[實用新型]用于多相流沼氣池的太陽能增溫系統

有效

• 申請號: 201520128834.0
• 申請日: 2015-03-06
• 公開（公告）號: CN204569916U
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發明（設計）人: 余南陽;譚玲;賴澤民;袁艷平;楊曉嬌
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: C12M1/107
• 分類號: C12M1/107;C12M1/02
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 張澎

技術領域

本實用新型涉及一種利用太陽能集熱技術加熱沼氣罐的裝置，屬于可再生能源技術領域。

背景技術

隨著經濟的快速發展，能源安全、氣候變暖、環境污染等問題日益嚴峻,使世界各國開始將目光聚集到新能源領域，積極探索可持續能源技術。沼氣作為一種來源廣泛、制取技術簡單、成本低廉的綠色清潔可再生能源，具有極大的開發利用潛力。

沼氣的發酵溫度是影響沼氣產生和產氣率高低的關鍵因素。在適宜的溫度范圍內才能達到較高的產氣率，溫度過低和溫度波動過大，都會引起沼氣產量的明顯下降。高寒牧區由于嚴寒的氣候條件，使得沼氣的使用和推廣收到嚴重制約。

太陽能資源清潔無污染，而且取之不盡、用之不竭。我國是太陽能資源十分豐富的國家。太陽能集熱和沼氣發酵都是非常成熟的技術，將低品位太陽能與沼氣技術相結合，可實現低品位、不穩定的太陽能、生物質能向高品位沼氣化學能的轉換，充分體現了能量綜合梯級利用。

太陽能加溫系統是通過太陽能集熱系統完成熱能的采集和傳輸，該系統節能環保、操作簡單，可實現自動運行。現有太陽能加溫系統多采用罐內添加盤管加熱的方式，這種方式易造成受熱不均，維護困難，且目前缺少能用于沼氣池的耐腐蝕、熱轉化效率高的熱交換器；沼液排放時攜帶大量的熱量，沒有采取有效的余熱回收利用方式，耗散在環境中，造成能源浪費；太陽能集熱技術易受天氣狀況的影響，加熱不穩定。

對此，中國專利CN202157071U公開了“一種多相流沼氣池”，該沼氣池利用沼氣池本體底部的流化床，將水通過通孔噴射入發酵間中，并與原料物質混合在一起。由于噴入發酵間中的水增多，從而使附著在沼氣池本體側壁上的原料物質被浸入水中，同時在水的噴射力的作用下使原料物質呈沸騰狀。此時，原料的固態物質、沼液以及發酵后產生的氣體等形成固體、液體和氣體共存的多相混合流體。該專利利用流化床的傳熱、傳質快、易于流動的特性，使發酵物質混合更充分、更均勻。若配以適當的太陽能增溫系統，對于保證冬季(特別是高寒地區)沼氣發酵正常進行具有重要意義。

實用新型內容

針對現有技術存在的缺陷，本實用新型在多相流沼氣池的基礎上，提供一種高效、穩定的外增溫式帶余熱利用的太陽能增溫系統。并使其具有減少天氣對太陽能集熱系統的影響，裝置結構簡單，易于維護等優點。

本實用新型解決其技術問題，所采用的技術方案是：

用于多相流沼氣池的太陽能增溫系統,設置在多相流沼氣池外為沼氣池內物料提供太陽能增溫，其特征在于，由太陽能集熱器1、蓄熱水箱2、熱水換熱器3、潷水篩5、壓榨機6、沼液箱7、過濾機8、加熱盤管9、蓄熱循環泵10、換熱器熱水循環泵11、給水泵12、沼液泵13和排液泵14構成太陽能增溫支路和余熱增溫支路兩個增溫支路；

所述太陽能增溫支路由與太陽能集熱器1連接的蓄熱水箱2、熱水換熱器3、沼液箱7、過濾機8、換熱器熱水循環泵11和給水泵12構成；蓄熱水箱2上方的出水口通過換熱器熱水循環泵11連接至熱水換熱器3入水口，熱水換熱器3出水口通過閥門連接至蓄熱水箱2下方回水管，構成高溫側換熱環路；多相流沼氣池4上方的排水管通過閥門連接至沼液箱7、之后再經過濾機8和?給水泵12連接至熱水換熱器3入水口，構成低溫側換熱環路；

所述余熱增溫支路由過濾機8、加熱盤管9、排液泵14構成；加熱盤管9設在多相流沼氣池4外壁，繞外壁呈螺旋狀；過濾機8通過排液泵14連接加熱盤管9，加熱盤管9的末端接至污水處理廠。

這樣，過濾機8中即將作為廢水排出的沼液，通過排液泵14泵入加熱盤管9中，利用沼液余熱對多相流沼氣池4進行加熱，之后排至污水處理廠。

本實用新型工作原理為：太陽能加溫裝置設于多相流沼氣池外，太陽能集熱裝置收集太陽能并存儲到蓄熱水箱中；循環沼液與污泥分離后進入沼液箱，沼液箱中的部分沼液經過濾裝置進入到熱水換熱器中；蓄熱水箱中的熱水通過熱水換熱器對循環沼液進行加熱；經熱水換熱器加熱后的沼液被送入到多相流沼氣池下方的流化床反應器水室，經過發酵主體后從沼氣池上方排水管排至沼液箱，再泵入換熱器中，如此循環利用沼液對沼氣池內的料液進行增溫；沼氣池外壁設置加熱盤管，經過濾裝置過濾后的沼液，在排出前先通過加熱盤管，利用沼液余熱加熱多相流沼氣池。