[發(fā)明專利]沼氣發(fā)酵反應(yīng)器外部增溫?fù)Q熱系統(tǒng)及工作方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811496456.6
• 申請(qǐng)日: 2018-12-07
• 公開（公告）號(hào): CN109401954A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周闖;王欣;劉偉;秦國(guó)輝;王玉鵬;徐曉秋;羅向東;樊磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 黑龍江省能源環(huán)境研究院
• 主分類號(hào): C12M1/38
• 分類號(hào): 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(wù)所(普通合伙) 23209
• 代理人: 劉坤

本發(fā)明涉及沼氣發(fā)酵反應(yīng)器外部增溫?fù)Q熱系統(tǒng)及工作方法，屬于沼氣工程技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明為解決現(xiàn)有沼氣工程發(fā)酵反應(yīng)器加熱方式換熱效率低，熱損耗大的問(wèn)題，提供了一種沼氣發(fā)酵反應(yīng)器外部增溫?fù)Q熱系統(tǒng)，包括發(fā)酵罐反應(yīng)器、換熱器、加熱器、沼液循環(huán)管路、加熱循環(huán)管路、熱媒循環(huán)管路；液體熱媒進(jìn)入熱媒循環(huán)管路的吸熱段，在負(fù)壓作用下吸收加熱循環(huán)管路的熱量蒸發(fā)成氣體；氣體熱媒進(jìn)入熱媒循環(huán)管路的放熱段并在正壓作用下液化，沼液吸收氣體熱媒液化時(shí)釋放的熱量完成增溫。本發(fā)明以熱媒發(fā)生物理狀態(tài)變化時(shí)吸熱和放熱作為換熱媒介，將沼液引至罐外進(jìn)行增溫，增加換熱接觸面積，提升沼液的增溫響應(yīng)速度，換熱效率高于傳統(tǒng)的內(nèi)換熱形式。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于沼氣工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及沼氣發(fā)酵反應(yīng)器外部增溫?fù)Q熱系統(tǒng)及工作方法。

背景技術(shù)

沼氣作為一種清潔的生物質(zhì)能源，集環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益于一體，其開發(fā)利用是解決能源緊張形勢(shì)下能源供應(yīng)問(wèn)題的有效舉措。沼氣是有機(jī)物質(zhì)在適宜溫度下經(jīng)過(guò)厭氧微生物的發(fā)酵作用產(chǎn)生的，溫度是沼氣發(fā)酵的關(guān)鍵因素。發(fā)酵溫度低，則厭氧微生物的活性低，造成工程運(yùn)行效率低，因而能源效益也低。

為保證沼氣的正常發(fā)酵生產(chǎn)，發(fā)酵溫度必須穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)。尤其在冬季或夜間，為維持沼氣發(fā)酵適宜溫度，需要對(duì)沼液進(jìn)行增溫處理。目前，沼氣工程發(fā)酵反應(yīng)器主要采用發(fā)酵罐體內(nèi)或發(fā)酵罐外側(cè)壁設(shè)置加熱盤管的方式對(duì)加熱發(fā)酵罐內(nèi)沼液進(jìn)行加熱，換熱效率低，熱損耗大。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有沼氣工程發(fā)酵反應(yīng)器加熱方式換熱效率低，熱損耗大的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種沼氣發(fā)酵反應(yīng)器外部增溫?fù)Q熱系統(tǒng)及工作方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

沼氣發(fā)酵反應(yīng)器外部增溫?fù)Q熱系統(tǒng)，包括發(fā)酵罐反應(yīng)器、換熱器和加熱器；

所述發(fā)酵罐反應(yīng)器罐外設(shè)有與其內(nèi)部連通的沼液循環(huán)管路，所述沼液循環(huán)管路上設(shè)有第一閥門、第二閥門和沼液循環(huán)泵；

所述加熱器與加熱循環(huán)管路連通，所述加熱循環(huán)管路上設(shè)有第三閥門、第四閥門和加熱循環(huán)泵；

所述換熱器內(nèi)設(shè)有熱媒循環(huán)管路；

所述換熱器內(nèi)還設(shè)有冷凝器，所述沼液循環(huán)管路的換熱段與熱媒循環(huán)管路的放熱段共同固定設(shè)置于冷凝器內(nèi)；

所述換熱器內(nèi)還設(shè)有蒸發(fā)器，所述熱媒循環(huán)管路的吸熱段與加熱循環(huán)管路的加熱段共同固定設(shè)置于蒸發(fā)器內(nèi)；

所述熱媒循環(huán)管路的放熱段設(shè)有放熱進(jìn)水閥門和放熱出水閥門，所述熱媒循環(huán)管路的吸熱段設(shè)有吸熱進(jìn)水閥門和吸熱出水閥門；

所述放熱進(jìn)水閥門和吸熱出水閥門之間設(shè)有風(fēng)機(jī)；

所述放熱出水閥門和吸熱進(jìn)水閥門之間設(shè)有熱媒緩沖罐，所述熱媒緩沖罐與熱媒循環(huán)管路連通。

進(jìn)一步的，所述熱媒緩沖罐內(nèi)設(shè)有上液位傳感器和下液位傳感器，所述上液位傳感器與控制器相連，控制放熱進(jìn)水閥門、吸熱出水閥門和風(fēng)機(jī)的開啟；所述下液位傳感器與控制器相連，控制放熱出水閥門和吸熱進(jìn)水閥門的關(guān)閉。

進(jìn)一步的，所述熱媒緩沖罐內(nèi)還設(shè)有補(bǔ)液傳感器和注液閥門。

進(jìn)一步的，所述加熱器為太陽(yáng)能加熱器或鍋爐加熱器。

本發(fā)明提供的沼氣發(fā)酵反應(yīng)器外部增溫?fù)Q熱系統(tǒng)的工作方法：

開啟加熱循環(huán)管路上的第三閥門、第四閥門和加熱循環(huán)泵，使加熱器產(chǎn)生的熱水在加熱循環(huán)管路內(nèi)流動(dòng)；

開啟沼液循環(huán)管路上的第一閥門、第二閥門和沼液循環(huán)泵，使沼液在沼液循環(huán)管路內(nèi)流動(dòng)；