一種沼氣工程厭氧消化罐加熱系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于新能源節(jié)能技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種沼氣工程厭氧消化罐加熱系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在全球能源緊缺的大環(huán)境下，新能源的開發(fā)利用對國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。在此背景下，沼氣資源作為一項(xiàng)極具應(yīng)用前景的可再生能源，具有資源量豐富、燃燒熱效率高、使用清潔衛(wèi)生等特點(diǎn)，在解決能源危機(jī)、環(huán)境壓力以及推動社會可持續(xù)發(fā)展方面發(fā)揮重要作用，其發(fā)展日益受到世界的重視。
[0003]有機(jī)物轉(zhuǎn)化為沼氣的過程主要是由一系列不同的微生物通過厭氧消化的過程來實(shí)現(xiàn)的，同時(shí)產(chǎn)生能量和新的生物質(zhì)。消化過程主要有三個階段:水解發(fā)酵、產(chǎn)乙酸、產(chǎn)甲烷階段。在上述厭氧消化過程中，溫度是影響消化反應(yīng)進(jìn)行的一個重要影響因素，溫度過低會影響微生物活性，溫度過高會使微生物失活。故沼氣發(fā)酵主要分為三個溫度范圍:高溫發(fā)酵(50-65°C)、中溫發(fā)酵(20-45°C)、低溫發(fā)酵(10-20°C)。目前不同溫度對厭氧消化速率和程度的影響已被廣泛研究，一般認(rèn)為30_40°C左右的發(fā)酵處理效率最優(yōu)。故維持消化罐體溫度是沼氣生產(chǎn)收集的關(guān)鍵因素，即沼氣工程的加熱系統(tǒng)是必須的。
[0004]目前常見沼氣厭氧消化罐或消化池的加熱方式有沼氣鍋爐加熱，太陽能加熱，煤燃燒式加熱，電加熱等。沼氣鍋爐加熱可以利用已產(chǎn)生的沼氣，但沼氣利用率低。煤燃燒式加熱過程污染環(huán)境，且無法即時(shí)即用，熱值利用率低。太陽能加熱環(huán)保，但易受天氣影響，運(yùn)行不穩(wěn)定，且占地面積大，設(shè)備投資高。電加熱經(jīng)濟(jì)環(huán)保，即時(shí)即用操作簡單，適用于中小型沼氣工程，但采用的是高品質(zhì)電，電耗是其能否應(yīng)用的一個重要因素。由上確定，沒有哪一種供熱方式是絕對的優(yōu)勢，在已有的加熱方式的基礎(chǔ)上，不斷改進(jìn)創(chuàng)新一種新的加熱方式，才能達(dá)到高效穩(wěn)定節(jié)能的加熱系統(tǒng)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型采用超導(dǎo)瓷電供暖器應(yīng)用于沼氣工程厭氧消化罐加熱系統(tǒng)中，并采用溫度自控系統(tǒng)，便于運(yùn)行管理。
[0006]本實(shí)用新型提出的加熱系統(tǒng)主要由超導(dǎo)瓷電供暖器2、儲熱水罐3和厭氧消化罐I中的蛇管換熱器4組成。水栗A6和管道將儲熱水罐3中的水送至超導(dǎo)瓷電供暖器2中進(jìn)行加熱;儲熱水罐3經(jīng)過水栗B7和管道與蛇管換熱器4相連，熱水進(jìn)入蛇管換熱器4中與厭氧消化罐體I的物料進(jìn)行換熱過程，蛇管換熱器4出口水回流至儲熱水罐3，進(jìn)行循環(huán)利用。系統(tǒng)通過儲熱水罐3上部的水管進(jìn)行補(bǔ)水，補(bǔ)水過程由罐上部的液位計(jì)5自動控制。同時(shí)系統(tǒng)中設(shè)置有第一溫度傳感器8和第二溫度傳感器9分別監(jiān)測儲熱水罐3和厭氧消化罐I的溫度，以自動控制加熱系統(tǒng)的運(yùn)行。
[0007]本實(shí)用新型采用的超導(dǎo)瓷電供暖器2是一種新型電供暖器，本身帶有自動排氣、自動內(nèi)循環(huán)升溫、蓄熱緩沖、流量自動調(diào)節(jié)緩沖等功能。其通過電磁控制電采暖爐，先制熱蓄熱，再在系統(tǒng)暢通信號接應(yīng)后進(jìn)行系統(tǒng)管道的熱循環(huán)。由于超導(dǎo)瓷熱管以遠(yuǎn)紅外線方式將熱源擴(kuò)散到被加熱的介質(zhì)中，單片機(jī)電子制式微變頻溫控系統(tǒng)能很精確的使設(shè)備進(jìn)行溫度恒定，保溫時(shí)屏蔽電輸入，超導(dǎo)瓷熱管能快速增加對水的溫度，故超導(dǎo)瓷電供暖器2的熱效率可以達(dá)到98%以上，達(dá)到明顯的節(jié)能效果。本實(shí)用新型的新型沼氣工程加熱系統(tǒng)克服了常規(guī)電加熱方式能耗高的缺點(diǎn)，又避免了鍋爐式加熱造成的環(huán)境污染，同時(shí)具有即時(shí)加熱、低能耗、流量自動調(diào)節(jié)、運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于中小型沼氣工程。
[0008]第二溫度傳感器9測定儲熱水罐3溫度，溫度控制器設(shè)定溫度范圍為25_99°C，可根據(jù)情況自行調(diào)節(jié)。當(dāng)儲熱水罐3溫度低于設(shè)定值時(shí)，則超導(dǎo)瓷電供暖器2和水栗A6開啟工作，產(chǎn)生熱水進(jìn)入儲熱水罐，水箱溫度達(dá)到設(shè)定溫度后，超導(dǎo)瓷電供暖器2和水栗A6停止工作，保證儲熱水罐3溫度恒定。
[0009]厭氧消化罐I內(nèi)加裝第一溫度傳感器8，外部安裝溫度控制器，可設(shè)定溫度范圍，自行調(diào)節(jié)。當(dāng)?shù)谝粶囟葌鞲衅?溫度低于設(shè)定值時(shí)，表示罐體內(nèi)物料溫度較低，則水栗B7自動開啟，抽儲熱水罐3內(nèi)熱水進(jìn)入蛇管換熱器4，罐內(nèi)換熱器水溫升高，罐內(nèi)溫度同時(shí)上升，當(dāng)滿足設(shè)定值時(shí)，水栗B7停止工作，保證罐內(nèi)溫度恒溫狀態(tài)。
[0010]儲熱水罐3內(nèi)設(shè)液位計(jì)5，對水罐液位進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，自動控制系統(tǒng)補(bǔ)水。
[0011]蛇管換熱器4置于厭氧消化罐I中，材料選用碳鋼材料，進(jìn)行防腐處理換熱器結(jié)構(gòu)簡單，可承受高壓。
[0012]厭氧消化罐I外設(shè)有保溫材料，降低罐體的散熱量，保障在罐體無物料進(jìn)出、不加熱的情況下，罐體溫度下降保持在2°C以內(nèi)。
【附圖說明】
[0013]本圖為本實(shí)用新型的加熱系統(tǒng)圖。
[0014]在圖中，1、厭氧消化罐;2、超導(dǎo)瓷電供暖器;3、儲熱水罐;4、蛇管換熱器;5、液位計(jì);6、水栗A; 7、水栗B; 8、第一溫度傳感器;9、第二溫度傳感器。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0016]本實(shí)例采用的厭氧消化罐I尺寸Φ7640*4500πιπι，罐體采用搪瓷拼裝結(jié)構(gòu)。超導(dǎo)瓷電供暖器2功率6KW，外形尺寸1100*480*190mm，置于操作室內(nèi)。儲熱水罐3尺寸為Φ1500*2200mm，內(nèi)膽為3042B，外皮為不銹鋼304。水栗A6和水栗B7參數(shù)均為流量5m3/h，揚(yáng)程20m，功率2.2KW。液位計(jì)5采用磁翻板液位計(jì)進(jìn)行液位控制。
[0017]儲熱水罐3中的水通過水栗A6送至超導(dǎo)瓷電供暖器2中進(jìn)行加熱，超導(dǎo)瓷電供暖器2出水回流至儲熱水罐3中；儲熱水罐3經(jīng)過水栗B7和管道與蛇管換熱器4相連，熱水進(jìn)入蛇管換熱器4中與厭氧消化罐體I的物料進(jìn)行換熱過程，蛇管換熱器4出口水回流至儲熱水罐3，進(jìn)行循環(huán)利用。
[0018]當(dāng)液位計(jì)5顯示罐體液位低于Im時(shí)，儲熱水罐3上部的水管的電磁閥自動開啟，自動補(bǔ)水。
[0019]系統(tǒng)中設(shè)置有第一溫度傳感器8置于儲熱水罐3的溫度，外部安裝溫度控制器，溫度設(shè)定范圍25-99°C，可自行調(diào)節(jié)。設(shè)定溫度為39°C，當(dāng)?shù)谝粶囟葌鞲衅?溫度低于38°C時(shí)，表示罐體內(nèi)物料溫度較低，則水栗B7自動開啟，抽儲熱水罐3內(nèi)熱水進(jìn)入?yún)捬跸迵Q熱器，罐內(nèi)換熱器水溫升高，罐內(nèi)溫度同時(shí)上升，當(dāng)滿足設(shè)定范圍值39度，水栗B7停止工作，保證罐內(nèi)溫度恒溫狀態(tài)。
[0020]第二溫度傳感器9測定儲熱水罐3溫度，溫度控制器設(shè)定溫度范圍為25_99°C，可根據(jù)情況自行調(diào)節(jié)。儲熱水管溫度設(shè)定為80°C時(shí)，當(dāng)儲熱水罐3溫度低于80°C時(shí)，則超導(dǎo)瓷電供暖器2和水栗A6開啟工作，產(chǎn)生熱水進(jìn)入儲熱水罐，水箱溫度達(dá)到80°C后，超導(dǎo)瓷電供暖器2和水栗A6停止工作，保證儲熱水罐3溫度恒定。
[0021]以上所述的具體實(shí)施例，對本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施案例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種沼氣工程厭氧消化罐加熱系統(tǒng)，由超導(dǎo)瓷電供暖器(2)、儲熱水罐(3)和厭氧消化罐(I)中的蛇管換熱器(4)組成，其特征在于:水栗A(6)和管道將儲熱水罐(3)中的水送至超導(dǎo)瓷電供暖器(2)中進(jìn)行加熱;儲熱水罐(3)經(jīng)過水栗B(7)和管道與蛇管換熱器(4)相連，熱水進(jìn)入蛇管換熱器(4)中與厭氧消化罐體(I)的物料進(jìn)行換熱，蛇管換熱器(4)出口水回流至儲熱水罐(3);系統(tǒng)通過儲熱水罐(3)上部的水管進(jìn)行補(bǔ)水，補(bǔ)水過程由罐上部的液位計(jì)(5)自動控制；同時(shí)系統(tǒng)中設(shè)置有第一溫度傳感器(8)和第二溫度傳感器(9)分別監(jiān)測儲熱水罐(3)和厭氧消化罐(I)的溫度，以自動控制加熱系統(tǒng)的運(yùn)行。2.如權(quán)利要求1所述的沼氣工程厭氧消化罐加熱系統(tǒng)，其特征在于:儲熱水罐(3)裝有溫度傳感器(9)。3.如權(quán)利要求2所述的沼氣工程厭氧消化罐加熱系統(tǒng)，其特征在于:厭氧消化罐(I)裝有溫度傳感器(8)。4.如權(quán)利要求1所述的沼氣工程厭氧消化罐加熱系統(tǒng)，其特征在于:儲熱水罐(3)內(nèi)安裝液位計(jì)(5)。5.如權(quán)利要求1所述的沼氣工程厭氧消化罐加熱系統(tǒng)，其特征在于:蛇管換熱器(4)選用做過防腐處理的碳鋼材料，安裝在厭氧消化罐(I)中。
【專利摘要】一種沼氣工程厭氧消化罐加熱系統(tǒng)，屬于新能源節(jié)能技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。主要由超導(dǎo)瓷電供暖器、儲熱水罐和厭氧消化罐中的蛇管換熱器組成。超導(dǎo)磁電供暖器對儲熱水罐中的水進(jìn)行增溫，熱水通過蛇管換熱器對厭氧消化罐進(jìn)行換熱，保證中溫發(fā)酵所需的熱量供給?？朔顺Ｒ?guī)電加熱方式能耗高的缺點(diǎn)，又避免了鍋爐式加熱造成的環(huán)境污染，同時(shí)具有即時(shí)加熱、低能耗、流量自動調(diào)節(jié)、運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于中小型沼氣工程。
【IPC分類】C12M1/38, C12M1/34, C12M1/107
【公開號】CN205241695
【申請?zhí)枴緾N201520695166
【發(fā)明人】鄒利群, 劉昕, 候歡歡, 劉昀, 高文江
【申請人】北京中環(huán)瑞德環(huán)境工程技術(shù)有限公司, 北京鑫亞宏碩節(jié)能科技有限公司
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年9月10日