一種沼氣工程厭氧消化罐加熱系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于新能源節能技術應用領域，具體涉及一種沼氣工程厭氧消化罐加熱系統。
【背景技術】
[0002]在全球能源緊缺的大環境下，新能源的開發利用對國民經濟的可持續發展具有重要的意義。在此背景下，沼氣資源作為一項極具應用前景的可再生能源，具有資源量豐富、燃燒熱效率高、使用清潔衛生等特點，在解決能源危機、環境壓力以及推動社會可持續發展方面發揮重要作用，其發展日益受到世界的重視。
[0003]有機物轉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現的，同時產生能量和新的生物質。消化過程主要有三個階段:水解發酵、產乙酸、產甲烷階段。在上述厭氧消化過程中，溫度是影響消化反應進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。故沼氣發酵主要分為三個溫度范圍:高溫發酵(50-65°C)、中溫發酵(20-45°C)、低溫發酵(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，一般認為30_40°C左右的發酵處理效率最優。故維持消化罐體溫度是沼氣生產收集的關鍵因素，即沼氣工程的加熱系統是必須的。
[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生的沼氣，但沼氣利用率低。煤燃燒式加熱過程污染環境，且無法即時即用，熱值利用率低。太陽能加熱環保，但易受天氣影響，運行不穩定，且占地面積大，設備投資高。電加熱經濟環保，即時即用操作簡單，適用于中小型沼氣工程，但采用的是高品質電，電耗是其能否應用的一個重要因素。由上確定，沒有哪一種供熱方式是絕對的優勢，在已有的加熱方式的基礎上，不斷改進創新一種新的加熱方式，才能達到高效穩定節能的加熱系統。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型采用超導瓷電供暖器應用于沼氣工程厭氧消化罐加熱系統中，并采用溫度自控系統，便于運行管理。
[0006]本實用新型提出的加熱系統主要由超導瓷電供暖器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中的水送至超導瓷電供暖器2中進行加熱;儲熱水罐3經過水栗B7和管道與蛇管換熱器4相連，熱水進入蛇管換熱器4中與厭氧消化罐體I的物料進行換熱過程，蛇管換熱器4出口水回流至儲熱水罐3，進行循環利用。系統通過儲熱水罐3上部的水管進行補水，補水過程由罐上部的液位計5自動控制。同時系統中設置有第一溫度傳感器8和第二溫度傳感器9分別監測儲熱水罐3和厭氧消化罐I的溫度，以自動控制加熱系統的運行。
[0007]本實用新型采用的超導瓷電供暖器2是一種新型電供暖器，本身帶有自動排氣、自動內循環升溫、蓄熱緩沖、流量自動調節緩沖等功能。其通過電磁控制電采暖爐，先制熱蓄熱，再在系統暢通信號接應后進行系統管道的熱循環。由于超導瓷熱管以遠紅外線方式將熱源擴散到被加熱的介質中，單片機電子制式微變頻溫控系統能很精確的使設備進行溫度恒定，保溫時屏蔽電輸入，超導瓷熱管能快速增加對水的溫度，故超導瓷電供暖器2的熱效率可以達到98%以上，達到明顯的節能效果。本實用新型的新型沼氣工程加熱系統克服了常規電加熱方式能耗高的缺點，又避免了鍋爐式加熱造成的環境污染，同時具有即時加熱、低能耗、流量自動調節、運行穩定等優點，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，溫度控制器設定溫度范圍為25_99°C，可根據情況自行調節。當儲熱水罐3溫度低于設定值時，則超導瓷電供暖器2和水栗A6開啟工作，產生熱水進入儲熱水罐，水箱溫度達到設定溫度后，超導瓷電供暖器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內加裝第一溫度傳感器8，外部安裝溫度控制器，可設定溫度范圍，自行調節。當第一溫度傳感器8溫度低于設定值時，表示罐體內物料溫度較低，則水栗B7自動開啟，抽儲熱水罐3內熱水進入蛇管換熱器4，罐內換熱器水溫升高，罐內溫度同時上升，當滿足設定值時，水栗B7停止工作，保證罐內溫度恒溫狀態。
[0010]儲熱水罐3內設液位計5，對水罐液位進行實時監測，自動控制系統補水。
[0011]蛇管換熱器4置于厭氧消化罐I中，材料選用碳鋼材料，進行防腐處理換熱器結構簡單，可承受高壓。
[0012]厭氧消化罐I外設有保溫材料，降低罐體的散熱量，保障在罐體無物料進出、不加熱的情況下，罐體溫度下降保持在2°C以內。
【附圖說明】
[0013]本圖為本實用新型的加熱系統圖。
[0014]在圖中，1、厭氧消化罐;2、超導瓷電供暖器;3、儲熱水罐;4、蛇管換熱器;5、液位計;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]本實例采用的厭氧消化罐I尺寸Φ7640*4500πιπι，罐體采用搪瓷拼裝結構。超導瓷電供暖器2功率6KW，外形尺寸1100*480*190mm，置于操作室內。儲熱水罐3尺寸為Φ1500*2200mm，內膽為3042B，外皮為不銹鋼304。水栗A6和水栗B7參數均為流量5m3/h，揚程20m，功率2.2KW。液位計5采用磁翻板液位計進行液位控制。
[0017]儲熱水罐3中的水通過水栗A6送至超導瓷電供暖器2中進行加熱，超導瓷電供暖器2出水回流至儲熱水罐3中；儲熱水罐3經過水栗B7和管道與蛇管換熱器4相連，熱水進入蛇管換熱器4中與厭氧消化罐體I的物料進行換熱過程，蛇管換熱器4出口水回流至儲熱水罐3，進行循環利用。
[0018]當液位計5顯示罐體液位低于Im時，儲熱水罐3上部的水管的電磁閥自動開啟，自動補水。
[0019]系統中設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，溫度設定范圍25-99°C，可自行調節。設定溫度為39°C，當第一溫度傳感器8溫度低于38°C時，表示罐體內物料溫度較低，則水栗B7自動開啟，抽儲熱水罐3內熱水進入厭氧消化罐換熱器，罐內換熱器水溫升高，罐內溫度同時上升，當滿足設定范圍值39度，水栗B7停止工作，保證罐內溫度恒溫狀態。
[0020]第二溫度傳感器9測定儲熱水罐3溫度，溫度控制器設定溫度范圍為25_99°C，可根據情況自行調節。儲熱水管溫度設定為80°C時，當儲熱水罐3溫度低于80°C時，則超導瓷電供暖器2和水栗A6開啟工作，產生熱水進入儲熱水罐，水箱溫度達到80°C后，超導瓷電供暖器2和水栗A6停止工作，保證儲熱水罐3溫度恒定。
[0021]以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施案例而已，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種沼氣工程厭氧消化罐加熱系統，由超導瓷電供暖器(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)中的水送至超導瓷電供暖器(2)中進行加熱;儲熱水罐(3)經過水栗B(7)和管道與蛇管換熱器(4)相連，熱水進入蛇管換熱器(4)中與厭氧消化罐體(I)的物料進行換熱，蛇管換熱器(4)出口水回流至儲熱水罐(3);系統通過儲熱水罐(3)上部的水管進行補水，補水過程由罐上部的液位計(5)自動控制；同時系統中設置有第一溫度傳感器(8)和第二溫度傳感器(9)分別監測儲熱水罐(3)和厭氧消化罐(I)的溫度，以自動控制加熱系統的運行。2.如權利要求1所述的沼氣工程厭氧消化罐加熱系統，其特征在于:儲熱水罐(3)裝有溫度傳感器(9)。3.如權利要求2所述的沼氣工程厭氧消化罐加熱系統，其特征在于:厭氧消化罐(I)裝有溫度傳感器(8)。4.如權利要求1所述的沼氣工程厭氧消化罐加熱系統，其特征在于:儲熱水罐(3)內安裝液位計(5)。5.如權利要求1所述的沼氣工程厭氧消化罐加熱系統，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，屬于新能源節能技術應用領域。主要由超導瓷電供暖器、儲熱水罐和厭氧消化罐中的蛇管換熱器組成。超導磁電供暖器對儲熱水罐中的水進行增溫，熱水通過蛇管換熱器對厭氧消化罐進行換熱，保證中溫發酵所需的熱量供給。克服了常規電加熱方式能耗高的缺點，又避免了鍋爐式加熱造成的環境污染，同時具有即時加熱、低能耗、流量自動調節、運行穩定等優點，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
【申請號】CN201520695166
【發明人】鄒利群, 劉昕, 候歡歡, 劉昀, 高文江
【申請人】北京中環瑞德環境工程技術有限公司, 北京鑫亞宏碩節能科技有限公司
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年9月10日