CN104877903A - 沼气发酵罐增温系统 - Google Patents

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孔垂雪
梅自力
杜毓辉
李江
席江
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Abstract

本发明属于可再生能源开发领域内的一种沼气发酵罐增温系统，由调节池（1）和换热器（11）构成，换热器（11）均匀布置在调节池（1）内，换热器（11）与热水循环管（14）相连；调节池（1）外侧设置有调节池保温层（2），调节池（1）顶部设置有保温盖板（12）；调节池（1）内设置有进料泵（3），进料泵（3）通过发酵罐进料管（9）与发酵罐进料口（8）连接；调节池（1）上部设置有调节池进料口（13）。本发明克服了现有技术中增温目的性不强，换热设备投入大，增温效率不高，维护管理成本高的缺陷，提供的沼气发酵罐增温系统增温效率好，可靠性高，换热器维护管理方便，可减少增温系统的设备和运行成本，有效保证罐内发酵温度。

Description

沼气发酵罐增温系统
技术领域
本发明属于可再生能源开发领域，具体涉及一种沼气发酵罐增温系统。
背景技术
温度是沼气发酵的关键性因素。发酵温度低，厌氧微生物性也低，造成工程运行效率低，因而能源效益也低。一般大中型沼气池都采取增温措施，以维持沼液的最佳发酵温度。现阶段大中型沼气工程，增温措施基本采用对发酵罐体进行增温。多采用在发酵罐内部增设换热器进行增温——罐壁内增温，或在罐壁和保温层内设置盘管进行增温——罐壁外增温。罐壁内增温：由于发酵液中料液浓度高，容易在换热器外形成污垢，造成热交换效率降低，需清空发酵罐才可进行清洗，维护管理成本高。罐壁外增温：对换热器进行维护，需拆下保温层，维护管理成本也很高。一般沼气工程增温的热负荷主要为发酵罐散热和发酵原料升温，对于保温措施良好的发酵罐，热负荷主要为发酵原料升温，因此通过对整个发酵罐进行增温以达到对发酵原料增温的方法，增温目的性不强，换热设备投入大，且增温效率也不高。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中增温目的性不强，换热设备投入大，增温效率不高，维护管理成本高的缺陷，提供一种增温效率好，可靠性高，换热器维护管理方便，可减少增温系统的设备和运行成本，有效保证罐内发酵温度的沼气发酵罐增温系统。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明的沼气发酵罐增温系统，主要由调节池（1）和换热器（11）构成，其特征在于换热器（11）均匀布置在调节池（1）内，换热器（11）与热水循环管（14）相连；调节池（1）外侧设置有调节池保温层（2），调节池（1）顶部设置有保温盖板（12）；调节池（1）内设置有进料泵（3），进料泵（3）通过发酵罐进料管（9）与发酵罐进料口（8）连接；调节池（1）上部设置有调节池进料口（13）。
上述方案中，所述调节池（1）内设置有搅拌器（10）。
上述方案中，所述发酵罐进料口（8）设置在发酵罐（4）底部，发酵罐（4）罐壁外侧设置有发酵罐保温层（5），发酵罐（4）底部设置有发酵罐出料口（6），发酵罐（4）顶部设置有沼气出管（7）。
本发明的原理是：发酵罐热负荷主要是由发酵罐散热和发酵物料升温两部分组成，对于保温性能良好的发酵罐，发酵罐散热量相对较少，主要为发酵物料升温，因此可对发酵物料进行升温达到发酵温度，再对发酵物料进行继续增温。发酵物料在发酵罐外的调节池内进行增温，再通过发酵原料把热量带入发酵罐内，以补充发酵系统的热量散失。换热器设置在调节池内，并通过搅拌器增加发酵液的流速，提升换热器与发酵物料的对流换热系数，以加快热交换。采用发酵物料在调节池内增温，由于发酵物料相对于整个发酵罐的料液较少，因此换热器面积也可相应的减少，因而可节省换热设备的投入。搅拌器对发酵物料的加速作用，可提升增温速率的同时，实现物料的快速传送传热。在增温的过程中，由于发酵罐保温层和保温盖板的保温作用，可有效防止发酵物料的热散失。高温发酵物料在进料泵的动力作用下进入发酵罐，可实现热量在发酵罐内的快速传热，有效的提升了增温效率。换热器在调节池内，当进料完成后，打开保温盖板，可有效便捷的完成对换热器的维护，保证长期高效的运行，在减少管理维护投入的同时，提高沼气工程运行效率。
本发明的有益效果在于：（1）本发明设置换热器于调节池内，便于维护管理的同时，降低了成本，可长时间保证其具有高换热效率。（2）本发明在调节池内增温，通过搅拌器提高换热效率的同时，实现热量在发酵物料内部的快速传热。（3）本发明通过进料泵向发酵罐泵入高温物料，使其在进入发酵罐具有较高的动能，在实现物料快速传递的同时，实现了热量的快速传递。（4）本发明的实用性强，可利用大中型沼气工程本身具有调节池、搅拌器和进料泵等措施，快速现实本发明。
综上所述，本发明克服了现有技术中增温目的性不强，换热设备投入大，增温效率不高，维护管理成本高的缺陷，提供的沼气发酵罐增温系统增温效率好，可靠性高，换热器维护管理方便，可减少增温系统的设备和运行成本，有效保证罐内发酵温度。
附图说明
图1是本发明的示意图。
附图中，1：调节池；2：调节池保温层；3：进料泵；4：发酵罐；5：发酵罐保温层；6：发酵罐出料口；7：沼气出管；8：发酵罐进料口；9：发酵罐进料管；10：搅拌器；11：换热器；12：保温盖板；13：调节池进料口；14：热水循环管。
具体实施例
下面结合附图及实施例进一步详述本发明，但本发明不仅限于所述实施例。
实施例一
本例的沼气发酵罐增温系统如图1所示，主要由调节池1和换热器11构成，换热器11均匀布置在调节池1内，换热器11与热水循环管14相连；调节池1外侧设置有调节池保温层2，调节池1顶部设置有保温盖板12；调节池1内设置有进料泵3，进料泵3通过发酵罐进料管9与发酵罐进料口8连接；调节池1上部设置有调节池进料口13。调节池1内设置有搅拌器10。
发酵罐进料口8设置在发酵罐4底部，发酵罐4罐壁外侧设置有发酵罐保温层5，发酵罐4底部设置有发酵罐出料口6，发酵罐4顶部设置有沼气出管7。
发酵罐4外设置发酵罐保温层5，可保证发酵罐4内的日料液温降不低于2℃；在调节池1外设置好调节池保温层2和保温盖板12，保证调节池1的保温性能。
操作时，增温系统开启前，先通过温度计监测发酵罐4罐内的料液温度，对比上次进料前的监测温度，计算除原料升温负荷外的发酵罐1罐体等的热量散失，即发酵物料到达发酵温度后，还需要上升的热量，最终确定调节池1内需要达到的温度。
发酵物料由调节池进料口13进入调节池1后，开启搅拌器10，待调质均匀后，连通热水循环管14，换热介质通过热水循环管14把热量带到换热器11与发酵液进行热交换，当调节池1的发酵物料达到期望温度后，断开热水循环管14，打开进料泵3，完成高温物料的进料，以实现快速、高效增温。进料完毕后，关闭搅拌器10后，打开保温盖板12，完成对换热器11的清理和维护，延长其使用寿命。
实施例二
本例的沼气发酵罐增温系统，除不设置搅拌器10外，其余同实施例一。
本例的操作中，发酵物料由调节池进料口13进入调节池1后，连通热水循环管14，换热介质通过热水循环管14把热量带到换热器11与发酵液进行热交换。其余同实施例一。

Claims (3)

1.一种沼气发酵罐增温系统，主要由调节池（1）和换热器（11）构成，其特征在于换热器（11）均匀布置在调节池（1）内，换热器（11）与热水循环管（14）相连；调节池（1）外侧设置有调节池保温层（2），调节池（1）顶部设置有保温盖板（12）；调节池（1）内设置有进料泵（3），进料泵（3）通过发酵罐进料管（9）与发酵罐进料口（8）连接；调节池（1）上部设置有调节池进料口（13）。
2.根据权利要求1所述沼气发酵罐增温系统，其特征在于所述调节池（1）内设置有搅拌器（10）。
3.根据权利要求1所述沼气发酵罐增温系统，其特征在于所述发酵罐进料口（8）设置在发酵罐（4）底部，发酵罐（4）罐壁外侧设置有发酵罐保温层（5），发酵罐（4）底部设置有发酵罐出料口（6），发酵罐（4）顶部设置有沼气出管（7）。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110184183A (zh) * 2018-12-28 2019-08-30 河南农业大学 一种供热均匀的热管集成发酵系统

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