CN210033658U

CN210033658U - 大型沼气发电机组余热综合利用系统

Info

Publication number: CN210033658U
Application number: CN201920119764.0U
Authority: CN
Inventors: 李新
Original assignee: Hubei Agricultural Valley Environmental Energy Technology Co Ltd
Current assignee: Hubei Agricultural Valley Environmental Energy Technology Co Ltd
Priority date: 2019-01-23
Filing date: 2019-01-23
Publication date: 2020-02-07
Anticipated expiration: 2029-01-23

Abstract

本实用新型涉及大型沼气发电机组余热综合利用系统，包括高温烟气出口和缸套水出口，其特征是还包括第一、二级预处理池、厂内生活单元、烟气余热锅炉、有机肥造粒装置、有机肥烘干装置和厌氧发酵罐，缸套水出口分别与第一换热器入口和第二换热器入口连接，第一换热器出口和第二换热器出口分别与排水沟连接；高温烟气出口分别与第一烟气入口、进口和第二烟气入口连接，出口与排放空间连通，蒸汽出口分别与第一蒸汽入口和第二蒸汽入口连接，第一原料出口与第二原料进口连接，第二原料出口与原料入口连接，冷却水出口通往余热锅炉补水系统。本实用新型结构简单、使用方便、操作容易、热量转化率高、余热利用程度高并且余热利用过程协调。

Description

大型沼气发电机组余热综合利用系统

技术领域

本实用新型涉及能量综合利用，具体而言是大型沼气发电机组余热综合利用系统。

背景技术

随着经济社会的不断发展，全球对能源的需求不断增长，传统化石能源大量消耗所导致的能源短缺、环境污染和气候变化问题日益尖锐。而生物质能作为一种可再生能源越来越受到各国政府和科学家的重视。沼气工程作为生物质能的一个重要分支，它是利用工业、农业或城镇生活中的大量有机废弃物(例如酒糟液、禽畜粪、秸秆、城市垃圾和污水等)，经厌氧发酵处理产生的沼气。沼气领域的发展逐渐由传统的户用沼气和中小规模的沼气工程过度到集中处理有机废弃物的大型沼气工程，除了传统小沼气工程，规模化的沼气作为清洁能源，主要有以下利用方式：沼气净化脱硫后内燃机发电、提纯后并入天然气管网、提纯后用于LNG和CNG的生产。上述三种沼气利用方式中，沼气发电技术是集环保和节能于一体的能源综合利用新技术。驱动沼气发电机组发电，并可充分将发电机组的余热用于沼气生产，其他两种方式需要新建锅炉用于厌氧消化阶段的补热。

另一方面，大型沼气工程为了提高容积产气率和降低厌氧阶段的停留时间，多数采用中高温厌氧发酵，原料的预处理阶段和各类厌氧发酵罐分级对原料进行除沙，调质，预热，现在的沼气发电项目的余热用于原料的预热，主要是采用发电机组的缸套水、发电机组高温烟气余热锅炉产生蒸汽交替用于不同阶段的预热，热量综合利用程度程度不高，综合利用协调性并不好。

另一方面，大型沼气工程面临的另外的问题是沼液和沼渣的综合利用问题，厌氧发酵后的沼气作为清洁能源，利用渠道多，但是沼液和沼渣利用也需要综合考虑，沼渣作为厌氧发酵后腐熟度好，而且生物活性好，是生产有机肥的优质原料，所以国内大型沼气工程基本都会配套利用沼渣生产有机肥，传统粉状有机肥往往在产品储运和施用阶段都不如造粒后的颗粒有机肥，但是造粒的过程需要通过对粉状肥料进行干燥调质等过程，生产过程中需要使用大量的高温热源。

以畜禽养殖场的沼气发电工程为例，沼气燃烧后的能量分配为：发电约占33％，排烟约占32％，高温水约占19％，低温水约占6％，其他能量损失约占10％。理论上讲，发电机组90％的余热都可以有效利用，开发一种大型沼气发电余热综合利用程度高，系统协调的余热利用系统十分必要，现有的技术重点关注对发电机组的90％的余热利用的形式，也就是说缸套热水和发电机组的高温烟气，只在乎是否被利用过，但是热能利用的转化率并没有做系统的分析和优化。缸套水作为低热值高热量的热源被利用在换热效率不高的场合，沼气发电机组的高温烟气往往单一的用于余热锅炉产蒸汽，蒸汽产量和实际蒸汽需求不匹配，还是间接地浪费掉这部分热量，综上所述余热综合利用往往重在形式上利用，但是在余热利用的分类分级使用，提高余热利用的有效利用上还有待提高。

大型沼气工程得到的沼渣资源化利用的最有效方式就是联产有机肥，高附加值的颗粒有机肥生产过程需要高温热源作为粉状肥的加热热源。大多数这类项目远离供热源，属于孤岛运行，所以有机肥造粒干燥所用蒸汽只能采用外购燃料或者直接使用沼气热风炉产生高温烟气，增加投资的同时也会降低项目的经济效益。

针对现有技术的上述不足,本实用新型提出了一种结构简单、使用方便、操作容易、热量转化率高、余热利用程度高并且余热利用过程协调的大型沼气发电机组余热综合利用系统。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单、使用方便、操作容易、热量转化率高、余热利用程度高并且余热利用过程协调的大型沼气发电机组余热综合利用系统。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种大型沼气发电机组余热综合利用系统，包括大型沼气发电机组的高温烟气出口和缸套水出口，其特征是还包括第一级预处理池、厂内生活单元、烟气余热锅炉、有机肥造粒装置、有机肥烘干装置、第二级预处理池和厌氧发酵罐，第一级预处理池包括第一换热器，第一级预处理池上设置有第一换热器入口、第一换热器出口、第一原料进口和第一原料出口，厂内生活单元包括第二换热器，厂内生活单元上设置有第二换热器入口和第二换热器出口，缸套水出口分别与第一换热器入口和第二换热器入口连接，第一换热器出口和第二换热器出口分别与排水沟连接；烟气余热锅炉上设置有第一烟气入口和蒸汽出口，有机肥造粒装置内设置有第三换热器，第三换热器包括进口和出口，有机肥烘干装置上设置有第二烟气入口，高温烟气出口分别与第一烟气入口、进口和第二烟气入口连接，出口与排放空间连通，第二级预处理池内设置有第一蒸汽入口、第二原料进口和第二原料出口，厌氧发酵罐设置有第二蒸汽入口、原料入口和冷却水出口，蒸汽出口分别与第一蒸汽入口和第二蒸汽入口连接，第一原料出口与第二原料进口连接，第二原料出口与原料入口连接，冷却水出口通往余热锅炉补水系统。

进一步地,所述第一换热器、第二换热器、第三换热器和第四换热器均为列管式换热器。

采用本实用新型，可根据各用热单元的热能需求和利用情况，合理分配热源。本实用新型结构简单、使用方便、操作容易、热量转化率高、余热利用程度高并且余热利用过程协调。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：1.1-高温烟气出口；1.2-缸套水出口；2-第一级预处理池；2.1-第一换热器；2.1.1-第一换热器入口；2.1.2-第一换热器出口；2.2-第一原料进口；2.3-第一原料出口；3-厂内生活单元；3.1-第二换热器；3.1.1-第二换热器入口；3.1.2-第二换热器出口；4-烟气余热锅炉；4.1-第一烟气入口；4.2-蒸汽出口；5-有机肥造粒装置；5.1-第三换热器；5.1.1-进口；5.1.2-出口；6-有机肥烘干装置；6.1-第二烟气入口；7-第二级预处理池；7.1-第一蒸汽入口；7.2-第二原料进口；7.3-第二原料出口；8-厌氧发酵罐；8.1-第二蒸汽入口；8.2-原料入口；8.3-冷却水出口。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述，但该实施例不应理解为对本实用新型的限制。

图中所示的大型沼气发电机组余热综合利用系统，包括大型沼气发电机组的高温烟气出口1.1和缸套水出口1.2，还包括第一级预处理池2、厂内生活单元3、烟气余热锅炉4、有机肥造粒装置5、有机肥烘干装置6、第二级预处理池7和厌氧发酵罐8，第一级预处理池2包括第一换热器2.1，第一级预处理池2上设置有第一换热器入口2.1.1、第一换热器出口2.1.2、第一原料进口2.2和第一原料出口2.3，厂内生活单元3包括第二换热器3.1，厂内生活单元3上设置有第二换热器入口3.1.1和第二换热器出口3.1.2，缸套水出口1.2分别与第一换热器入口2.1.1和第二换热器入口3.1.1连接，第一换热器出口2.1.2和第二换热器出口3.1.2分别与排水沟连接；烟气余热锅炉4上设置有第一烟气入口4.1和蒸汽出口4.2，有机肥造粒装置5内设置有第三换热器5.1，第三换热器5.1包括进口5.1.1和出口5.1.2，有机肥烘干装置6上设置有第二烟气入口6.1，高温烟气出口1.1分别与第一烟气入口4.1、进口5.1.1和第二烟气入口6.1连接，出口5.1.2与排放空间连通，第二级预处理池7内设置有第一蒸汽入口7.1、第二原料进口7.2和第二原料出口7.3，厌氧发酵罐8设置有第二蒸汽入口8.1、原料入口8.2和冷却水出口8.3，蒸汽出口4.2分别与第一蒸汽入口7.1和第二蒸汽入口8.1连接，第一原料出口2.3与第二原料进口7.2连接，第二原料出口7.3与原料入口8.2连接，冷却水出口8.3通往余热锅炉补水系统。

优选的实施例是：在上述方案中，所述第一换热器2.1、第二换热器3.1、第三换热器5.1和第四换热器6.1均为列管式换热器。

本说明书中未作详细描述的内容，属于本专业技术人员公知的现有技术。

Claims

1.一种大型沼气发电机组余热综合利用系统，包括大型沼气发电机组的高温烟气出口(1.1)和缸套水出口(1.2)，其特征在于：还包括第一级预处理池(2)、厂内生活单元(3)、烟气余热锅炉(4)、有机肥造粒装置(5)、有机肥烘干装置(6)、第二级预处理池(7)和厌氧发酵罐(8)，第一级预处理池(2)包括第一换热器(2.1)，第一级预处理池(2)上设置有第一换热器入口(2.1.1)、第一换热器出口(2.1.2)、第一原料进口(2.2)和第一原料出口(2.3)，厂内生活单元(3)包括第二换热器(3.1)，厂内生活单元(3)上设置有第二换热器入口(3.1.1)和第二换热器出口(3.1.2)，缸套水出口(1.2)分别与第一换热器入口(2.1.1)和第二换热器入口(3.1.1)连接，第一换热器出口(2.1.2)和第二换热器出口(3.1.2)分别与排水沟连接；烟气余热锅炉(4)上设置有第一烟气入口(4.1)和蒸汽出口(4.2)，有机肥造粒装置(5)内设置有第三换热器(5.1)，第三换热器(5.1)包括进口(5.1.1)和出口(5.1.2)，有机肥烘干装置(6)上设置有第二烟气入口(6.1)，高温烟气出口(1.1)分别与第一烟气入口(4.1)、进口(5.1.1)和第二烟气入口(6.1)连接，出口(5.1.2)与排放空间连通，第二级预处理池(7)内设置有第一蒸汽入口(7.1)、第二原料进口(7.2)和第二原料出口(7.3)，厌氧发酵罐(8)设置有第二蒸汽入口(8.1)、原料入口(8.2)和冷却水出口(8.3)，蒸汽出口(4.2)分别与第一蒸汽入口(7.1)和第二蒸汽入口(8.1)连接，第一原料出口(2.3)与第二原料进口(7.2)连接，第二原料出口(7.3)与原料入口(8.2)连接，冷却水出口(8.3)通往余热锅炉补水系统。

2.根据权利要求1所述的大型沼气发电机组余热综合利用系统，其特征在于：所述第一换热器(2.1)、第二换热器(3.1)、第三换热器(5.1)和第四换热器(6.1)均为列管式换热器。