[發(fā)明專利]沼氣發(fā)酵罐增溫系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510257953.0
• 申請日: 2015-05-20
• 公開（公告）號: CN104877903A
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅濤;孔垂雪;梅自力;杜毓輝;李江;席江;李淑蘭;段奇武
• 申請（專利權(quán)）人: 農(nóng)業(yè)部沼氣科學(xué)研究所
• 主分類號: C12M1/38
• 分類號: C12M1/38;C12M1/107;C12M1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

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)

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)酵罐體進行增溫。多采用在發(fā)酵罐內(nèi)部增設(shè)換熱器進行增溫——罐壁內(nèi)增溫，或在罐壁和保溫層內(nèi)設(shè)置盤管進行增溫——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)酵罐才可進行清洗，維護管理成本高。罐壁外增溫：對換熱器進行維護，需拆下保溫層，維護管理成本也很高。一般沼氣工程增溫的熱負荷主要為發(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，熱負荷主要為發(fā)酵原料升溫，因此通過對整個發(fā)酵罐進行增溫以達到對發(fā)酵原料增溫的方法，增溫目的性不強，換熱設(shè)備投入大，且增溫效率也不高。

發(fā)明內(nèi)容

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，換熱設(shè)備投入大，增溫效率不高，維護管理成本高的缺陷，提供一種增溫效率好，可靠性高，換熱器維護管理方便，可減少增溫系統(tǒng)的設(shè)備和運行成本，有效保證罐內(nèi)發(fā)酵溫度的沼氣發(fā)酵罐增溫系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(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（1）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（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)置有進料泵（3），進料泵（3）通過發(fā)酵罐進料管（9）與發(fā)酵罐進料口（8）連接；調(diào)節(jié)池（1）上部設(shè)置有調(diào)節(jié)池進料口（13）。

上述方案中，所述調(diào)節(jié)池（1）內(nèi)設(shè)置有攪拌器（10）。

上述方案中，所述發(fā)酵罐進料口（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）。

本發(fā)明的原理是：發(fā)酵罐熱負荷主要是由發(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)酵物料進行升溫達到發(fā)酵溫度，再對發(fā)酵物料進行繼續(xù)增溫。發(fā)酵物料在發(fā)酵罐外的調(diào)節(jié)池內(nèi)進行增溫，再通過發(fā)酵原料把熱量帶入發(fā)酵罐內(nèi)，以補充發(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，實現(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)酵物料在進料泵的動力作用下進入發(fā)酵罐，可實現(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)，當進料完成后，打開保溫蓋板，可有效便捷的完成對換熱器的維護，保證長期高效的運行，在減少管理維護投入的同時，提高沼氣工程運行效率。

本發(fā)明的有益效果在于：（1）本發(fā)明設(shè)置換熱器于調(diào)節(jié)池內(nèi)，便于維護管理的同時，降低了成本，可長時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，實現(xiàn)熱量在發(fā)酵物料內(nèi)部的快速傳熱。（3）本發(fā)明通過進料泵向發(fā)酵罐泵入高溫物料，使其在進入發(fā)酵罐具有較高的動能，在實現(xiàn)物料快速傳遞的同時，實現(xiàn)了熱量的快速傳遞。（4）本發(fā)明的實用性強，可利用大中型沼氣工程本身具有調(diào)節(jié)池、攪拌器和進料泵等措施，快速現(xiàn)實本發(fā)明。

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，換熱設(shè)備投入大，增溫效率不高，維護管理成本高的缺陷，提供的沼氣發(fā)酵罐增溫系統(tǒng)增溫效率好，可靠性高，換熱器維護管理方便，可減少增溫系統(tǒng)的設(shè)備和運行成本，有效保證罐內(nèi)發(fā)酵溫度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的示意圖。

附圖中，1：調(diào)節(jié)池；2：調(diào)節(jié)池保溫層；3：進料泵；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)酵罐進料口；9：發(fā)酵罐進料管；10：攪拌器；11：換熱器；12：保溫蓋板；13：調(diào)節(jié)池進料口；14：熱水循環(huán)管。

具體實施例

下面結(jié)合附圖及實施例進一步詳述本發(fā)明，但本發(fā)明不僅限于所述實施例。

實施例一