí)現(xiàn)快速、高效增溫。進(jìn)料完畢后，關(guān)閉攪拌器10后，打開保溫蓋板12，完成對換熱器11的清理和維護(hù)，延長其使用壽命。
[0018]實(shí)施例二
本例的沼氣發(fā)酵罐增溫系統(tǒng)，除不設(shè)置攪拌器10外，其余同實(shí)施例一。
[0019]本例的操作中，發(fā)酵物料由調(diào)節(jié)池進(jìn)料口 13進(jìn)入調(diào)節(jié)池I后，連通熱水循環(huán)管14，換熱介質(zhì)通過熱水循環(huán)管14把熱量帶到換熱器11與發(fā)酵液進(jìn)行熱交換。其余同實(shí)施例一。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種沼氣發(fā)酵罐增溫系統(tǒng)，主要由調(diào)節(jié)池(I)和換熱器(11)構(gòu)成，其特征在于換熱器(11)均勻布置在調(diào)節(jié)池(I)內(nèi)，換熱器(11)與熱水循環(huán)管(14)相連；調(diào)節(jié)池(I)外側(cè)設(shè)置有調(diào)節(jié)池保溫層(2)，調(diào)節(jié)池(I)頂部設(shè)置有保溫蓋板(12);調(diào)節(jié)池(I)內(nèi)設(shè)置有進(jìn)料泵(3 )，進(jìn)料泵(3 )通過發(fā)酵罐進(jìn)料管(9 )與發(fā)酵罐進(jìn)料口( 8 )連接；調(diào)節(jié)池(I)上部設(shè)置有調(diào)節(jié)池進(jìn)料口(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述沼氣發(fā)酵罐增溫系統(tǒng)，其特征在于所述調(diào)節(jié)池(I)內(nèi)設(shè)置有攪拌器(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述沼氣發(fā)酵罐增溫系統(tǒng)，其特征在于所述發(fā)酵罐進(jìn)料口(8)設(shè)置在發(fā)酵罐(4 )底部，發(fā)酵罐(4 )罐壁外側(cè)設(shè)置有發(fā)酵罐保溫層(5 )，發(fā)酵罐(4 )底部設(shè)置有發(fā)酵罐出料口(6)，發(fā)酵罐(4)頂部設(shè)置有沼氣出管(7)。
【專利摘要】本發(fā)明屬于可再生能源開發(fā)領(lǐng)域內(nèi)的一種沼氣發(fā)酵罐增溫系統(tǒng)，由調(diào)節(jié)池（1）和換熱器（11）構(gòu)成，換熱器（11）均勻布置在調(diào)節(jié)池（1）內(nèi)，換熱器（11）與熱水循環(huán)管（14）相連；調(diào)節(jié)池（1）外側(cè)設(shè)置有調(diào)節(jié)池保溫層（2），調(diào)節(jié)池（1）頂部設(shè)置有保溫蓋板（12）；調(diào)節(jié)池（1）內(nèi)設(shè)置有進(jìn)料泵（3），進(jìn)料泵（3）通過發(fā)酵罐進(jìn)料管（9）與發(fā)酵罐進(jìn)料口（8）連接；調(diào)節(jié)池（1）上部設(shè)置有調(diào)節(jié)池進(jìn)料口（13）。本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中增溫目的性不強(qiáng)，換熱設(shè)備投入大，增溫效率不高，維護(hù)管理成本高的缺陷，提供的沼氣發(fā)酵罐增溫系統(tǒng)增溫效率好，可靠性高，換熱器維護(hù)管理方便，可減少增溫系統(tǒng)的設(shè)備和運(yùn)行成本，有效保證罐內(nèi)發(fā)酵溫度。
【IPC分類】C12M1-02, C12M1-38, C12M1-107
【公開號(hào)】CN104877903
【申請?zhí)枴緾N201510257953
【發(fā)明人】羅濤, 孔垂雪, 梅自力, 杜毓輝, 李江, 席江, 李淑蘭, 段奇武
【申請人】農(nóng)業(yè)部沼氣科學(xué)研究所
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年5月20日