CN204630092U - 一种节能厌氧反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种节能厌氧反应装置，属于废弃物处理技术领域。该节能厌氧反应装置，包括沼气锅炉增温系统、太阳能增温系统、沼液沼渣余热回收系统、沼液喷淋循环系统、恒温水箱和厌氧反应仓；沼气锅炉增温系统、太阳能增温系统和沼液沼渣余热回收系统分别通过管路与恒温水箱连接用于加热恒温水箱，厌氧反应仓内设有第一热水盘管，恒温水箱分别与第一热水盘管的进水口与出水连通，恒温水箱和所述第一热水盘管之间设有第一热水循环水泵。由于采用沼气锅炉、太阳能和沼液沼渣余热回收一起供热，大大降低的能耗，节约了能源；沼液喷淋循环系统促进了物料间的传热效率。

Description

一种节能厌氧反应装置

技术领域

本实用新型涉及一种节能厌氧反应装置，属于废弃物处理技术领域。

背景技术

目前，随着沼气工程的不断发展，为人们提供了越来越多的再生能源。含有高浓度有机物的废水，常见的有人畜粪便、食品加工废水、秸秆堆沤等，都可以通过沼气工程来处理，目的是通过厌氧发酵来分解有机物并产生沼气，既消除了污染又获得了能源( 沼气) 和有机肥料。但在沼气工程的实际运行过程中，由于其固有的缺陷而没有发挥它应有的作用，普遍存在产气率低、排放难以达标等不足。这主要是因为厌氧反应对温度和温度变化比较敏感，只有在相对较高的温度(38℃) 及较小的温差区间(35-40℃)内厌氧反应才有较高的效率，产生的沼气量大。目前，现有的沼气工程中，厌氧反应几乎是在自然状态下进行的，反应温度随环境温度的变化而变化，因此，产气量极不稳定，尤其是到了冬天，当温度降至10℃以下时，几乎停止产气。所以，为了提高沼气产量，沼气工程的规模做的很大，无形中增加了沼气工程的建造成本和建造时间；同时，因厌氧反应受温度影响较大，厌氧反应的效率时高时低，污水中的主要污染物不能被有效降解，造成排放物仍难以达标。

现有技术中，为了提高厌氧反应的效率，采取了将发酵物料进行加热、保温的措施，但是，现有技术中进行发酵物料加热、保温需要消耗大量的能耗，而且加热温度不稳定，对厌氧发酵的产气率有严重影响。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提出一种耗能低的并能使得厌氧反应更加充分的节能厌氧反应装置。

本实用新型为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种节能厌氧反应装置，包括沼气锅炉增温系统、太阳能增温系统、沼液沼渣余热回收系统、沼液喷淋循环系统、恒温水箱和厌氧反应仓；所述沼气锅炉增温系统、太阳能增温系统和沼液沼渣余热回收系统分别通过管路与恒温水箱连通用于加热恒温水箱，厌氧反应仓内设有第一热水盘管，所述恒温水箱分别与所述第一热水盘管的进水口与出水连通，所述恒温水箱和所述第一热水盘管之间设有第一热水循环水泵。         

上述技术方案的改进是：所述沼气锅炉增温系统包括储气柜、沼气增压机、软水箱和沼气锅炉，所述储气柜与所述沼气增压机连通，所述沼气增压机与所述沼气锅炉连通，所述储气柜与所述沼气增压机之间设有阻火器，所述软水箱与所述沼气锅炉连通用于对沼气锅炉内水进行过滤。

上述技术方案的改进是：所述太阳能增温系统包括太阳能集热器和储热水箱，所述太阳能集热器的进水口和出水口分别与所述储热水箱连通用于加热所述储热水箱，所述储热水箱与所述恒温水箱连通。

上述技术方案的改进是：所述沼液沼渣余热回收系统包括沼液沼渣池和溴化锂吸收式热泵机组，所述溴化锂吸收式热泵机组的集热盘管置于所述沼液沼渣池内，所述溴化锂吸收式热泵机组通过管路分别与所述恒温水箱的进水口和出水口连通。

上述技术方案的改进是：还包括沼液喷淋循环系统，所述沼液喷淋循环系统包括渗滤液池和喷淋头，所述喷淋头设置在所述厌氧反应仓顶部，所述渗滤液池通过管路与所述喷淋头连通，所述厌氧反应仓底部通过管路与所述渗滤液池连通，所述渗滤液池内设有第二热水盘管，所述恒温水箱分别与所述第二热水盘管的进水口与出水连通，所述恒温水箱和所述第二热水盘管之间设有第二热水循环水泵。

上述技术方案的改进是：所述厌氧反应仓和所述渗滤液池分别设有第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一热水循环水泵和所述第二热水循环水泵分别连接有第一变频调节器和第二变频调节器，使用变频器对水泵进行调速，所述第一温度传感器和第二温度传感器的信号输出端分别与所述第一变频调节器和第二变频调节器的信号输入端连接。

本实用新型采用上述技术方案的有益效果是：1）由于采用沼气锅炉、太阳能和沼液沼渣余热回收一起供热，大大降低的能耗，节约了能源；2）由于采用恒温水箱恒温加热，使得厌氧反应更加稳定充分，提高产气率；3）由于设置了喷淋循环系统，可以促进物料间的热交换，提高产气率；4）由于设有温度传感器和变频调节器，可以根据厌氧反应仓内部物料和渗滤液池中的温度，自动调节热水循环水泵的流量，当温度低于设定温度的时候，提高热水流量，增加热量的供给；当温度高于设定温度的时候，降低热水流量，减少热量的供给，保证了厌氧反应仓和渗滤液池中温度稳定。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型实施例节能厌氧反应装置的结构示意图。

图中标号示意如下：1-储气柜；2-阻火器；3-沼气增压机；4-软水箱；5- 沼气锅炉；6-太阳能集热器；7-储热水箱；8a-第一变频调节器；8b-第二变频调节器；9a-第一热水循环水泵；9b-第二热水循环水泵；10a-第一温度传感器；10b-第二温度传感器；11-厌氧反应仓；12-喷淋喷头；13a-第一热水盘管；13b-第二热水盘管；13c-集热盘管；14-渗滤液池；15-沼液沼渣池；16-溴化锂吸收式热泵机组；17-恒温水箱。

具体实施方式

实施例

本实施例的节能厌氧反应装置，包括沼气锅炉增温系统、太阳能增温系统、沼液沼渣余热回收系统、沼液喷淋循环系统、恒温水箱（17）和厌氧反应仓（11）；沼气锅炉增温系统、太阳能增温系统和沼液沼渣余热回收系统分别通过管路与恒温水箱（17）连接用于加热恒温水箱（17），沼气锅炉增温系统、太阳能增温系统和沼液沼渣余热回收系统与恒温水箱（17）连通的管路中均设置有水泵和阀门，厌氧反应仓内设有第一热水盘管（13a），恒温水箱（17）分别与第一热水盘管（13a）的进水口与出水连通，恒温水箱（17）和第一热水盘管（13a）之间设有第一热水循环水泵（9a）。还包括沼液喷淋循环系统，沼液喷淋循环系统包括渗滤液池（14）和喷淋头（12），喷淋头（12）设置在厌氧反应仓（11）顶部，渗滤液池（14）通过管路与喷淋头（12）连通，厌氧反应仓（11）底部通过管路与渗滤液池（14）连通，渗滤液池（14）内设有第二热水盘管（13b），恒温水箱（17）分别与第二热水盘管（13b）的进水口与出水连通，恒温水箱（17）和第二热水盘管（13b）之间设有第二热水循环水泵。恒温水箱（17）内设有温度控制器，设定好恒温水箱的温度，当恒温水箱的温度低于设定的温度时，三个热源到水箱的水泵、阀门开始启动，把热量传递到恒温水箱；当水箱温度达到设计要求，停止热源的循环加热，三个热源（沼气锅炉（5）、储热水箱（7）和溴化锂吸收式热泵机组（16））均通过水作为热量传递的载体，通过各自产生的热水通向恒温水箱，循环水热交换。

沼气锅炉增温系统包括储气柜（1）、沼气增压机（3）、软水箱（4）和沼气锅炉（5），储气柜（1）与沼气增压机（3）连通，沼气增压机（3）与沼气锅炉连通，储气柜（1）与沼气增压机（3）之间设有阻火器（2），软水箱（4）与沼气锅炉（5）连通用于对沼气锅炉（5）内水进行过滤，沼气锅炉（5）对于加热的水要求较高，需要通过软水箱过滤加工，否则会降低锅炉的寿命和热效率。

太阳能增温系统包括太阳能集热器（6）和储热水箱（7），太阳能集热器（6）的进水口和出水口分别与储热水箱（7）连通，太阳能集热器（6）和储热水箱（7）之间设有水泵，储热水箱（7）与恒温水箱（17）连通。

沼液沼渣余热回收系统包括沼液沼渣池（15）和溴化锂吸收式热泵机组（16），溴化锂吸收式热泵机组（16）的集热盘管（13c）置于沼液沼渣池（15）内，溴化锂吸收式热泵机组（16）通过管路分别与恒温水箱（17）的进水口和出水口连通。

厌氧反应仓（11）和渗滤液池（14）分别设有第一温度传感器（10a）和第二温度传感器（10b），第一热水循环水泵（9a）和第二热水循环水泵（9b）分别连接有第一变频调节器(8a)和第二变频调节器（8b），第一温度传感器（10a）和第二温度传感器（10b）的信号输出端分别与第一变频调节器(8a)和第二变频调节器（8b）的信号输入端连接。

太阳能增温系统工作过程：太阳能集热器（6）将收集的热量加热水，将热水储存在储热水箱（7）中，储热水箱（7）与恒温水箱（17）之间通过进出水管道连接，根据温度控制器设定的温度开启阀门和水泵，对恒温水箱（17）进行加热。

沼气锅炉增温系统工作过程：沼气锅炉（5）燃烧沼气产生大量热水，与恒温水箱（17）之间通过进出水管道连接，根据温度控制器设定的温度开启阀门和水泵，对恒温水箱（17）进行加热。

沼液沼渣余热回收系统工作过程：溴化锂吸收式热泵机组（16）将沼液沼渣池中低温余热充分回收，与恒温水箱（17）之间通过进出水管道连接，根据温度控制器设定的温度开启阀门和水泵，对恒温水箱（17）进行加热。

沼液喷淋循环系统工作过程：将渗滤液池（14）中的渗滤液对厌氧反应仓（11）进行回流喷淋，加强反应物料间的传热传质效率。

恒温水箱（17）分别与厌氧反应仓（11）和渗滤液池（14）中的热水盘管进出水口连接，对两者按照设定的温度开启第一热水循环水泵（9a）、第二热水循环水泵（9b）和阀门，根据厌氧反应仓（11）和渗滤液池（14）内部的温度自动调整循环热水的流量，增减交换的热量，分别加热厌氧反应仓（11）中的混合物料和渗滤液池（14）中的渗滤液。

本实施例的节能厌氧反应装置在循环水泵上增加变频调节器，根据厌氧反应仓内部物料和渗滤液池中的温度，自动调节热水循环水泵的流量，当温度低于设定温度的时候，提高热水流量，增加热量的供给；当温度高于设定温度的时候，关闭或者降低热水流量，减少热量的供给。由于根据发酵底物的不同，沼气工程分为干式和湿式两种。湿式发酵主要以畜禽粪便为原料，干式发酵主要以各类秸秆为主，其流动性差，传热传质效率低。为了促进物料间的热交换，引入了沼液循环喷淋系统，启动循环泵将渗滤液池中温度较高的渗滤液从仓内顶端的矩形或圆形喷淋管反复喷洒，使物料充分吸收渗滤液，一定程度的提高产气率。

在沼气工程发酵过程中会产生大量的沼液沼渣，一般中温发酵的出渣温度都在33℃以上，如果这些热量直接排放到大气中冷却，不仅污染环境，而且造成能源浪费。针对这些低温余热，引入溴化锂吸收式热泵机组（16）回收热量，提取低位热能，然后提升为可以利用的高温热能，从而提高沼气工程的能源利用率

本实用新型不局限于上述实施例。凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种节能厌氧反应装置，其特征在于：包括沼气锅炉增温系统、太阳能增温系统、沼液沼渣余热回收系统、恒温水箱和厌氧反应仓；所述沼气锅炉增温系统、太阳能增温系统和沼液沼渣余热回收系统分别通过管路与恒温水箱连通用于加热恒温水箱，厌氧反应仓内设有第一热水盘管，所述恒温水箱分别与所述第一热水盘管的进水口与出水连通，所述恒温水箱和所述第一热水盘管之间设有第一热水循环水泵。

2.根据权利要求1所述的节能厌氧反应装置，其特征在于：所述沼气锅炉增温系统包括储气柜、沼气增压机、软水箱和沼气锅炉，所述储气柜与所述沼气增压机连通，所述沼气增压机与所述沼气锅炉连通，所述储气柜与所述沼气增压机之间设有阻火器，所述软水箱与所述沼气锅炉连通。

3.根据权利要求2所述的节能厌氧反应装置，其特征在于：所述太阳能增温系统包括太阳能集热器和储热水箱，所述太阳能集热器的进水口和出水口分别与所述储热水箱连通用于加热所述储热水箱，所述储热水箱与所述恒温水箱连通。

4.根据权利要求3所述的节能厌氧反应装置，其特征在于：所述沼液沼渣余热回收系统包括沼液沼渣池和溴化锂吸收式热泵机组，所述溴化锂吸收式热泵机组的集热盘管置于所述沼液沼渣池内，所述溴化锂吸收式热泵机组通过管路分别与所述恒温水箱的进水口和出水口连通。

5.根据权利要求4所述的节能厌氧反应装置，其特征在于：还包括沼液喷淋循环系统，所述沼液喷淋循环系统包括渗滤液池和喷淋头，所述喷淋头设置在所述厌氧反应仓顶部，所述渗滤液池通过管路与所述喷淋头连通，所述厌氧反应仓底部通过管路与所述渗滤液池连通，所述渗滤液池内设有第二热水盘管，所述恒温水箱分别与所述第二热水盘管的进水口与出水连通，所述恒温水箱和所述第二热水盘管之间设有第二热水循环水泵。

6.根据权利要求5所述的节能厌氧反应装置，其特征在于：所述厌氧反应仓和所述渗滤液池分别设有第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一热水循环水泵和所述第二热水循环水泵分别连接有第一变频调节器和第二变频调节器，所述第一温度传感器和第二温度传感器的信号输出端分别与所述第一变频调节器和第二变频调节器的信号输入端连接。