CN111578253A - 一种有关提油厌氧罐设备的余热利用系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种有关提油厌氧罐设备的余热利用系统，提油系统主要包括搅拌桶，搅拌桶内设加热结构，加热搅拌桶内的残渣和液体，冷却盘下部设置集水盘进行冷却液的回收，末端冷却箱底部连接集油管；通过低温进水对排风管内的高温气体进行冷却；中温回收系统将与搅拌桶内壁换热后的高温蒸汽冷凝水以及低温进水系统与冷却盘和末端冷却箱换热后的低温进水通过水泵输送到中温热水储罐进行储存；厌氧处理系统包括厌氧搅拌罐，对厌氧搅拌罐内的餐厨垃圾进行厌氧发酵；回流系统将与厌氧处理系统的厌氧搅拌罐换热完成后的低温热水通过水泵吸入到回流水罐中进行储存。

Description

一种有关提油厌氧罐设备的余热利用系统
技术领域
本发明涉及一种有关提油厌氧罐设备的余热利用系统，属于环保设备领域。
背景技术
随着社会的发展，餐厨废弃物越来越过，能否将其妥善处置，直接关系到食品卫生安全和人民群众身体健康问题；同时随着我国城镇污水处理事业的快速发展，污泥产生量日益增加。专利“一种餐厨废弃及污水厂污泥协同处理方法”（申请公布号CN106964633A，公布日2017.07.21）公开了一种餐厨废弃物及污水处理厂污泥协同处理方法，利用该方法不但可以稳定处理餐厨废弃物及生活污泥，使其无害化和减量化，同时还可以生产出可利用的沼气及园林生物碳土，变废为宝。
在该工艺中，经过高温热水解后的生活污泥和餐厨废弃物一起进入厌氧消化罐进行厌氧消化，产生沼气、沼液和沼渣。厌氧罐产生的沼气进入沼气柜暂时储存，部分供给燃气锅炉燃烧产生蒸汽为系统供热，部分制成天然气，并入城市燃气官网，供居民使用。厌氧罐产生的沼渣，经过物理压榨脱水后，送入太阳能干化厂干化，成为生物碳土，供园林绿化使用。
在该工艺中，还可加入毛油提炼工艺。从城市中回收来的废弃油脂，经过提油区设备分离后，毛油提出送至储罐储存，废水、废渣则和餐厨废弃物一起进入厌氧罐进行厌氧消化。
值得一提的是，在该工艺中，还可以加入沼气发电设备进行系统优化和改进。沼气经过干法脱硫之后，可进入燃气发电机进行燃烧发电，为系统提供电能，余电上网，不够则由电网补充。在燃气发电机工作时会产生大量余热，包括沼气燃烧的烟气排放和机组本身散热的热量，烟气温度一般在400℃以上，通过余热锅炉回收这部分热量，产生蒸汽，为系统供热。
在上述工艺中提到的余热锅炉，往往使用常温自来水，经过软化后进入节能器升温，随后进入热力除氧器除氧，最终进入锅炉变为高温蒸汽。
在上述提油工艺中，废弃油脂回收后，首先需要进入加热搅拌罐搅拌加热，把废弃油脂蒸煮出来，提高废油回收率。在加热过程中，往往使用蒸汽直接加热罐壁，换热完的蒸汽变为高温热水，往往得不到合理利用排放至下水道，造成巨大的热能、水资源浪费。
在上述工艺中提到的厌氧罐，需常年稳定在一定温度，以满足厌氧消化产生沼气的条件。在厌氧罐伴热过程中，往往直接使用蒸汽进行一级换热，加热罐壁循环水，换热完的蒸汽变为高温热水，往往得不到合理利用排放至下水道，造成巨大的热能、水资源浪费。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中的技术问题，提供一种有关提油厌氧罐设备的余热利用系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种有关提油厌氧罐设备的余热利用系统，
包括：主热源，沼气余热锅炉的高温蒸汽为主热源；
提油系统，提油系统主要包括一个搅拌桶，搅拌桶内设加热结构，加热搅拌桶内的残渣和液体，使得水分和油蒸发出来，在搅拌桶顶部设置有排风管，排风管内设置冷却盘，冷却盘下部设置集水盘进行冷却液的回收，在排风管的末端设置一个末端冷却箱，末端冷却箱底部连接集油管；搅拌桶的加热结构由主热源的高温蒸汽进行加热，末端冷却箱和冷却盘由低温进水进行供冷；
低温进水系统，低温进水连接到冷却盘和末端冷却箱上，通过低温进水对排风管内的高温气体进行冷却；
中温回收系统，中温回收系统将与搅拌桶内壁换热后的高温蒸汽冷凝水以及低温进水系统与冷却盘和末端冷却箱换热后的低温进水通过水泵输送到中温热水储罐进行储存；
厌氧处理系统，厌氧处理系统包括一个厌氧搅拌罐，厌氧搅拌罐通过中温热水储罐的热水进行加热，对厌氧搅拌罐内的餐厨垃圾进行厌氧发酵，进而产生沼气、沼液和沼渣；
回流系统，回流系统将与厌氧处理系统的厌氧搅拌罐换热完成后的低温热水通过水泵吸入到回流水罐中进行储存，回流水罐中的低温热水用于给沼气余热锅炉进行低温进水，沼气和沼渣则进入到沼气余热锅炉内进行燃烧，加热低温进水成为临界蒸汽。
作为本发明的进一步改进，所述厌氧处理罐垂直于地面设置，其加热内壁为夹套结构，在厌氧处理罐底部设置有排空气进水口，在厌氧处理罐中部设置有发酵物投入口，在厌氧处理罐上部内壁设置有沼渣分离网，在厌氧处理罐的上部侧壁设置有沼液吸出管，在厌氧处理罐的顶端设置沼气排出管，在厌氧处理罐的底部内壁直线阵列设置若干沼渣吸出管。
作为本发明的进一步改进，所述搅拌桶壁面环形阵列设置有若干内凹槽，内凹槽底部朝向搅拌桶内部突出，内凹槽的轴线与搅拌桶轴线平行，在所述内凹槽内镶嵌有换热管，换热管的两端分别一体折弯设置有进水管和排水管，其中各内凹槽换热管的进水管连接到高温蒸汽管上，出水管连接到中温进水管上；在搅拌桶的底部设置有排料口，在搅拌桶的顶部侧壁设置有进料口；内凹槽与搅拌机构的配合可以提升搅拌速率，同时扩大换热面积，保证搅拌桶内的餐厨垃圾水充分受热。
作为本发明的进一步改进，其中各内凹槽换热管的进水管连接到一个进水环管上，出水管连接到一个出水环管上；环管结构连接更为方便。
作为本发明的进一步改进，所述搅拌桶内部同轴转动连接有一个搅拌轴，搅拌轴上设置有长度为搅拌轴长度二分之一的螺旋搅拌片，螺旋搅拌片的一端位于搅拌桶的底部；本结构所设置的螺旋搅拌机构将物体提升至一半高度后落下，实现物料的上下翻动，保证加热的均匀，同时可以保证底部的高温物体可以运移到物料表面，尽快蒸发。
作为本发明的进一步改进，所述搅拌桶顶部设置有一个排风盖，搅拌轴的顶部与排风盖中部转动连接，排风管环形阵列设置于排风盖上，通过排风管在排风盖上部连接前端冷却桶，前端冷却桶的底部与排风管连通，所述冷却盘、集水盘固定于前端冷却桶内，末端冷却箱连接于前端冷却桶侧壁；排风盖便于搅拌桶内的清理维护，同时搅拌盖中部起到转动支撑，阵列设置的排风管提升了排风效率。
作为本发明的进一步改进，所述前端冷却桶的通过若干支撑杆固定有一个集水盘，集水盘上部通过支撑杆固定冷却盘，集水盘边缘设置环形的积水环，在积水环上连接有一个排水管，冷却盘内部为空心结构，冷却盘的两端分别连接冷却水进管和冷却水出管。
作为本发明的进一步改进，所述冷却盘底部阵列设置有若干导热凸起片。
作为本发明的进一步改进，末端冷却箱内壁设置有导热盘管，导热盘管串联到冷却盘上，冷却水先进入导热盘管再进入到冷却盘。
本发明的有益效果是：
1、本发明利用从热源产生高温蒸汽，到进行高温热源利用，并将其余热进行回收，再将余热输送至其他系统进行中温利用，最终中温利用后的温水再回到高温热源重新加热的循环思想，实现热能循环和水资源循环
2、本发明将原有锅炉系统的低温进水的预热系统改造为油、水分离系统利用余热发电后的高温蒸汽实现对餐厨垃圾液中油水的提取，增大了废物利用率，同时降低了高温蒸汽浪费的可能性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是提油系统的结构简图；
图2是厌氧处理罐的结构简图。
图中：1、搅拌桶；2、换热管；3、进水环管；4、出水环管；5、搅拌轴；6、螺旋搅拌片；7、排料口；8、进料口；9、排风盖；10、排风管；11、前端冷却桶；12、支撑杆；13、集水盘；14、排水管；15、冷却盘；16、导热凸起片；17、冷却水进管；18、末端冷却箱；19、导热盘管；20、集油管；21、厌氧处理罐；22、夹套结构；23、沼渣分离网；24、发酵物投入口；25、沼渣吸出管；26、沼液吸出管；27、沼气排出管。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
本发明为一种有关提油厌氧罐设备的余热利用系统，
包括：主热源，沼气余热锅炉的高温蒸汽为主热源；
提油系统，提油系统主要包括一个搅拌桶，搅拌桶内设加热结构，加热搅拌桶内的残渣和液体，使得水分和油蒸发出来，随后按不同温度冷却分离；搅拌桶的加热结构由主热源的高温蒸汽进行加热，冷却分离的低温由低温进水进行供冷；
低温进水系统，低温进水连接到冷却盘和末端冷却箱上，通过低温进水对排风管内的高温气体进行冷却；
中温回收系统，中温回收系统将与搅拌桶内壁换热后的高温蒸汽冷凝水以及低温进水系统与冷却盘和末端冷却箱换热后的低温进水通过水泵输送到中温热水储罐进行储存；
厌氧处理系统，厌氧处理系统包括一个厌氧搅拌罐，厌氧搅拌罐通过中温热水储罐的热水进行加热，对厌氧搅拌罐内的餐厨垃圾进行厌氧发酵，进而产生沼气、沼液和沼渣；
回流系统，回流系统将与厌氧处理系统的厌氧搅拌罐换热完成后的低温热水通过水泵吸入到回流水罐中进行储存，回流水罐中的低温热水用于给沼气余热锅炉进行低温进水，沼气和沼渣则进入到沼气余热锅炉内进行燃烧，加热低温进水成为临界蒸汽；
直接利用回流温水进入沼气发电的余热锅炉系统，系统可产生160℃左右的高温蒸汽；高温蒸汽进入提油系统加热搅拌罐换热后变为70℃左右的高温热水，用水泵送至中温热水储罐储存；中温热水储罐位于厂区中心，降低了输送成本和热量损失，罐内水温在维持在50℃左右；厌氧罐系统需要40℃左右的温度环境来稳定罐内厌氧消化进行，从中温热水储罐直接取水，去除传输时的热量损失，进水温度在40℃左右，满足伴热系统要求。换热完后的热水流至回流水罐储存；回流储罐设置在锅炉房进水处，罐内水温维持在30℃左右，直接对锅炉系统进行供水。改造后节约了大量热能资源和水资源，大幅降低了运营成本。
如图2，其中厌氧处理罐垂直于地面设置，其加热内壁为夹套结构，在厌氧处理罐底部设置有排空气进水口，在厌氧处理罐中部设置有发酵物投入口，在厌氧处理罐上部内壁设置有沼渣分离网，在厌氧处理罐的上部侧壁设置有沼液吸出管，在厌氧处理罐的顶端设置沼气排出管，在厌氧处理罐的底部内壁直线阵列设置若干沼渣吸出管；
厌氧处理罐利用厌氧发酵，将混合污泥通过发酵物投入口投入到厌氧处理罐内进行发酵分解，进而产生沼气、沼液和沼渣，沼渣通过顶部的沼渣分离网隔离，在沼渣表面分离出沼液，同时顶部的沼气从沼气排出管排出，底部的排空气进水口用于加入水和发酵生物。
如图1，其中搅拌桶壁面环形阵列设置有若干内凹槽，内凹槽底部朝向搅拌桶内部突出，内凹槽的轴线与搅拌桶轴线平行，在所述内凹槽内镶嵌有换热管，换热管的两端分别一体折弯设置有进水管和排水管，其中各内凹槽换热管的进水管连接到一个进水环管上，出水管连接到一个出水环管上，其中各内凹槽换热管的进水管连接到高温蒸汽管上，出水管连接到中温进水管上；在搅拌桶的底部设置有排料口，在搅拌桶的顶部侧壁设置有进料口；
所述搅拌桶内部同轴转动连接有一个搅拌轴，搅拌轴上设置有长度为搅拌轴长度二分之一的螺旋搅拌片，螺旋搅拌片的一端位于搅拌桶的底部；
所述搅拌桶顶部设置有一个排风盖，搅拌轴的顶部与排风盖中部转动连接，在搅拌桶的顶部设置排风管，排风管环形阵列设置于排风盖上，通过排风管在排风盖上部连接前端冷却桶，前端冷却桶的底部与排风管连通，所述前端冷却桶的通过若干支撑杆固定有一个集水盘，集水盘上部通过支撑杆固定冷却盘，集水盘边缘设置环形的积水环，在积水环上连接有一个排水管，冷却盘内部为空心结构，所述冷却盘底部阵列设置有若干导热凸起片，冷却盘的两端分别连接冷却水进管和冷却水出管；
在所述前端冷却桶的侧壁连接有一个末端冷却箱，末端冷却箱内壁设置有导热盘管，导热盘管串联到冷却盘上，冷却水先进入导热盘管再进入到冷却盘；在末端冷却箱的底部连接有集油管。
餐厨垃圾初分离脱水后产生的油污混合物从进料口进入，随后通过搅拌轴搅拌，利用螺旋搅拌片将油污混合物不断抬起下降，并配合内凹槽，保证油污混合物的充分受热，并在换热管的高温蒸汽下，蒸发，蒸发后的油污混合物首先进入到排风管内，通过排风管排入到前段冷却桶中，通过前段进水使得油污混合物中的水蒸汽先冷凝，并通过集水盘进行收集，再之后，进入到末端冷却箱内，通过导热盘管的前端进水冷凝，液化后的油污通过集油管排出。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.一种有关提油厌氧罐设备的余热利用系统，其特征是：
包括：主热源，沼气余热锅炉的高温蒸汽为主热源；
提油系统，提油系统主要包括一个搅拌桶，搅拌桶内设加热结构，加热搅拌桶内的残渣和液体，使得水分和油蒸发出来，在搅拌桶顶部设置有排风管，排风管内设置冷却盘，冷却盘下部设置集水盘进行冷却液的回收，在排风管的末端设置一个末端冷却箱，末端冷却箱底部连接集油管；搅拌桶的加热结构由主热源的高温蒸汽进行加热，末端冷却箱和冷却盘由低温进水进行供冷；
低温进水系统，低温进水连接到冷却盘和末端冷却箱上，通过低温进水对排风管内的高温气体进行冷却；
中温回收系统，中温回收系统将与搅拌桶内壁换热后的高温蒸汽冷凝水以及低温进水系统与冷却盘和末端冷却箱换热后的低温进水通过水泵输送到中温热水储罐进行储存；
厌氧处理系统，厌氧处理系统包括一个厌氧搅拌罐，厌氧搅拌罐通过中温热水储罐的热水进行加热，对厌氧搅拌罐内的餐厨垃圾进行厌氧发酵，进而产生沼气、沼液和沼渣；
回流系统，回流系统将与厌氧处理系统的厌氧搅拌罐换热完成后的低温热水通过水泵吸入到回流水罐中进行储存，回流水罐中的低温热水用于给沼气余热锅炉进行低温进水，沼气和沼渣则进入到沼气余热锅炉内进行燃烧，加热低温进水成为临界蒸汽。
2.如权利要求1所述的一种有关提油厌氧罐设备的余热利用系统，其特征是：所述厌氧处理罐垂直于地面设置，其加热内壁为夹套结构，在厌氧处理罐底部设置有排空气进水口，在厌氧处理罐中部设置有发酵物投入口，在厌氧处理罐上部内壁设置有沼渣分离网，在厌氧处理罐的上部侧壁设置有沼液吸出管，在厌氧处理罐的顶端设置沼气排出管，在厌氧处理罐的底部内壁直线阵列设置若干沼渣吸出管。
3.如权利要求1所述的一种有关提油厌氧罐设备的余热利用系统，其特征是：所述搅拌桶壁面环形阵列设置有若干内凹槽，内凹槽底部朝向搅拌桶内部突出，内凹槽的轴线与搅拌桶轴线平行，在所述内凹槽内镶嵌有换热管，换热管的两端分别一体折弯设置有进水管和排水管，其中各内凹槽换热管的进水管连接到高温蒸汽管上，出水管连接到中温进水管上；在搅拌桶的底部设置有排料口，在搅拌桶的顶部侧壁设置有进料口。
4.如权利要求4所述的一种有关提油厌氧罐设备的余热利用系统，其特征是：其中各内凹槽换热管的进水管连接到一个进水环管上，出水管连接到一个出水环管上。
5.如权利要求1所述的一种有关提油厌氧罐设备的余热利用系统，其特征是：所述搅拌桶内部同轴转动连接有一个搅拌轴，搅拌轴上设置有长度为搅拌轴长度二分之一的螺旋搅拌片，螺旋搅拌片的一端位于搅拌桶的底部。
6.如权利要求1所述的一种有关提油厌氧罐设备的余热利用系统，其特征是：所述搅拌桶顶部设置有一个排风盖，搅拌轴的顶部与排风盖中部转动连接，排风管环形阵列设置于排风盖上，通过排风管在排风盖上部连接前端冷却桶，前端冷却桶的底部与排风管连通，所述冷却盘、集水盘固定于前端冷却桶内，末端冷却箱连接于前端冷却桶侧壁。
7.如权利要求6所述的一种有关提油厌氧罐设备的余热利用系统，其特征是：所述前端冷却桶的通过若干支撑杆固定有一个集水盘，集水盘上部通过支撑杆固定冷却盘，集水盘边缘设置环形的积水环，在积水环上连接有一个排水管，冷却盘内部为空心结构，冷却盘的两端分别连接冷却水进管和冷却水出管。
8.如权利要求7所述的一种有关提油厌氧罐设备的余热利用系统，其特征是：所述冷却盘底部阵列设置有若干导热凸起片。
9.如权利要求7所述的一种有关提油厌氧罐设备的余热利用系统，其特征是：末端冷却箱内壁设置有导热盘管，导热盘管串联到冷却盘上，冷却水先进入导热盘管再进入到冷却盘。
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