CN110822442B - 一种基于生物质能的生活用热综合供应系统及协调方法 - Google Patents
一种基于生物质能的生活用热综合供应系统及协调方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110822442B CN110822442B CN201911080206.9A CN201911080206A CN110822442B CN 110822442 B CN110822442 B CN 110822442B CN 201911080206 A CN201911080206 A CN 201911080206A CN 110822442 B CN110822442 B CN 110822442B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- biomass
- supply
- pipeline
- water
- energy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/02—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
- F23G5/033—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment comminuting or crushing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
- C12M21/04—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing gas, e.g. biogas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
- C12M23/58—Reaction vessels connected in series or in parallel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M37/00—Means for sterilizing, maintaining sterile conditions or avoiding chemical or biological contamination
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
- C12M41/12—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of temperature
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M43/00—Combinations of bioreactors or fermenters with other apparatus
- C12M43/04—Bioreactors or fermenters combined with combustion devices or plants, e.g. for carbon dioxide removal
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M45/00—Means for pre-treatment of biological substances
- C12M45/02—Means for pre-treatment of biological substances by mechanical forces; Stirring; Trituration; Comminuting
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/02—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
- F23G5/04—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment drying
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/44—Details; Accessories
- F23G5/46—Recuperation of heat
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/50—Control or safety arrangements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2201/00—Pretreatment
- F23G2201/10—Drying by heat
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2201/00—Pretreatment
- F23G2201/80—Shredding
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2206/00—Waste heat recuperation
- F23G2206/10—Waste heat recuperation reintroducing the heat in the same process, e.g. for predrying
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2206/00—Waste heat recuperation
- F23G2206/20—Waste heat recuperation using the heat in association with another installation
- F23G2206/203—Waste heat recuperation using the heat in association with another installation with a power/heat generating installation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2209/00—Specific waste
- F23G2209/26—Biowaste
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/12—Heat utilisation in combustion or incineration of waste
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Clinical Laboratory Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
本发明实施例公开了一种基于生物质能的生活用热综合供应系统及协调方法,包括用于对生活垃圾中的生物质垃圾进行分拣,烘干和粉碎,并通过管道输送至生物质锅炉的生物质分拣箱、两个利用生物质分拣箱产生的原料进行燃烧实现供热供电的生物质锅炉、与生物质锅炉连接利用生物质锅炉的产能进行法发电的发电机组、以及对生物质分拣箱内生物质垃圾进行发酵的沼气系统、处理沼气系统发酵沉渣以及生物质锅炉燃烧渣灰的无害化堆料池和供水循环系统,以此实现对小区生活垃圾的无害化处理和废料能的再使用,实现对小区楼层的供热、供电和供水,有效的减少了生物质垃圾对环境的污染。
Description
技术领域
本发明实施例涉及生物质能技术领域,具体涉及一种基于生物质能的生活用热综合供应系统及协调方法。
背景技术
生物质能属可再生资源,生物质能由于通过植物的光合作用可以再生,与风能、太阳能等同属可再生能源,资源丰富,可保证能源的永续利用。生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的SOX、NOX较少。
生物质能的利用主要有直接燃烧、热化学转换和生物化学转换等3种途径。生物质的热化学转换是指在一定的温度和条件下,使生物质汽化、炭化、热解和催化液化,以生产气态燃料、液态燃料和化学物质的技术。生物质的生物化学转换包括有生物质-沼气转换和生物质-乙醇转换等。生物质发电技术是将生物质能源转化为电能的一种技术,主要包括农林废物发电、垃圾发电和沼气发电等。作为一种可再生能源,生物质能发电在国际上越来越受到重视,在我国也越来越受到政府的关注和民间的拥护。
人类历史上最早使用的能源是生物质能,19世纪后半期以前,人类利用的能源以薪柴为主,当前较为有效地利用生物质能的方式有:制取沼气,主要是利用城乡有机垃圾、秸杆、水、人畜粪便,通过厌氧发酵产生可燃气体甲烷,供生活和生产之用,现阶段的生物质能利用大多存在与农林环境中,而在城市以小区为单位的人类生活产生的生活垃圾也包含了很大一部分的生物质能,比如厨余垃圾,而这些包含生物质能的垃圾大多被运往垃圾中转站,随后进行填埋,生物质垃圾中的废料能无法被很好的利用。
并且在现有的生物质能与沼气联合系统中,仅仅是将生物质能作为沼气成产的原料,对生物质能的使用较为局限,目前的生物质能源综合利用系统,基本以生物质能源燃烧然后进行发电、输出蒸汽供热为主,综合利用效率不高,而且缺乏相应的协调能力,使得输出的能源不能保证稳定、可靠的输出,并且现有技术也不能综合合理利用小区内垃圾中的生物质能源,沼气系统的沉渣也需要特殊的处理方式,造成沼气系统的后期使用成本较大。
发明内容
为此,本发明实施例提供一种基于生物质能的生活用热综合供应系统及协调方法,通过对生活垃圾的生物质能循环利用的方式,解决了以小区为单位的生活垃圾排放以及生活用热综合供应的问题。
为了实现上述目的,本发明的实施方式提供如下技术方案:
一种基于生物质能的生活用热综合供应系统,包括生物质分拣箱、两个生物质锅炉、发电机组、沼气系统、无害化堆料池和供水循环系统;
生物质分拣箱:用于对生活垃圾中的生物质垃圾进行分拣,烘干和粉碎,并通过管道输送至生物质锅炉,或者将分拣后的生物质垃圾直接输送至沼气系统;
生物质锅炉:利用包括有两个高架水箱的供水循环系统将其中一个生物质锅炉连接至楼层供水管路中,将另一个生物质锅炉连接至发电机组,用于楼层供电线路供电,同时将两个生物质锅炉的高温烟气通过管道引入生物质分拣箱。
沼气系统:由设置在生物质锅炉的底部的若干个厌氧沼气池串联形成,所述厌氧沼气池通过固液分离管道接入楼层的马桶管道,所述厌氧沼气池的导气管接入无害化堆料池,经过设置在无害化堆料池顶部的气体处理装置净化后的沼气接入沼气供气管道和两个所述生物质锅炉中;
所述厌氧沼气池内设置有连接生物质分拣箱的高温燃气的管道,且在所述厌氧沼气池的底部铺设有温控管环网,温控管环网接入供水循环系统内设置的回水管路;
还包括用于连接生物质分拣箱、温控管环网和无害化堆料池进行电辅热以及连接双螺杆出渣管道的双螺杆驱动电机进行供电的太阳能供能系统。
作为本发明的一种优选方案,若干个所述厌氧沼气池的底部设置有双螺杆出渣管道,所述双螺杆出渣管道末端连接无害化堆料池,所述双螺杆出渣管道上设置有连接两个生物质锅炉的渣灰槽的渣灰管和备用混料管。
作为本发明的一种优选方案,所述无害化堆料池将双螺杆出渣管道的排出物进行自然堆料,以及通过气体处理装置将厌氧沼气池产出的甲烷气体进行水汽分离和对自然堆料产生的气体进行过滤排放。
作为本发明的一种优选方案,所述回水管路包括一次热回水管道和二次热回水管道,二次热回水管道的出水端连接至气动给水泵和高架水箱之间的管路上,一次热回水管道连接有循环供水消毒单元和温控管环网。
作为本发明的一种优选方案,所述生物质分拣箱内部设置有用于对生物质垃圾进行除杂、沥水和送料的震动送料机构和搅拌粉碎机构,震动送料机构连接搅拌粉碎机构,搅拌粉碎机构设置在生物质分拣箱内的烘干腔内,所述烘干腔内底部设置有倾斜的烘料板,两个生物质锅炉产生的高温烟气通过管道从烘干腔的底部接入,连接在烘干腔底部的出料口通过管道连接生物质锅炉的进料口。
作为本发明的一种优选方案,所述循环供水消毒单元包括供水紫外线消毒器,所述供水紫外线消毒器连接有供水泵,所述供水泵连接有直供水管路,所述直供水管路连接有直回水管路,所述直回水管路上依次设置有回水精密过滤器和回水紫外线消毒器,所述直供水管路连接至楼层供水管路。
作为本发明的一种优选方案,所述气体处理装置包括带有夹套的柱状管体,所述柱状管体内部套装有过滤管体,所述柱状管体和过滤管体内部均等间距设置有若干层吸湿垫,且所述过滤管体和柱状管体之间的吸湿垫斜向延伸入夹套中,且位于夹套中的吸湿垫压缩至过滤管体和柱状管体之间的吸湿垫厚度的/,所述过滤管体内的吸湿垫内部设置有活性炭层。
作为本发明的一种优选方案,还包括综合供热协调系统,所述综合供热协调系统包括设置在供水循环系统内的热水温度检测模块、设置在生物质锅炉内的锅炉温度检测模块和耦合协调系统,所述热水温度检测模块、所述锅炉温度检测模块分别检测供水循环系统中的温度和生物质锅炉内的温度,并将检测信号转换为电信号传输至耦合协调系统,所述耦合协调系统依据检测信号进行数据分析并根据分析结果对执行机构发出协调指令。
另外,本发明还提供了一种热综合供应的协调方法,包括如下步骤:热水温度检测模块依据设定的额定热水温度确定实测热水温度的比例因子为α1,锅炉温度检测模块依据设定的额定锅炉温度确定实测锅炉温度的比例因子为α2;
耦合协调系统根据α1的缺损程度γ1和α2的缺损程度γ2进行矩阵计算,并依据矩阵计算的结果确定多个供需关系因子,耦合协调系统依据供需关系因子进行动态的转动调节。作为本发明的一种优选方案,所述供需关系因子包括沼气供需因子、电能辅热因子和余热供能因子,所述沼气系统根据沼气供需因子分配补偿沼气至生物质锅炉中进行加热,且沼气的分配补偿值不小于0;所述发电机组和太阳能供能系统根据电能辅热因子分配补偿电能对热水进行辅热,且电能的分配补偿值不小于0;所述厌氧沼气池接收依据余热供能因子分配补偿的高温烟气带来的热量。
本发明的实施方式具有如下优点:
(1)本发明通过对生活垃圾中的生物质垃圾进行回收再利用,从而减少生活垃圾的排放,生活质能垃圾通过生物质分拣箱进行分拣,烘干和粉碎,并保持粗粉碎状态,便于生物质锅炉的燃烧,提高生物质锅炉对生活质垃圾的充分粉碎燃烧;
(2)本发明中可通过加入一定量的BMF颗粒进行助燃,生物质垃圾经过生物质锅炉的燃烧后,在与厌氧沼气池的沉渣进行混合,从而形成肥料土,肥料土可直接用于田地或者进行掩埋,其对环境的污染程度大大减少;
(3)本发明对生物质锅炉的高温燃烧烟气的热能循环利用,在对生物质垃圾进行烘干的同时,通过排风机构对生物质垃圾中产生的难闻气体进行抽吸和排入生物质锅炉中进行助燃,减少了生物质分拣箱在对生物质垃圾处理时产生难闻气味的外溢,对环境友好;
(4)通过协调系统的耦合计算,使得相互独立的能源之间可以相互转换,以保证其中最主要的热能稳定、可靠的输出,提高了整个系统可被商业使用的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是示例性的,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明实施方式中生活用热综合供应系统结构框图;
图2为本发明实施方式中气体处理装置结构示意图;
图3为本发明实施方式中循环供水消毒单元结构示意图。
图中:
1-生物质分拣箱;2-生物质锅炉;3-发电机组;4-沼气系统;5-无害化堆料池;6-供水循环系统;7-高架水箱;8-供水管路;9-供电线路;10-厌氧沼气池;11-固液分离管道;12-导气管;13-气体处理装置;14-沼气供气管道;15-双螺杆出渣管道;16-渣灰槽;17-渣灰管;18-混料管;19-温控管环网;20-回水管路;21-太阳能供能系统;22-一次热回水管道;23-二次热回水管道;24-震动送料机构;25-搅拌粉碎机构;26-烘干腔;27-烘料板;28-排风机构;29-供水紫外线消毒器;30-供水泵;31-直供水管路;32-直回水管路;33-回水精密过滤器;34-回水紫外线消毒器;35-电池组;36-循环供水消毒单元;37-马桶管道;
1301-夹套;1302-柱状管体;1303-过滤管体;1304-吸湿垫。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1所示,本发明提供了一种基于生物质能的生活用热综合供应系统,主要用于解决小区的生活垃圾自处理,并对厨余垃圾废料能再次利用,具体包括生物质分拣箱1、两个生物质锅炉2、发电机组3、沼气系统4、无害化堆料池5和供水循环系统6。
生物质分拣箱1:用于对生活垃圾中的生物质垃圾进行分拣,烘干和粉碎,并通过管道输送至生物质锅炉2,或者将分拣后的生物质垃圾直接输送至沼气系统4。
生物质锅炉2:利用包括有两个高架水箱7的供水循环系统6将其中一个生物质锅炉2连接至楼层供水管路8中,将另一个生物质锅炉2连接至发电机组3,用于楼层供电线路9供电,同时将两个生物质锅炉2的高温烟气通过管道引入生物质分拣箱1。
沼气系统4:由设置在生物质锅炉2的底部的若干个厌氧沼气池10串联形成,厌氧沼气池10通过固液分离管道11接入楼层的马桶管道37,厌氧沼气池10的导气管12接入无害化堆料池5,经过设置在无害化堆料池5顶部气体处理装置13净化后的沼气接入沼气供气管道14。
若干个厌氧沼气池10的底部设置有双螺杆出渣管道15,双螺杆出渣管道15末端连接无害化堆料池5,双螺杆出渣管道15上设置有连接两个生物质锅炉2的渣灰槽16的渣灰管17和备用混料管18。
厌氧沼气池10的底部铺设有温控管环网19,温控管环网19接入供水循环系统6内设置的回水管路20。
无害化堆料池5:将双螺杆出渣管道15的排出物进行自然堆料,以及通过气体处理装置13将厌氧沼气池10产出的沼气进行水汽分离和对自然堆料产生的气体进行过滤排放。
本发明通过对生活垃圾中的生物质垃圾进行回收再利用,从而减少生活垃圾的排放,生活质能垃圾通过生物质分拣箱1进行分拣,烘干和粉碎,粉碎的长度或者直径在3~5cm,并保持粗粉碎状态,便于在生物质锅炉2中燃烧。
本发明中可通过加入一定量的BMF颗粒进行助燃,生物质垃圾经过生物质锅炉的燃烧后,在与厌氧沼气池10的沉渣进行混合,从而形成肥料土,肥料土可直接用于田地或者进行掩埋,其对环境的污染程度大大减少。
无害化堆料池5为密封的结构,且池体的顶部通过橡胶膜进行封盖。
还包括用于连接生物质分拣箱1、温控管环网19和无害化堆料池5进行电辅热以及连接双螺杆出渣管道15的双螺杆驱动电机进行供电的太阳能供能系统21。
两个生物质锅炉2具体为生物质蒸汽锅炉和生物质热水锅炉,发电机组3具体为汽轮发电机、气动给水泵和空压机,生物质蒸汽锅炉与汽轮发电机连接,生物质热水锅炉和与供水循环系6统连接,气动给水泵连接在生物质热水锅炉与高架水箱7之间的管道上。
通过空压机进行换能,进一步可实现楼层的空调系统的供能。
所述生物质锅炉分别与所述汽轮发电机、汽动给水泵和气动空压机电连接;所述生物质锅炉用于给所述汽轮发电机输入热蒸汽;
所述汽轮发电机用于接收所述热蒸汽并在汽轮机内膨胀做功,使汽轮发电机结构中的叶片转动发电。
回水管路20包括一次热回水管道22和二次热回水管道23,二次热回水管道23的出水端连接至气动给水泵和高架水箱7之间的管路上,一次热回水管道22连接有循环供水消毒单元36和温控管环网19,一次热回水管道22连接温控管环网19可以利用生物质锅炉2在楼层管道中的中温热水对厌氧沼气池体进行加热,从而提高厌氧沼气池的甲烷产生效率,或者送入循环供水消毒单元36进行楼层管道的中温热水的二次输送。
生物质分拣箱1内部设置有用于对生物质垃圾进行除杂、沥水和送料的震动送料机构24和搅拌粉碎机构25,震动送料机构24连接搅拌粉碎机构25,搅拌粉碎机构25设置在生物质分拣箱1内的烘干腔26内。
烘干腔26内底部设置有倾斜的烘料板27,烘料板27上设置有气流孔,且孔径为0.5~1cm,且烘料板27可设置多层,用于对物料滞留烘干和导向输送。
两个生物质锅炉2产生的高温烟气通过管道从烘干腔26的底部接入,连接在烘干腔26底部的出料口通过管道连接生物质锅炉2的进料口。
位于安装震动送料机构24顶部的生物质分拣箱1上设置有排风机构28,排风机构28通过管道连接至生物质锅炉2的进料口,排风机构28通过驱动搅拌粉碎机构25工作的电机提供动能。
排风机构28具体为风扇,电机通过涡轮蜗杆驱动风扇转动,进而实现排风机构28的抽风功能,并将生物质分拣箱1中的空气连同生物质垃圾中的难闻气体一同抽入生物质锅炉中,增加生物质锅炉燃烧的氧气,进而避免生物质分拣箱1产生难闻的气味。
如图3所示,循环供水消毒单元36包括供水紫外线消毒器29,供水紫外线消毒器29连接有供水泵30,供水泵30连接有直供水管路31,直供水管路31连接有直回水管路32,直回水管路32上依次设置有回水精密过滤器33和回水紫外线消毒器34,直供水管路31连接至楼层供水管路8,提供楼层供水的多样性,且通过供水紫外线消毒器29和回水紫外线消毒器34保证进入楼层供水管路的水能够被直接饮用。
如图2所示,气体处理装置13包括带有夹套1301的柱状管体1302,柱状管体1302内部套装有过滤管体1303,柱状管体1302和过滤管体1303内部均等间距设置有若干层吸湿垫1304,通过吸湿垫1304,且过滤管体1303和柱状管体1302之间的吸湿垫1304斜向延伸入夹套1301中,且位于夹套1301中的吸湿垫1304压缩至过滤管体1303和柱状管体1302之间的吸湿垫1304厚度的1/3,过滤管体1303内的吸湿垫1304内部设置有活性炭层。
通过吸湿垫1304进行导气管12中进入的气体的吸收,由于吸湿垫1304呈倾斜状,进而对吸收后的水汽进行导向,富余的水汽将在吸湿垫1304中形成液体流向夹套1301中,进而通过夹套1301排出。
震动送料机构24为传统的震动给料机,震动给料机的输送板表面设置漏水孔,且输送板带有磁铁,用于吸附在生活垃圾中的铁屑。
搅拌粉碎机构25包括电机和电机驱动转动的搅拌轴,且搅拌轴上等间距安装若干层折叶涡轮式桨叶,通过等间距设置的折叶涡轮式桨叶,能够将生物质垃圾进行逐层的搅拌,并且使得生物质垃圾在每层折叶涡轮式桨叶之间停留,从而便于来自生物质锅炉2的高温烟气的烘干。
生物质分拣箱1内部设置有用于对太阳能供能系统21产生的电能进行存储的电池组35。
还包括综合供热协调系统,所述综合供热协调系统包括设置在供水循环系统内的热水温度检测模块、设置在生物质锅炉内的锅炉温度检测模块和耦合协调系统,所述热水温度检测模块、所述锅炉温度检测模块分别检测供水循环系统中的温度和生物质锅炉内的温度,并将检测信号转换为电信号传输至耦合协调系统,所述耦合协调系统依据检测信号进行数据分析并根据分析结果对执行机构发出协调指令。
在本发明中是基于检测信号(包括两个目标温度),通过协调分配不同的能源方式来进行能源间的互换,以达到最佳的热供应效果。其中水温作为最直接的指标,即需要将水温控制在合理的范围内,当水温不足时需要通过提高炉温(增加燃料的方式)或者升高中和水的温度(如厌氧沼气池的温控管环网)或者提高辅助热(发电机组和太阳能供能系统)等方式来提高供水循环系统中的水温;当水温过高时需要通过降低炉温(减少燃料的方式)或者降低中和水的温度(如厌氧沼气池的温控管环网)或者减小辅助热(发电机组和太阳能供能系统)等方式来降低供水循环系统中的水温,与此同时将产生的高温蒸汽输送至发电机组进行发电,以减小对供水循环系统的供热能力。
由上述可知,整个系统的能量来源有多种,而且每一种方式之间均具有联系,这就导致在系统需要调整时,如何准确的确定相关的参数进行调整,以避免对整个系统产生不协调的结果。
因此,本发明对于整个热综合供热系统,其相对于现有技术的显著区别至少包括如下两点:
1、本发明以生物质作为最基本的物质,通过不同的处理的方式,使其能够产生直接高温热能、电能、沼气和低温热能等能源方式,并且在输出阶段通过不同形式能源的协调互补,以输出稳定的热源为目的;
2、以不同形式的能源互补为基础,通过对水温和炉温的检测,以耦合的形式计算不同的分配补偿值,并且按照分配补偿值选择不同形式的能源进行补偿,以达到输出稳定热源的目的。
而在上述第二点中,需要依据不同的比例因子和缺损程度来计算不同的供需关系因子,因此,本发明还提供了一种热综合供应的协调方法,包括如下步骤:热水温度检测模块依据设定的额定热水温度确定实测热水温度的比例因子为α1,锅炉温度检测模块依据设定的额定锅炉温度确定实测锅炉温度的比例因子为α2;
耦合协调系统根据α1的缺损程度γ1和α2的缺损程度γ2进行矩阵计算,并依据矩阵计算的结果确定多个供需关系因子,耦合协调系统依据供需关系因子进行动态的转动调节。
需要进一步说明的是,本发明中的矩阵计算本质上对多元方程不定解的计算,并且在计算的过程中通过相关系数和最优解的方式来确定最优的供需关系因子,当计算出供需关系因子之后再通过执行机构按照供需关系进行分配。其中,所述供需关系因子包括沼气供需因子、电能辅热因子和余热供能因子,所述沼气系统根据沼气供需因子分配补偿沼气至生物质锅炉中进行加热,且沼气的分配补偿值不小于0;所述发电机组和太阳能供能系统根据电能辅热因子分配补偿电能对热水进行辅热,且电能的分配补偿值不小于0;所述厌氧沼气池接收依据余热供能因子分配补偿的高温烟气带来的热量。
虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种基于生物质能的生活用热综合供应系统,其特征在于,包括生物质分拣箱(1)、两个生物质锅炉(2)、发电机组(3)、沼气系统(4)、无害化堆料池(5)和供水循环系统(6);
生物质分拣箱(1):用于对生活垃圾中的生物质垃圾进行分拣,烘干和粉碎,并通过管道输送至生物质锅炉(2),或者将分拣后的生物质垃圾直接输送至沼气系统(4);
生物质锅炉(2):利用包括有两个高架水箱(7)的供水循环系统(6)将其中一个生物质锅炉(2)连接至楼层供水管路(8)中,将另一个生物质锅炉(2)连接至发电机组(3),用于楼层供电线路(9)供电,同时将两个生物质锅炉(2)的高温烟气通过管道引入生物质分拣箱(1);
沼气系统(4):由设置在生物质锅炉(2)的底部的若干个厌氧沼气池(10)串联形成,所述厌氧沼气池(10)通过固液分离管道(11)接入楼层的马桶管道(37),所述厌氧沼气池(10)的导气管(12)接入无害化堆料池(5),经过设置在无害化堆料池(5)顶部的气体处理装置(13)净化后的沼气接入沼气供气管道(14)和两个所述生物质锅炉(2)中;
所述厌氧沼气池(10)内设置有连接生物质分拣箱(1)的高温燃气的管道,且在所述厌氧沼气池(10)的底部铺设有温控管环网(19),温控管环网(19)接入供水循环系统(6)内设置的回水管路(20);
还包括用于连接生物质分拣箱(1)、温控管环网(19)和无害化堆料池(5)进行电辅热以及连接双螺杆出渣管道(15)的双螺杆驱动电机进行供电的太阳能供能系统(21)。
2.根据权利要求1所述的一种基于生物质能的生活用热综合供应系统,其特征在于,若干个所述厌氧沼气池(10)的底部设置有双螺杆出渣管道(15),所述双螺杆出渣管道(15)末端连接无害化堆料池(5),所述双螺杆出渣管道(15)上设置有连接两个生物质锅炉(2)的渣灰槽(16)的渣灰管(17)和备用混料管(18)。
3.根据权利要求2所述的一种基于生物质能的生活用热综合供应系统,其特征在于,所述无害化堆料池(5)将双螺杆出渣管道(15)的排出物进行自然堆料,以及通过气体处理装置(13)将厌氧沼气池(10)产出的甲烷气体进行水汽分离和对自然堆料产生的气体进行过滤排放。
4.根据权利要求1所述的一种基于生物质能的生活用热综合供应系统,其特征在于,所述回水管路(20)包括一次热回水管道(22)和二次热回水管道(23),二次热回水管道(23)的出水端连接至气动给水泵和高架水箱(7)之间的管路上,一次热回水管道(22)连接有循环供水消毒单元(36)和温控管环网(19)。
5.根据权利要求1所述的一种基于生物质能的生活用热综合供应系统,其特征在于,所述生物质分拣箱(1)内部设置有用于对生物质垃圾进行除杂、沥水和送料的震动送料机构(24)和搅拌粉碎机构(25),震动送料机构(24)连接搅拌粉碎机构(25),搅拌粉碎机构(25)设置在生物质分拣箱(1)内的烘干腔(26)内,所述烘干腔(26)内底部设置有倾斜的烘料板(27),两个生物质锅炉(2)产生的高温烟气通过管道从烘干腔(26)的底部接入,连接在烘干腔(26)底部的出料口通过管道连接生物质锅炉(2)的进料口。
6.根据权利要求4所述的一种基于生物质能的生活用热综合供应系统,其特征在于,所述循环供水消毒单元(36)包括供水紫外线消毒器(29),所述供水紫外线消毒器(29)连接有供水泵(30),所述供水泵(30)连接有直供水管路(31),所述直供水管路(31)连接有直回水管路(32),所述直回水管路(32)上依次设置有回水精密过滤器(33)和回水紫外线消毒器(34),所述直供水管路(31)连接至楼层供水管路(8)。
7.根据权利要求1所述的一种基于生物质能的生活用热综合供应系统,其特征在于,所述气体处理装置(13)包括带有夹套(1301)的柱状管体(1302),所述柱状管体(1302)内部套装有过滤管体(1303),所述柱状管体(1302)和过滤管体(1303)内部均等间距设置有若干层吸湿垫(1304),且所述过滤管体(1303)和柱状管体(1302)之间的吸湿垫(1304)斜向延伸入夹套(1301)中,且位于夹套(1301)中的吸湿垫(1304)压缩至过滤管体(1303)和柱状管体(1302)之间的吸湿垫(1304)厚度的1/3,所述过滤管体(1303)内的吸湿垫(1304)内部设置有活性炭层。
8.根据权利要求1所述的一种基于生物质能的生活用热综合供应系统,其特征在于,还包括综合供热协调系统,所述综合供热协调系统包括设置在供水循环系统内的热水温度检测模块、设置在生物质锅炉内的锅炉温度检测模块和耦合协调系统,所述热水温度检测模块、所述锅炉温度检测模块分别检测供水循环系统中的温度和生物质锅炉内的温度,并将检测信号转换为电信号传输至耦合协调系统,所述耦合协调系统依据检测信号进行数据分析并根据分析结果对执行机构发出协调指令。
9.一种根据权利要求8所述的生活用热综合供应系统的协调方法,其特征在于,包括如下步骤:热水温度检测模块依据设定的额定热水温度确定实测热水温度的比例因子为α1,锅炉温度检测模块依据设定的额定锅炉温度确定实测锅炉温度的比例因子为α2;
耦合协调系统根据α1的缺损程度γ1和α2的缺损程度γ2进行矩阵计算,并依据矩阵计算的结果确定多个供需关系因子,耦合协调系统依据供需关系因子进行动态的转动调节。
10.根据权利要求9所述的一种生活用热综合供应系统的协调方法,其特征在于,所述供需关系因子包括沼气供需因子、电能辅热因子和余热供能因子,所述沼气系统根据沼气供需因子分配补偿沼气至生物质锅炉中进行加热,且沼气的分配补偿值不小于0;所述发电机组和太阳能供能系统根据电能辅热因子分配补偿电能对热水进行辅热,且电能的分配补偿值不小于0;所述厌氧沼气池接收依据余热供能因子分配补偿的高温烟气带来的热量。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911080206.9A CN110822442B (zh) | 2019-11-07 | 2019-11-07 | 一种基于生物质能的生活用热综合供应系统及协调方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911080206.9A CN110822442B (zh) | 2019-11-07 | 2019-11-07 | 一种基于生物质能的生活用热综合供应系统及协调方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110822442A CN110822442A (zh) | 2020-02-21 |
CN110822442B true CN110822442B (zh) | 2021-04-13 |
Family
ID=69553056
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201911080206.9A Active CN110822442B (zh) | 2019-11-07 | 2019-11-07 | 一种基于生物质能的生活用热综合供应系统及协调方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110822442B (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112050224B (zh) * | 2020-10-19 | 2022-11-04 | 山西省安装集团股份有限公司 | 一种垃圾焚烧发电的系统及方法 |
CN114525196A (zh) * | 2022-03-21 | 2022-05-24 | 国能生物发电集团有限公司 | 一种利用生物质锅炉余热的恒温沼气池高温蒸汽热泵加热系统 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1376546A (zh) * | 2001-06-13 | 2002-10-30 | 方华杰 | 城市粪便、垃圾的综合利用方法 |
CN101063080A (zh) * | 2007-05-25 | 2007-10-31 | 济南百川同创实业有限公司 | 生物质能-沼气发酵-太阳能集成利用系统 |
JP2018001059A (ja) * | 2016-06-28 | 2018-01-11 | 株式会社クリハラント | バイオガス発電システム |
CN109799707A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-05-24 | 湖南大学 | 一种基于沼气罐能量状态的沼气充放控制方法、系统及存储介质 |
CN109990304A (zh) * | 2019-03-29 | 2019-07-09 | 海诺尔环保产业股份有限公司 | 一种利用农田秸秆与城市生活垃圾混合燃烧发电的方法 |
CN209468338U (zh) * | 2019-01-02 | 2019-10-08 | 上海然庆环境科技有限公司 | 一种农业生态循环系统 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140223908A1 (en) * | 2012-02-14 | 2014-08-14 | Coldunell Limited | Waste Management System |
-
2019
- 2019-11-07 CN CN201911080206.9A patent/CN110822442B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1376546A (zh) * | 2001-06-13 | 2002-10-30 | 方华杰 | 城市粪便、垃圾的综合利用方法 |
CN101063080A (zh) * | 2007-05-25 | 2007-10-31 | 济南百川同创实业有限公司 | 生物质能-沼气发酵-太阳能集成利用系统 |
JP2018001059A (ja) * | 2016-06-28 | 2018-01-11 | 株式会社クリハラント | バイオガス発電システム |
CN209468338U (zh) * | 2019-01-02 | 2019-10-08 | 上海然庆环境科技有限公司 | 一种农业生态循环系统 |
CN109799707A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-05-24 | 湖南大学 | 一种基于沼气罐能量状态的沼气充放控制方法、系统及存储介质 |
CN109990304A (zh) * | 2019-03-29 | 2019-07-09 | 海诺尔环保产业股份有限公司 | 一种利用农田秸秆与城市生活垃圾混合燃烧发电的方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110822442A (zh) | 2020-02-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101063080B (zh) | 生物质能-沼气发酵-太阳能集成利用系统 | |
CN201062265Y (zh) | 生物质能-沼气发酵-太阳能集成利用系统 | |
CN101251045B (zh) | 一种生物质能循环发电工艺及其发电系统 | |
MX2007005619A (es) | Eliminacion de agua de suspension y conversion de biosolidos a un combustible renovable. | |
CN102212561B (zh) | 干法湿法联合发酵秸秆的加工方法 | |
CN102500604A (zh) | 固体生活垃圾能源化利用及可再生生物碳循环技术 | |
Mudasar et al. | Experimental study of power generation utilizing human excreta | |
CN110822442B (zh) | 一种基于生物质能的生活用热综合供应系统及协调方法 | |
CN201865755U (zh) | 一种沼气发电系统 | |
CN111004640A (zh) | 一种生活垃圾热解炭化处置系统及方法 | |
Alexopoulos | Biogas systems: basics, biogas multifunction, principle of fermentation and hybrid application with a solar tower for the treatment of waste animal manure. | |
CN207581802U (zh) | 一种带有水热处理的混合物料发酵生产沼气的装置 | |
CN201695028U (zh) | 内胆式外循环太阳能沼气消化器 | |
CN102643693B (zh) | 一种利用沼气和秸秆气双气联产装置生产生物燃气的工艺 | |
CN112680237A (zh) | 一种卧式生活垃圾绝氧热解炭化装置及方法 | |
CN111484219A (zh) | 一种两相厌氧消化处理污泥的系统及方法 | |
CN106146054A (zh) | 污泥快速发酵制肥系统 | |
CN101628778B (zh) | 污泥热干化与污泥消化发酵联合应用的方法 | |
CN212356981U (zh) | 一种两相厌氧消化处理污泥的系统 | |
CN211896797U (zh) | 一种生活垃圾热解炭化处置系统 | |
KR100704272B1 (ko) | 축산분뇨 및 폐수와 슬러리를 이용한 에너지 생성 및 유기질 비료 제조장치 및 그 방법 | |
CN111233290A (zh) | 一种用于污水处理厂的污泥处理系统 | |
Claribelle et al. | Production of electricity from human waste as a strategy for curbing electricity generation problem in Nigeria | |
CN205275583U (zh) | 一种有机垃圾联合厌氧消化处理装置 | |
Narale et al. | Biogas Production, Utilization and Entrepreneurship Opportunities |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |