[實用新型]沼氣發酵反應器外部增溫換熱系統

有效

• 申請號: 201822052557.6
• 申請日: 2018-12-07
• 公開（公告）號: CN209193981U
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 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

本實用新型涉及沼氣發酵反應器外部增溫換熱系統及工作方法，屬于沼氣工程技術領域。本實用新型為解決現有沼氣工程發酵反應器加熱方式換熱效率低，熱損耗大的問題，提供了一種沼氣發酵反應器外部增溫換熱系統，包括發酵罐反應器、換熱器、加熱器、沼液循環管路、加熱循環管路、熱媒循環管路；液體熱媒進入熱媒循環管路的吸熱段，在負壓作用下吸收加熱循環管路的熱量蒸發成氣體；氣體熱媒進入熱媒循環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釋放的熱量完成增溫。本實用新型以熱媒發生物理狀態變化時吸熱和放熱作為換熱媒介，將沼液引至罐外進行增溫，增加換熱接觸面積，提升沼液的增溫響應速度，換熱效率高于傳統內換熱形式。

技術領域

本實用新型屬于沼氣工程技術領域，尤其涉及沼氣發酵反應器外部增溫換熱系統。

背景技術

沼氣作為一種清潔的生物質能源，集環保效益和經濟效益于一體，其開發利用是解決能源緊張形勢下能源供應問題的有效舉措。沼氣是有機物質在適宜溫度下經過厭氧微生物的發酵作用產生的，溫度是沼氣發酵的關鍵因素。發酵溫度低，則厭氧微生物的活性低，造成工程運行效率低，因而能源效益也低。

為保證沼氣的正常發酵生產，發酵溫度必須穩定在一定范圍內。尤其在冬季或夜間，為維持沼氣發酵適宜溫度，需要對沼液進行增溫處理。目前，沼氣工程發酵反應器主要采用發酵罐體內或發酵罐外側壁設置加熱盤管的方式對加熱發酵罐內沼液進行加熱，換熱效率低，熱損耗大。

發明內容

為解決現有沼氣工程發酵反應器加熱方式換熱效率低，熱損耗大的問題，本實用新型提供了一種沼氣發酵反應器外部增溫換熱系統。

本實用新型的技術方案：

沼氣發酵反應器外部增溫換熱系統，包括發酵罐反應器、換熱器和加熱器；

所述發酵罐反應器罐外設有與其內部連通的沼液循環管路，所述沼液循環管路上設有第一閥門、第二閥門和沼液循環泵；

所述加熱器與加熱循環管路連通，所述加熱循環管路上設有第三閥門、第四閥門和加熱循環泵；

所述換熱器內設有熱媒循環管路；

所述換熱器內還設有冷凝器，所述沼液循環管路的換熱段與熱媒循環管路的放熱段共同固定設置于冷凝器內；

所述換熱器內還設有蒸發器，所述熱媒循環管路的吸熱段與加熱循環管路的加熱段共同固定設置于蒸發器內；

所述熱媒循環管路的放熱段設有放熱進水閥門和放熱出水閥門，所述熱媒循環管路的吸熱段設有吸熱進水閥門和吸熱出水閥門；

所述放熱進水閥門和吸熱出水閥門之間設有風機；

所述放熱出水閥門和吸熱進水閥門之間設有熱媒緩沖罐，所述熱媒緩沖罐與熱媒循環管路連通。

進一步的，所述熱媒緩沖罐內設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，控制放熱進水閥門、吸熱出水閥門和風機的開啟；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水閥門的關閉。

進一步的，所述熱媒緩沖罐內還設有補液傳感器和注液閥門。

進一步的，所述加熱器為太陽能加熱器或鍋爐加熱器。

本實用新型提供的沼氣發酵反應器外部增溫換熱系統的工作方法：

開啟加熱循環管路上的第三閥門、第四閥門和加熱循環泵，使加熱器產生的熱水在加熱循環管路內流動；

開啟沼液循環管路上的第一閥門、第二閥門和沼液循環泵，使沼液在沼液循環管路內流動；