[發明專利]一種沼氣工程余熱利用裝置及其方法

在審

• 申請號: 201710154326.3
• 申請日: 2017-03-15
• 公開（公告）號: CN108624479A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 王強;張有剛;丁祥;高文峰;李瓊
• 申請（專利權）人: 云南師范大學
• 主分類號: C12M1/107
• 分類號: C12M1/107;C12M1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種沼氣工程余熱利用裝置及其方法，包括發酵罐、沼氣發電機、余熱鍋爐和余熱換熱器，所述沼氣發電機的煙道出口連接到余熱鍋爐的入口，所述余熱鍋爐用于回收沼氣發電機排氣中的熱量；沼氣發電機煙道出口還通過煙氣旁路管道閥門與余熱換熱器的輸入端連接，發酵罐通過熱水循環泵與余熱換熱器的輸入端連接，余熱換熱器的輸出端與發酵罐的輸入端相連。本發明無需配置熱水儲罐，降低工程造價，提高煙氣余熱利用率。

技術領域

本發明涉及沼氣工程技術領域，具體的涉及一種沼氣工程余熱利用裝置及其方法。

背景技術

目前在世界范圍內，石油、天然氣、煤炭等化石燃料日益緊缺， 由于化石燃料的不可再生性，各國都在積極尋找和研究替代性能源。 與化石能源相比，生物質能源具有十分明顯的優勢，是一種集環保效益和經濟效益于一體的可再生能源形式。同時，中國經濟的快速發展也帶來了嚴重的環境問題，改善生態環境，實現經濟的可持續發展是中國未來發展的政策重點。生物質廢棄物排放造成的水體污染和土地污染已經嚴重制約我國經濟可持續發展，工業生物質廢棄物燃氣化利用技術的規模化符合國家重大需求和社會經濟發展需要，其發展對生態環境治理，改善健康衛生條件，實現廢物資源化利用，提升環保裝備制造業整體水平，統籌城鄉一體化發展等均具有重要意義。

目前沼氣工程配套的沼氣發電機組也配套了余熱鍋爐回收機組排氣中熱量，余熱鍋爐將汽水分離器的飽和水加熱為汽水混合物回到汽水分離器進行汽水分離產生1.0MPa的飽和蒸汽量蒸汽供給熱用戶。發酵罐正常運行需要大量的70℃左右的熱水，而且用熱水時間和用量隨罐內進出料的情況變化，所以厭氧發酵系統配置了大型的熱水儲罐。熱水儲罐內的熱水由蒸汽換熱器制取，并根據熱儲罐溫控系統控制蒸汽換熱器的運行和停止。

上述現有技術存在下列缺點：

（1）沼氣工程內需要配置單獨的蒸汽換熱器，余熱利用率低，且增加工程造價；

（2）沼氣工程需要配置大型的熱水儲罐，造價高，占地面積大，維護使用較復雜。

發明內容

本發明針對上述技術問題，提供一種沼氣工程余熱利用裝置及其方法，無需配置熱水儲罐，降低工程造價，提高煙氣余熱利用率。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種沼氣工程余熱利用裝置，包括發酵罐、沼氣發電機、余熱鍋爐和余熱換熱器，所述沼氣發電機的煙道出口與余熱換熱器的輸入端連接，所述發酵罐的熱水出口與所述余熱換熱器的輸入端連接，所述余熱換熱器的輸出端與發酵罐的輸入端相連。

優選的，所述沼氣發電機的煙道出口通過煙氣旁路管道閥門與余熱換熱器的輸入端連接，所述發酵罐通過熱水循環泵與余熱換熱器的輸入端連接。

優選的，所述余熱鍋爐的輸入端與所述沼氣發電機的煙道出口相連。

本發明還公開了一種沼氣工程余熱利用方法，包括發酵罐和沼氣發電機，在所述沼氣發電機的煙道出口增設煙氣旁路管道，煙氣旁路管道和發酵罐的熱水出口同時連接一套余熱換熱器，所述余熱換熱器的輸出端與發酵罐的輸入端相連；當發酵罐需要用熱水時，沼氣發電機的煙氣通過煙氣旁路管道進入余熱換熱器，發酵罐的熱水通過熱水出口也進入余熱換熱器與沼氣發電機的煙氣直接換熱，生成熱水后返回發酵罐內。

優選的，所述余熱鍋爐的輸入端與所述沼氣發電機的煙道出口相連；當發酵罐不需要熱水加熱時，煙道氣全部進入余熱鍋爐制取蒸汽。

本發明在大中型沼氣工程中引入余熱換熱器，采用快裝模塊化余熱利用技術，不但大大提升了沼氣工程整體技術水平，而且是一種解決發酵罐升溫保溫、耗費能源問題的一種途徑和切實可行的方法。