[發明專利]沼氣發酵反應器外部增溫換熱系統及工作方法

在審

• 申請號: 201811496456.6
• 申請日: 2018-12-07
• 公開（公告）號: CN109401954A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 周闖;王欣;劉偉;秦國輝;王玉鵬;徐曉秋;羅向東;樊磊
• 申請（專利權）人: 黑龍江省能源環境研究院
• 主分類號: C12M1/38
• 分類號: C12M1/38;C12M1/36;C12M1/107;C12M1/02;C12M1/00
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 劉坤

1.沼氣發酵反應器外部增溫換熱系統，其特征在于，包括發酵罐反應器(1)、換熱器(2)和加熱器(3)；

所述發酵罐反應器(1)罐外設有與其內部連通的沼液循環管路(4)，所述沼液循環管路(4)上設有第一閥門(401)、第二閥門(402)和沼液循環泵(403)；

所述加熱器(3)與加熱循環管路(6)連通，所述加熱循環管路(6)上設有第三閥門(601)、第四閥門(602)和加熱循環泵(603)；

所述換熱器(2)內設有熱媒循環管路(5)；

所述換熱器(2)內還設有冷凝器(7)，所述沼液循環管路(4)的換熱段(41)與熱媒循環管路(5)的放熱段(51)共同固定設置于冷凝器(7)內；

所述換熱器(2)內還設有蒸發器(8)，所述熱媒循環管路(5)的吸熱段(52)與加熱循環管路(6)的加熱段(61)共同固定設置于蒸發器(8)內；

所述熱媒循環管路(5)的放熱段(51)設有放熱進水閥門(501)和放熱出水閥門(502)，所述熱媒循環管路(5)的吸熱段(52)設有吸熱進水閥門(503)和吸熱出水閥門(504)；

所述放熱進水閥門(501)和吸熱出水閥門(504)之間設有風機(505)；

所述放熱出水閥門(502)和吸熱進水閥門(503)之間設有熱媒緩沖罐(9)，所述熱媒緩沖罐(9)與熱媒循環管路(5)連通。

2.根據權利要求1所述沼氣發酵反應器外部增溫換熱系統，其特征在于，所述熱媒緩沖罐(9)內設有上液位傳感器(901)和下液位傳感器(902)，所述上液位傳感器(901)與控制器相連，控制放熱進水閥門(501)、吸熱出水閥門(504)和風機(505)的開啟；所述下液位傳感器(902)與控制器相連，控制放熱出水閥門(502)和吸熱進水閥門(503)的關閉。

3.根據權利要求1或2所述沼氣發酵反應器外部增溫換熱系統，其特征在于，所述熱媒緩沖罐(9)內還設有補液傳感器(903)和注液閥門(904)。

4.根據權利要求3所述沼氣發酵反應器外部增溫換熱系統，其特征在于，所述加熱器(3)為太陽能加熱器或鍋爐加熱器。

5.權利要求1所述沼氣發酵反應器外部增溫換熱系統的工作方法，其特征在于，

開啟加熱循環管路(6)上的第三閥門(601)、第四閥門(602)和加熱循環泵(603)，使加熱器(3)產生的熱水在加熱循環管路(6)內流動；

開啟沼液循環管路(4)上的第一閥門(401)、第二閥門(402)和沼液循環泵(403)，使沼液在沼液循環管路(4)內流動；

開啟熱媒循環管路(5)上的放熱進水閥門(501)、放熱出水閥門(502)、吸熱進水閥門(503)、吸熱出水閥門(504)和風機(505)，在風機(505)作用下，熱媒緩沖罐(9)內的液體熱媒進入蒸發器(8)內熱媒循環管路(5)的吸熱段(52)，當熱媒緩沖罐(9)內液體熱媒的液位下降至一定位置時，關閉放熱出水閥門(502)和吸熱進水閥門(503)，此時在風機(505)的作用下，蒸發器(8)內熱媒循環管路(5)吸熱段(52)開始形成負壓，液體熱媒在負壓作用下吸收加熱循環管路(6)加熱段(61)內熱水的熱量蒸發成氣體，形成攜帶熱量的氣體熱媒；

熱媒循環管路(5)吸熱段(52)內的氣體熱媒在風機(505)作用下進入冷凝器(7)內熱媒循環管路(5)的放熱段(51)，放熱段(51)內的氣體熱媒在風機(505)產生的正壓作用下發生液化并釋放出熱量，沼液循環管路(4)換熱段(41)內的沼液吸收氣體熱媒液化時釋放的熱量完成增溫。

6.根據權利要求5所述沼氣發酵反應器外部增溫換熱系統的工作方法，其特征在于，所述氣體熱媒在冷凝器(7)內熱媒循環管路(5)的放熱段(51)發生液化冷凝為液體熱媒后，關閉放熱進水閥門(501)、吸熱出水閥門(504)和風機(505)，開啟放熱出水閥門(502)和吸熱進水閥門(503)，使液體熱媒流回熱媒緩沖罐(9)內，繼續利用熱媒在蒸發器和冷凝器中進行吸熱和放熱的循環為沼液增溫。