CN107043694A

CN107043694A - 一种秸秆发酵制取沼气用厌氧罐的增温保温方法

Info

Publication number: CN107043694A
Application number: CN201710284026.7A
Authority: CN
Inventors: 尹健; 曹勇; 王瑞兵
Original assignee: Dong'e Greenland Bioenergy Technology Co Ltd
Current assignee: Dong'e Greenland Bioenergy Technology Co Ltd
Priority date: 2017-04-26
Filing date: 2017-04-26
Publication date: 2017-08-15

Abstract

一种秸秆发酵制取沼气用厌氧罐的增温保温方法，包括太阳能集热器（6）、中间热水罐（S）、循环泵（H）、空气源热泵（K）、热水泵（N），通过管路连接构成循环增温保温系统，对厌氧罐（Y）进行加温保温，中间热水罐（S）通过热水泵（N）和热水管（13）将热水输入厌氧罐（Y）的夹层水套（T）,循环过的温水通过回水管（15）输回中间热水罐（S）,空气源热泵（K）通过热源水管（10）向中间热水罐（S）输入热水，循环水管（12）和循环泵（H）将回水管（15）输回中间热水罐（S）的温水输入空气源热泵（K）。电气柜（D）和计算机（J）控制各个阀门开启与关闭，按预定程序自动调节水温。本发明能够保持厌氧罐（Y）内发酵温度恒温，满足持续生产制取沼气的需求，能耗低，排放少，效益高。

Description

一种秸秆发酵制取沼气用厌氧罐的增温保温方法

技术领域

本发明涉及秸秆发酵制取沼气的方法，尤其涉及秸秆进行发酵过程中的加温方法。

背景技术

目前国内利用秸秆制取沼气必须经过发酵过程，一般采用厌氧罐加温发酵方式。厌氧罐加温所需的循环热水，大多采用太阳能加温供热。由于我国北方冬季气温偏低，在循环过程中热水温度不均衡，不利于秸秆的发酵和制取沼气设备的运行，对沼气的持续制取形成了阻力。冬季为了获取热量，部分企业采取燃煤锅炉对循环水进行加热，作为秸秆发酵所需加温的补充措施，虽然能够达到加热循环水的效果，但是增加了生产成本，长期运行投资较大，加重了企业负担，而且与国家的节能环保政策不相符。因此，如何在保证循环水的加热效果、满足秸秆发酵的加温需要的同时，达到节能环保、节约成本、增加效益的目的，是目前国内沼气制取企业面临的共同问题。

发明内容

本发明的目的，就是提供一种能够保持厌氧罐内相对恒温的加热方法，防止罐内发酵温度过高或过低造成厌氧条件紊乱影响沼气的持续生产，从而实现节能减排，减轻污染，保护环境，持续均衡地生产沼气，降低成本，满足生产需要，提高经济社会效益。

本发明的任务是这样完成的：设计一种秸秆发酵制取沼气用厌氧罐的增温保温方法，包括太阳能集热器、中间热水罐、循环泵、空气源热泵、热水泵，通过管路连接构成循环增温保温系统，向厌氧罐的夹层水套内输送热水，对厌氧罐进行加温，太阳能集热器通过太阳能热水管连接中间热水罐，太阳能集热器的热水通过太阳能热水管进入中间热水罐,中间热水罐通过热水管、回水管分别连接厌氧罐的夹层水套，热水管的管路连接厌氧罐补水管和补水阀，厌氧罐补水管与厌氧罐的内腔连通，热水管的管路上连接热水泵，回水管上装设回水阀，中间热水罐、太阳能集热器分别连通供水管和供水阀，根据需要各自进行补水。中间热水罐通过热水泵和热水管将热水输入厌氧罐的夹层水套,夹层水套中循环过的温水通过回水管输回中间热水罐,空气源热泵通过热源水管、循环水管分别连接中间热水罐，通过热源水管向中间热水罐输入热水，再通过热水泵和热水管输入厌氧罐的夹层水套。循环水管和循环泵将回水管输回中间热水罐的温水输入空气源热泵，再加温后通过热源水管输入中间热水罐，进行循环应用。

循环增温保温系统由电气柜进行控制，各个阀门仪表分别通过信号线连接电气柜，将信号反馈到电气柜，电气柜中设有集成电路，通过信号缆将反馈信号输送给计算机，计算机根据收集到的信号向电气柜发出指令，电气柜通过信号线连接控制各个阀门开启与关闭，按照设定的程序自动调节。空气源热泵通过热源水管和热源水管阀连接中间热水罐，将空气源热泵加热的水输入中间热水罐，中间热水罐另外通过循环泵和循环水管与空气源热泵相连接，将回水管输回中间热水罐的温水输入空气源热泵。

实际应用中，厌氧罐发酵制取沼气正常运行是依靠太阳能集热器将水加热，通过太阳能热水管输入中间热水罐，再由热水泵和热水管输送到厌氧罐的夹层水套内，提供厌氧罐内秸秆升温发酵所用的循环热水。当太阳能集热器提供的的热水温度达不到厌氧罐内秸秆发酵的需要时，厌氧罐的温度计将信号反馈到电气柜，电气柜控制空气热源泵将加热的水通过热源水管输入中间热水罐，再由热水泵和热水管输入厌氧罐的夹层水套中，对厌氧罐内腔进行加热，保证厌氧罐内持续恒温，满足秸秆升温发酵进行沼气生产的需要。热水在厌氧罐的夹层水套中经过循环之后，降低温度的温水通过回水管流回到中间热水罐，通过循环泵和循环水管将中间热水罐内的温水输入空气热源泵，再进行加热。厌氧罐内的水温过高时，电气柜控制开启供水阀，通过供水管和供水阀向中间热水罐内注入新水，调整降低热水管输入厌氧罐的水温，保持厌氧罐内持续恒温，满足秸秆升温发酵进行沼气生产的需要。整个加温供水循环系统由电气柜进行控制，各个阀门仪表通过信号线连接电气柜，将各个信号反馈到电气柜中的集成电路，电气柜通过通过信号缆连接计算机，将信号输送给计算机，计算机根据收集到的信号发出指令，通过电气柜控制各个阀门的开启与关闭，按照设定的步骤程序自动调节循环水温，保持厌氧罐夹层水套中的水温恒定，维持秸秆发酵所需的发酵温度，同时中间热水罐连接供水管和供水阀，对中间热水罐进行调节补充新水。实施之后效果很好，保证了厌氧罐内秸秆发酵所需的温度恒定，能够持续稳定地制取沼气。

按照上述方案进行实施和试验，证明本发明的工艺设计合理，工艺路线运行可靠，保持了加热水温的恒温，维持厌氧罐内的温度稳定，能够满足厌氧罐内秸秆发酵的需求，降低了能耗，减少了排放污染，保护了环境，保证了厌氧罐持续稳定地制取沼气,较好地达到了预定目的。

附图说明

图1是本发明的设施连接布置示意图；

图中，1—上料管，2—输气管，3—厌氧罐补水管，4—补水阀，5—供水管，6—太阳能集热器，7—太阳能上水阀，8—太阳能热水阀，9—太阳能热水管，10—热源水管，11—热源阀，12—循环水管，13—热水管，14—回水阀，15—回水管，16—回流管，17—回流阀；D—电气柜，F—液位计，H—循环泵，J—计算机，K—空气源热泵，L—信号缆，N—热水泵,S—中间热水罐,T—夹层水套，W—温度计，X—信号线，Y—厌氧罐。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。

参阅图1,，本发明包括太阳能集热器6、中间热水罐S、循环泵H、空气源热泵K、热水泵N，通过管路连接构成循环增温保温系统，向厌氧罐Y的夹层水套T内输送热水，对厌氧罐Y进行加温，太阳能集热器6通过太阳能热水管9连接中间热水罐S，太阳能集热器6的热水通过太阳能热水管9进入中间热水罐S,中间热水罐S通过热水管13、回水管15分别连接厌氧罐Y的夹层水套T，热水管13的管路连接厌氧罐补水管3和补水阀，厌氧罐补水管3与厌氧罐Y的内腔连通，可根据需要向厌氧罐Y的内腔中注入热水。热水管13管路上装设热水泵N，回水管15上装设回水阀14，中间热水罐S和太阳能集热器6分别连通供水管5，可根据需要各自进行补水。中间热水罐S通过热水泵N和热水管13将热水输入厌氧罐Y的夹层水套T,夹层水套T中循环过的温水通过回水管15输回中间热水罐S,空气源热泵K通过热源水管10、循环水管1分别2连接中间热水罐S，通过热源水管10向中间热水罐S输入热水，通过热水泵N和热水管13输入厌氧罐Y的夹层水套T,循环水管12和循环泵H将中间热水罐S的温水输回空气源热泵K，加热后通过热源水管10输入中间热水罐S，循环应用。

循环增温保温系统由电气柜D进行控制，各个阀门仪表分别通过信号线X连接电气柜D，将信号反馈到电气柜D，电气柜D中设有集成电路，通过信号缆L将反馈信号输送给计算机J，计算机J根据收集到的信号向电气柜D发出指令，电气柜D通过信号线X连接控制各个阀门开启与关闭，按照设定的程序自动调节空气源热泵K通过热源水管10和热源水管阀11连接中间热水罐S，将空气源热泵K加热的水输入中间热水罐S，中间热水罐S另外通过循环泵H和循环水管12与空气源热泵K相连接，将回水管3输回中间热水罐S的温水输入空气源热泵K。空气源热泵K设置在中间热水罐S附近，厌氧罐Y内设置液位计F和温度计W，对厌氧罐Y内料液的液位和温度进行实时监控测量，将实测的数据及时传送到电气柜D。厌氧罐Y顶部连接上料管1和输气管2，通过上料管1对厌氧罐Y内进行补料送料，通过输气管2将厌氧罐Y内产生的混合沼气输送到下一工序，由脱水装置进行脱水处理。

实际应用中，厌氧罐Y发酵制取沼气正常运行依靠太阳能集热器6将水加热，通过太阳能热水管9输入中间热水罐S，再由热水泵N和热水管13输送到厌氧罐Y的夹层水套T内，提供厌氧罐Y内秸秆升温发酵所用的循环热水。当太阳能集热器6提供的的热水温度达不到厌氧罐Y内秸秆发酵的需要时，厌氧罐Y的温度计W将信号反馈到电气柜D，电气柜D控制空气热源泵K将加热的水通过热源水管10输入中间热水罐S，再由热水泵N和热水管13输入厌氧罐Y的夹层水套T中，对厌氧罐Y内腔进行加热，保证厌氧罐Y内持续恒温，满足秸秆升温发酵进行沼气生产的需要。热水在厌氧罐Y的夹层水套T中经过循环之后，降低温度的温水通过回水管流回到中间热水罐S，通过循环泵H和循环水管12将中间热水罐S内的温水输入空气热源泵K，再进行加热。厌氧罐Y内的水温过高时，电气柜D控制开启供水阀7，通过供水管5和供水阀7向中间热水罐S内注入新水，调整降低热水管13输入厌氧罐Y的夹层水套T的水温，保持厌氧罐Y内持续恒温，满足秸秆升温发酵进行沼气生产的需要。整个循环增温保温系统由电气柜D进行控制，各个阀门仪表通过信号线X连接电气柜D，将各个信号反馈到电气柜D中的集成电路，电气柜D通过信号缆L连接计算机J，将信号输送给计算机J，计算机J根据收集到的信号发出指令，通过电气柜D控制各个阀门的开启与关闭，按照设定的步骤程序自动调节循环水温，保持厌氧罐Y夹层水套T中的水温恒定，维持秸秆发酵所需的发酵温度，使厌氧罐Y夹层水套T中的水温保持在秸秆发酵所需的摄氏38-45度，同时中间热水罐S、太阳能集热器6分别连接供水管5和供水阀7，根据需要各自进行调节补充新水。实施之后经过验证效果很好，保证了厌氧罐Y内秸秆发酵所需的温度恒定，能够持续稳定地制取沼气。

本发明能够有效地维持厌氧罐Y内的温度稳定，根据需要进行增温保温，防止厌氧罐Y夹层水套T中的水温过高或过低，保持厌氧罐Y内的恒温，满足秸秆发酵的需求，降低能耗，减少排放污染，保护环境，持续稳定地制取沼气，具有良好的经济社会效益和光明的推广应用前景。

Claims

1.一种秸秆发酵制取沼气用厌氧罐的增温保温方法，其特征在于包括太阳能集热器（6）、中间热水罐（S）、循环泵（H）、空气源热泵（K）、热水泵（N），通过管路连接构成循环增温保温系统，向厌氧罐（Y）的夹层水套（T）内输送热水，对厌氧罐（Y）进行加温保温，太阳能集热器（6）通过太阳能热水管（9）连接中间热水罐（S），太阳能集热器（6）的热水通过太阳能热水管（9）进入中间热水罐（S）,中间热水罐（S）通过热水管（13）、回水管（15）分别连接厌氧罐（Y）的夹层水套（T），热水管（13）的管路连接厌氧罐补水管（3）和补水阀（4），厌氧罐补水管（3）与厌氧罐（Y）的内腔连通，热水管（13）的管路上连接热水泵（N），回水管（15）上装设回水阀（14），中间热水罐（S）和太阳能集热器（6）分别连通供水管（5）和供水阀（7），中间热水罐（S）通过热水泵（N）和热水管（13）将热水输入厌氧罐（Y）的夹层水套（T）,夹层水套（T）中循环过的温水通过回水管（15）输回中间热水罐（S）,空气源热泵（K）通过热源水管（10）、循环水管（12）分别连接中间热水罐（S），通过热源水管（10）向中间热水罐（S）输入热水，通过热水泵（N）和热水管（13）输入厌氧罐（Y）的夹层水套（T）,循环水管（12）和循环泵（H）将回水管（15）输回中间热水罐（S）的温水输入空气源热泵（K）；循环增温保温系统由电气柜（D）进行控制，各个阀门仪表分别通过信号线（X）连接电气柜（D），将信号反馈到电气柜（D），电气柜（D）中设有集成电路，通过信号缆（L）将反馈信号输送给计算机（J），计算机（J）根据收集到的信号向电气柜（D）发出指令，电气柜（D）通过信号线（X）连接控制各个阀门开启与关闭，按照设定的程序自动进行调节。

2.按照权利要求1所述的秸秆发酵制取沼气用厌氧罐的增温方法，其特征在于所述的空气源热泵（K）通过热源水管（10）和热源水管阀（11）连接中间热水罐（S），将空气源热泵（K）加热的水输入中间热水罐（S），中间热水罐（S）另外通过循环泵（H）和循环水管（12）与空气源热泵（K）相连接，将回水管（3）输回中间热水罐（S）的温水输入空气源热泵（K）。