專(zhuān)利名稱(chēng)：一種適用于餐廚垃圾厭氧發(fā)酵的泥水換熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及換熱系統(tǒng)，特別涉及一種適用于餐廚垃圾厭氧發(fā)酵的泥水換熱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著城市規(guī)模的迅速擴(kuò)張與城市人口的不斷增加，每日產(chǎn)生的城市生活垃圾的數(shù)量日益龐大，城市生活垃圾的處理已經(jīng)成為困擾城市發(fā)展的一大難題。餐廚垃圾是城市生活垃圾的一種重要類(lèi)型，餐廚垃圾具有含有豐富的有機(jī)物質(zhì)等特點(diǎn)。對(duì)城市生活垃圾的處理有多種方式，如填埋、焚燒、堆肥、回收和綜合利用等。由于餐廚垃圾具有豐富的有機(jī)物質(zhì)，因此對(duì)餐廚垃圾進(jìn)行厭氧發(fā)酵以制造沼氣是一種較好的餐廚垃圾處理方式。 對(duì)餐廚垃圾進(jìn)行厭氧發(fā)酵需要在一定的溫度、一定的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)。環(huán)境溫度的高低將會(huì)影響到厭氧菌的活性，進(jìn)而影響有機(jī)物質(zhì)的降解率和產(chǎn)氣率。厭氧發(fā)酵罐是利用餐廚垃圾制沼氣的一種必備裝置?，F(xiàn)有技術(shù)中通常在厭氧發(fā)酵罐內(nèi)設(shè)置加熱裝置來(lái)調(diào)節(jié)厭氧發(fā)酵過(guò)程中的環(huán)境溫度。這樣做存在一定的缺陷，首先，餐廚垃圾產(chǎn)生量較大，有機(jī)質(zhì)含量高，所以需要厭氧發(fā)酵罐的體積一般較大，而在厭氧發(fā)酵罐內(nèi)所設(shè)置的加熱裝置的數(shù)量有限，因此，加熱裝置無(wú)法做到對(duì)厭氧發(fā)酵罐內(nèi)的所有物料同時(shí)加熱，容易造成局部過(guò)熱、局部過(guò)冷的現(xiàn)象，不利于發(fā)酵過(guò)程的順利實(shí)現(xiàn)；其次，加熱裝置所產(chǎn)生的熱量在物料間的傳遞緩慢，有大量的熱能被浪費(fèi)；再者，罐內(nèi)加熱盤(pán)管外壁與物料直接接觸，比較容易結(jié)垢，會(huì)影響傳熱效率，且由于加熱盤(pán)管在罐內(nèi)，清洗時(shí)需要將罐內(nèi)物料全部清除，對(duì)其清洗十分不便。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的用于厭氧發(fā)酵罐的加熱裝置所具有的加熱不均勻，熱能被大量浪費(fèi)等缺陷，從而提供一種能夠精確調(diào)節(jié)厭氧發(fā)酵罐內(nèi)溫度的加熱系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種適用于餐廚垃圾厭氧發(fā)酵的泥水換熱系統(tǒng)，包括物料管路系統(tǒng)、換熱水管路系統(tǒng)、換熱器I、厭氧發(fā)酵罐2以及控制系統(tǒng)3 ;其中，所述的物料管理系統(tǒng)包括物料輸送管4、物料循環(huán)泵5，所述的換熱水管理系統(tǒng)包括熱水輸送管6、熱水泵7、三通閥8 ;第一段物料輸送管4經(jīng)過(guò)所述的換熱器I后連通到所述厭氧發(fā)酵罐2的物料入口，所述厭氧發(fā)酵罐2的物料出口與第二段物料輸送管4連通，該第二段物料輸送管4上安裝有物料循環(huán)泵5，且該第二段物料輸送管4的出口與之前所述的第一段物料輸送管4的入口連通；依次安裝有熱水泵7、三通閥8的熱水輸送管6通過(guò)所述的換熱器I，在所述的換熱器I內(nèi)，熱水傳輸管6所傳輸?shù)臒崴c所述物料輸送管4所傳輸?shù)奈锪线M(jìn)行熱交換；所述的控制系統(tǒng)3控制所述物料管路系統(tǒng)的開(kāi)啟與閉合，以及所述換熱水管路系統(tǒng)中的熱水流量和熱水溫度。[0008]上述技術(shù)方案中，所述物料輸送管4在所述換熱器I與所述厭氧發(fā)酵罐2的物料入口之間的一段上安裝有用于檢測(cè)即將進(jìn)入?yún)捬醢l(fā)酵罐的物料的溫度的第一溫度檢測(cè)裝置9，所述控制系統(tǒng)3根據(jù)所述第一溫度檢測(cè)裝置9的檢測(cè)結(jié)果調(diào)節(jié)所述熱水輸送管6上的三通閥8的開(kāi)度，以調(diào)節(jié)熱水的量。上述技術(shù)方案中，所述厭氧發(fā)酵罐2包括第二溫度檢測(cè)裝置10，所述控制系統(tǒng)3根據(jù)所述第二溫度檢測(cè)裝置10的檢測(cè)結(jié)果控制所述物料管路系統(tǒng)的開(kāi)啟與閉合。上述技術(shù)方案中，所述換熱器I進(jìn)出口兩端的熱水傳輸管6上分別設(shè)置第三溫度檢測(cè)裝置11與第四溫度檢測(cè)裝置12 ;所述控制系統(tǒng)3根據(jù)所述第三溫度檢測(cè)裝置11與第四溫度檢測(cè)裝置12的檢測(cè)結(jié)果控制所述換熱水管路系統(tǒng)中的熱水溫度。上述技術(shù)方案中，所述換熱器I進(jìn)出口的管路上分別設(shè)置有用于判斷所述換熱器I內(nèi)是否有堵塞現(xiàn)象的第一壓力檢測(cè)裝置13與第二壓力檢測(cè)裝置14?！0012]上述技術(shù)方案中，所述換熱器I為套管式換熱器，包括同心的內(nèi)管15和外管16 ；所述內(nèi)管15由多個(gè)U形管連接而成，所述外管16由多個(gè)直管連接而成，相鄰直管之間連通。上述技術(shù)方案中，在所述內(nèi)管15上還設(shè)置有電動(dòng)手動(dòng)一體小型攪拌器。上述技術(shù)方案中，所述內(nèi)管15的直徑需大于25mm，內(nèi)表面粗糙度需達(dá)到Ra〈0. 25 μ m,外表面達(dá)到鏡面。上述技術(shù)方案中，所述內(nèi)管15和外管16在安裝時(shí)，采取折疊安裝的形式。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于I、本實(shí)用新型的換熱系統(tǒng)可根據(jù)來(lái)料及罐內(nèi)物料溫度，自動(dòng)調(diào)節(jié)換熱量，維持罐內(nèi)物料溫度穩(wěn)定，減少不必要的熱量投入。2、本實(shí)用新型的換熱系統(tǒng)換熱面積大，換熱過(guò)程進(jìn)行快，物料在換熱器中不易堵塞、維護(hù)檢修方便，因而此換熱器不但可以使用清潔水進(jìn)行換熱，還可使用過(guò)程水對(duì)物料進(jìn)行換熱。3、本實(shí)用新型的換熱系統(tǒng)中的換熱器的內(nèi)管為U形管，且采用法蘭連接，管道維修與更換簡(jiǎn)單快捷。4、本實(shí)用新型的換熱系統(tǒng)中的換熱器的換熱管折疊安裝，占地面積小。 5、換熱器外有保溫箱，可放在室內(nèi)也可以放在室外，熱損失小。
圖I是本實(shí)用新型的換熱系統(tǒng)的組成示意圖；圖2是本實(shí)用新型的換熱系統(tǒng)中的換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。參考圖1，本實(shí)用新型的換熱系統(tǒng)包括物料管路系統(tǒng)、換熱水管路系統(tǒng)、換熱器I、厭氧發(fā)酵罐2以及控制系統(tǒng)3 ;其中，所述的物料管理系統(tǒng)包括物料輸送管4、物料循環(huán)泵5，所述的換熱水管理系統(tǒng)包括熱水輸送管6、熱水泵7、三通閥8 ;第一段物料輸送管4經(jīng)過(guò)換熱器I后連通到厭氧發(fā)酵罐2的物料入口，而所述厭氧發(fā)酵罐2的物料出口與第二段物料輸送管4連通，該第二段物料輸送管4上安裝有物料循環(huán)泵5，且該第二段物料輸送管4的出口與之前所述的第一段物料輸送管4的入口連通；依次安裝有熱水泵7、三通閥8的熱水輸送管6通過(guò)所述的換熱器1，在換熱器I內(nèi)，熱水傳輸管6所傳輸?shù)臒崴c所述物料輸送管4所傳輸?shù)奈锪线M(jìn)行熱交換；所述的控制系統(tǒng)3對(duì)整個(gè)換熱過(guò)程進(jìn)行控制。物料輸送管4在換熱器I與厭氧發(fā)酵罐2的物料入口之間的那一段上安裝有第一溫度檢測(cè)裝置9，用于檢測(cè)即將進(jìn)入?yún)捬醢l(fā)酵罐的物料的溫度，當(dāng)檢測(cè)到物料溫度低于或高于所需溫度時(shí)(所需溫度需提前設(shè)置)，控制系統(tǒng)3將調(diào)節(jié)熱水輸送管6上的三通閥8的開(kāi)度，以調(diào)節(jié)熱水的量。低于所需溫度，熱水量將加大，以提高換熱量；反之則減少熱水的量。由于厭氧發(fā)酵罐內(nèi)物料量大、需要停留時(shí)間長(zhǎng)，罐內(nèi)物料溫度會(huì)逐漸降低，因此厭氧發(fā)酵罐2內(nèi)設(shè)有第二溫度檢測(cè)裝置10，當(dāng)該檢測(cè)裝置檢測(cè)到罐內(nèi)溫度低于厭氧發(fā)酵所需溫度時(shí)，通知控制系統(tǒng)3，由控制系統(tǒng)3開(kāi)啟物料循環(huán)泵5，抽排物料進(jìn)行循環(huán)加熱。當(dāng)檢測(cè) 到罐內(nèi)溫度合適時(shí)，第二溫度檢測(cè)裝置10再次通知控制系統(tǒng)3，由控制系統(tǒng)3關(guān)閉物料循環(huán)泵，停止循環(huán)加熱。這樣做能夠?qū)⒐迌?nèi)溫度維持在最適溫度范圍內(nèi)，保證厭氧發(fā)酵的產(chǎn)氣率。雖然在圖I中，所述第二溫度檢測(cè)裝置10只繪出了一個(gè)，但在實(shí)際使用中，所述第二溫度檢測(cè)裝置10的數(shù)目不限于一個(gè)，可在所述厭氧發(fā)酵罐2的不同位置設(shè)置多個(gè)溫度檢測(cè)裝置，以全面測(cè)試儲(chǔ)存在所述厭氧發(fā)酵罐2中的物料的溫度。為了保證熱水溫度，在換熱器I進(jìn)出口兩端的熱水傳輸管6上分別設(shè)置第三溫度檢測(cè)裝置11與第四溫度檢測(cè)裝置12，通過(guò)溫度檢測(cè)結(jié)果確定是否需要對(duì)熱水傳輸管6內(nèi)所傳輸?shù)臒崴M(jìn)行加熱，從而保證熱水溫度。為維持換熱系統(tǒng)穩(wěn)定工作，在換熱器I進(jìn)出口的管路上分別設(shè)置第一壓力檢測(cè)裝置13與第二壓力檢測(cè)裝置14，用來(lái)判斷換熱器I內(nèi)是否有堵塞現(xiàn)象。在圖2中示出了所述換熱器I的結(jié)構(gòu)。所述換熱器I采用套管式換熱器，包括同心的內(nèi)管15和外管16。所述內(nèi)管15由多個(gè)U形管17連接而成，所述外管16由多個(gè)直管連接而成，相鄰直管之間連通。所述U形管的連接以及所述直管的連接都采用法蘭實(shí)現(xiàn)，以便于傳熱管的清洗和增減。在本實(shí)施例中，所述內(nèi)管15用于傳輸物料，所述外管16用于傳輸熱水，內(nèi)外管中的介質(zhì)成相反方向流動(dòng)。作為一種優(yōu)選實(shí)現(xiàn)方式，所述U形管17上還設(shè)置有電動(dòng)手動(dòng)一體小型攪拌器，由于物料粘性較大，流動(dòng)擾動(dòng)性小，所以通常換熱緩慢，這一裝置可以連續(xù)或間斷地運(yùn)行以增加粘性物料的流動(dòng)性能，極大地增加換熱系數(shù)。在本實(shí)施例中，為防止物料在換熱器內(nèi)堵塞，所述內(nèi)管15的直徑需大于25_，內(nèi)表面粗糙度需達(dá)到Ra〈0. 25 μ m，外表面達(dá)到鏡面。在其他實(shí)施例中，所述內(nèi)管15的直徑、內(nèi)表面粗糙度等技術(shù)參數(shù)可根據(jù)實(shí)際需要加以調(diào)整。在本實(shí)施例中，所述內(nèi)管15和外管16均采用316L鋼管制作，在其他實(shí)施例中，也可采用其他類(lèi)型的鋼管。在本實(shí)施例中，所述內(nèi)管15和外管16在安裝時(shí)，采取折疊安裝的形式，所述換熱器I的形狀可根據(jù)場(chǎng)地大小，靈活設(shè)計(jì)，以盡量減少占地面積。所述換熱器I中，每一段套管稱(chēng)為“一程”，在本實(shí)施例中，一程長(zhǎng)度在4000mnT6000mm之間，單程有效換熱面積需大于I. Om2。作為一種優(yōu)選實(shí)現(xiàn)方式，換熱器I在換熱管道外設(shè)保溫箱體，使換熱管道均處于箱體內(nèi)。[0036]本實(shí)用新型的換熱系統(tǒng)在工作過(guò)程中，用于發(fā)酵用的物料通過(guò)物料輸送管4傳輸，在傳輸過(guò)程中，通過(guò)換熱器I進(jìn)行加熱，加熱后的物料被傳輸?shù)剿鰠捬醢l(fā)酵罐2中。厭氧發(fā)酵罐2中的物料的溫度由第二溫度檢測(cè)裝置10進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)物料的溫度低于厭氧發(fā)酵所需溫度后，開(kāi)啟物料循環(huán)泵5，將物料從厭氧發(fā)酵罐2中抽取出來(lái)，重新傳輸?shù)綋Q熱器I進(jìn)行熱交換。在加熱過(guò)程中，采用第一溫度檢測(cè)裝置9隨時(shí)對(duì)經(jīng)過(guò)換熱器I熱交換的物料的溫度進(jìn)行檢測(cè)，經(jīng)過(guò)檢測(cè)結(jié)果決定是否調(diào)節(jié)熱水輸送管6中所傳輸?shù)臒崴乃?。第二溫度檢測(cè)裝置10檢測(cè)到厭氧發(fā)酵罐2中的物料的溫度已經(jīng)達(dá)到合適溫度后，關(guān)閉物料循環(huán)泵5，停止對(duì)物料的循環(huán)加熱過(guò)程。最后所應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制。盡管參照實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，都不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種適用于餐廚垃圾厭氧發(fā)酵的泥水換熱系統(tǒng)，其特征在于，包括物料管路系統(tǒng)、換熱水管路系統(tǒng)、換熱器(I)、厭氧發(fā)酵罐(2)以及控制系統(tǒng)(3);其中， 所述的物料管理系統(tǒng)包括物料輸送管(4)、物料循環(huán)泵(5)，所述的換熱水管理系統(tǒng)包括熱水輸送管(6 )、熱水泵(7 )、三通閥(8 );第一段物料輸送管(4 )經(jīng)過(guò)所述的換熱器(I)后連通到所述厭氧發(fā)酵罐(2)的物料入口，所述厭氧發(fā)酵罐(2)的物料出口與第二段物料輸送管(4)連通，該第二段物料輸送管(4)上安裝有物料循環(huán)泵(5)，且該第二段物料輸送管(4)的出口與之前所述的第一段物料輸送管(4)的入口連通；依次安裝有熱水泵(7)、三通閥(8 )的熱水輸送管(6 )通過(guò)所述的換熱器(I)，在所述的換熱器(I)內(nèi)，熱水傳輸管(6 )所傳輸?shù)臒崴c所述物料輸送管(4)所傳輸?shù)奈锪线M(jìn)行熱交換；所述的控制系統(tǒng)(3)控制所述物料管路系統(tǒng)的開(kāi)啟與閉合，以及所述換熱水管路系統(tǒng)中的熱水流量和熱水溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的適用于餐廚垃圾厭氧發(fā)酵的泥水換熱系統(tǒng)，其特征在于，所述物料輸送管(4)在所述換熱器(I)與所述厭氧發(fā)酵罐(2)的物料入口之間的一段上安裝有用于檢測(cè)即將進(jìn)入?yún)捬醢l(fā)酵罐的物料的溫度的第一溫度檢測(cè)裝置(9)，所述控制系統(tǒng)(3 )根據(jù)所述第一溫度檢測(cè)裝置(9 )的檢測(cè)結(jié)果調(diào)節(jié)所述熱水輸送管(6 )上的三通閥(8 )的開(kāi)度，以調(diào)節(jié)熱水的量。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的適用于餐廚垃圾厭氧發(fā)酵的泥水換熱系統(tǒng)，其特征在于，所述厭氧發(fā)酵罐(2)包括第二溫度檢測(cè)裝置(10)，所述控制系統(tǒng)(3)根據(jù)所述第二溫度檢測(cè)裝置(10)的檢測(cè)結(jié)果控制所述物料管路系統(tǒng)的開(kāi)啟與閉合。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的適用于餐廚垃圾厭氧發(fā)酵的泥水換熱系統(tǒng)，其特征在于，所述換熱器(I)進(jìn)出口兩端的熱水傳輸管(6)上分別設(shè)置第三溫度檢測(cè)裝置(11)與第四溫度檢測(cè)裝置(12 );所述控制系統(tǒng)(3 )根據(jù)所述第三溫度檢測(cè)裝置(11)與第四溫度檢測(cè)裝置(12)的檢測(cè)結(jié)果控制所述換熱水管路系統(tǒng)中的熱水溫度。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的適用于餐廚垃圾厭氧發(fā)酵的泥水換熱系統(tǒng)，其特征在于，所述換熱器(I)進(jìn)出口的管路上分別設(shè)置有用于判斷所述換熱器(I)內(nèi)是否有堵塞現(xiàn)象的第一壓力檢測(cè)裝置(13)與第二壓力檢測(cè)裝置(14)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的適用于餐廚垃圾厭氧發(fā)酵的泥水換熱系統(tǒng)，其特征在于，所述換熱器(I)為套管式換熱器，包括同心的內(nèi)管(15)和外管(16);所述內(nèi)管(15)由多個(gè)U形管連接而成，所述外管(16)由多個(gè)直管連接而成，相鄰直管之間連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的適用于餐廚垃圾厭氧發(fā)酵的泥水換熱系統(tǒng)，其特征在于，在所述內(nèi)管(15)上還設(shè)置有電動(dòng)手動(dòng)一體小型攪拌器。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的適用于餐廚垃圾厭氧發(fā)酵的泥水換熱系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)管(15)的直徑需大于25mm，內(nèi)表面粗糙度需達(dá)到Ra〈0. 25 μ m，外表面達(dá)到鏡面。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的適用于餐廚垃圾厭氧發(fā)酵的泥水換熱系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)管15和外管16在安裝時(shí),采取折疊安裝的形式。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及適用于餐廚垃圾厭氧發(fā)酵的泥水換熱系統(tǒng)，包括物料管路系統(tǒng)、換熱水管路系統(tǒng)、換熱器、厭氧發(fā)酵罐以及控制系統(tǒng)；物料管理系統(tǒng)包括物料輸送管、物料循環(huán)泵，換熱水管理系統(tǒng)包括熱水輸送管、熱水泵、三通閥；第一段物料輸送管經(jīng)過(guò)換熱器后連通到厭氧發(fā)酵罐的物料入口，厭氧發(fā)酵罐的物料出口與第二段物料輸送管連通，該第二段物料輸送管上安裝有物料循環(huán)泵，且該第二段物料輸送管的出口與之前第一段物料輸送管的入口連通；依次安裝有熱水泵、三通閥的熱水輸送管通過(guò)換熱器，在換熱器內(nèi)，熱水傳輸管傳輸?shù)臒崴c物料輸送管傳輸?shù)奈锪线M(jìn)行熱交換；控制系統(tǒng)控制物料管路系統(tǒng)的開(kāi)啟與閉合，以及換熱水管路系統(tǒng)中的熱水流量和熱水溫度。
文檔編號(hào)F28D7/10GK202671542SQ20122022868
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月21日
發(fā)明者楊軍華, 宋燕民, 靳紅燕 申請(qǐng)人:北京時(shí)代桃源環(huán)境科技有限公司