一種秸稈發酵製取沼氣用厭氧罐的增溫保溫方法與流程
2024-04-04 18:51:05
本發明涉及秸稈發酵製取沼氣的方法，尤其涉及秸稈進行發酵過程中的加溫方法。
背景技術：
目前國內利用秸稈製取沼氣必須經過發酵過程，一般採用厭氧罐加溫發酵方式。厭氧罐加溫所需的循環熱水，大多採用太陽能加溫供熱。由於我國北方冬季氣溫偏低，在循環過程中熱水溫度不均衡，不利於秸稈的發酵和製取沼氣設備的運行，對沼氣的持續製取形成了阻力。冬季為了獲取熱量，部分企業採取燃煤鍋爐對循環水進行加熱，作為秸稈發酵所需加溫的補充措施，雖然能夠達到加熱循環水的效果，但是增加了生產成本，長期運行投資較大，加重了企業負擔，而且與國家的節能環保政策不相符。因此，如何在保證循環水的加熱效果、滿足秸稈發酵的加溫需要的同時，達到節能環保、節約成本、增加效益的目的，是目前國內沼氣製取企業面臨的共同問題。
技術實現要素：
本發明的目的，就是提供一種能夠保持厭氧罐內相對恆溫的加熱方法，防止罐內發酵溫度過高或過低造成厭氧條件紊亂影響沼氣的持續生產，從而實現節能減排，減輕汙染，保護環境，持續均衡地生產沼氣，降低成本，滿足生產需要，提高經濟社會效益。
本發明的任務是這樣完成的：設計一種秸稈發酵製取沼氣用厭氧罐的增溫保溫方法，包括太陽能集熱器、中間熱水罐、循環泵、空氣源熱泵、熱水泵，通過管路連接構成循環增溫保溫系統，向厭氧罐的夾層水套內輸送熱水，對厭氧罐進行加溫，太陽能集熱器通過太陽能熱水管連接中間熱水罐，太陽能集熱器的熱水通過太陽能熱水管進入中間熱水罐,中間熱水罐通過熱水管、回水管分別連接厭氧罐的夾層水套，熱水管的管路連接厭氧罐補水管和補水閥，厭氧罐補水管與厭氧罐的內腔連通，熱水管的管路上連接熱水泵，回水管上裝設回水閥，中間熱水罐、太陽能集熱器分別連通供水管和供水閥，根據需要各自進行補水。中間熱水罐通過熱水泵和熱水管將熱水輸入厭氧罐的夾層水套,夾層水套中循環過的溫水通過回水管輸回中間熱水罐,空氣源熱泵通過熱源水管、循環水管分別連接中間熱水罐，通過熱源水管向中間熱水罐輸入熱水，再通過熱水泵和熱水管輸入厭氧罐的夾層水套。循環水管和循環泵將回水管輸回中間熱水罐的溫水輸入空氣源熱泵，再加溫後通過熱源水管輸入中間熱水罐，進行循環應用。
循環增溫保溫系統由電氣櫃進行控制，各個閥門儀表分別通過信號線連接電氣櫃，將信號反饋到電氣櫃，電氣櫃中設有集成電路，通過信號纜將反饋信號輸送給計算機，計算機根據收集到的信號向電氣櫃發出指令，電氣櫃通過信號線連接控制各個閥門開啟與關閉，按照設定的程序自動調節。空氣源熱泵通過熱源水管和熱源水管閥連接中間熱水罐，將空氣源熱泵加熱的水輸入中間熱水罐，中間熱水罐另外通過循環泵和循環水管與空氣源熱泵相連接，將回水管輸回中間熱水罐的溫水輸入空氣源熱泵。
實際應用中，厭氧罐發酵製取沼氣正常運行是依靠太陽能集熱器將水加熱，通過太陽能熱水管輸入中間熱水罐，再由熱水泵和熱水管輸送到厭氧罐的夾層水套內，提供厭氧罐內秸稈升溫發酵所用的循環熱水。當太陽能集熱器提供的的熱水溫度達不到厭氧罐內秸稈發酵的需要時，厭氧罐的溫度計將信號反饋到電氣櫃，電氣櫃控制空氣熱源泵將加熱的水通過熱源水管輸入中間熱水罐，再由熱水泵和熱水管輸入厭氧罐的夾層水套中，對厭氧罐內腔進行加熱，保證厭氧罐內持續恆溫，滿足秸稈升溫發酵進行沼氣生產的需要。熱水在厭氧罐的夾層水套中經過循環之後，降低溫度的溫水通過回水管流回到中間熱水罐，通過循環泵和循環水管將中間熱水罐內的溫水輸入空氣熱源泵，再進行加熱。厭氧罐內的水溫過高時，電氣櫃控制開啟供水閥，通過供水管和供水閥向中間熱水罐內注入新水，調整降低熱水管輸入厭氧罐的水溫，保持厭氧罐內持續恆溫，滿足秸稈升溫發酵進行沼氣生產的需要。整個加溫供水循環系統由電氣櫃進行控制，各個閥門儀表通過信號線連接電氣櫃，將各個信號反饋到電氣櫃中的集成電路，電氣櫃通過通過信號纜連接計算機，將信號輸送給計算機，計算機根據收集到的信號發出指令，通過電氣櫃控制各個閥門的開啟與關閉，按照設定的步驟程序自動調節循環水溫，保持厭氧罐夾層水套中的水溫恆定，維持秸稈發酵所需的發酵溫度，同時中間熱水罐連接供水管和供水閥，對中間熱水罐進行調節補充新水。實施之後效果很好，保證了厭氧罐內秸稈發酵所需的溫度恆定，能夠持續穩定地製取沼氣。
按照上述方案進行實施和試驗，證明本發明的工藝設計合理，工藝路線運行可靠，保持了加熱水溫的恆溫，維持厭氧罐內的溫度穩定，能夠滿足厭氧罐內秸稈發酵的需求，降低了能耗，減少了排放汙染，保護了環境，保證了厭氧罐持續穩定地製取沼氣,較好地達到了預定目的。
附圖說明
圖1是本發明的設施連接布置示意圖；
圖中，1—上料管，2—輸氣管，3—厭氧罐補水管，4—補水閥，5—供水管，6—太陽能集熱器，7—太陽能上水閥，8—太陽能熱水閥，9—太陽能熱水管，10—熱源水管，11—熱源閥，12—循環水管，13—熱水管，14—回水閥，15—回水管，16—回流管，17—回流閥；d—電氣櫃，f—液位計，h—循環泵，j—計算機，k—空氣源熱泵，l—信號纜，n—熱水泵,s—中間熱水罐,t—夾層水套，w—溫度計，x—信號線，y—厭氧罐。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步說明。
參閱圖1,，本發明包括太陽能集熱器6、中間熱水罐s、循環泵h、空氣源熱泵k、熱水泵n，通過管路連接構成循環增溫保溫系統，向厭氧罐y的夾層水套t內輸送熱水，對厭氧罐y進行加溫，太陽能集熱器6通過太陽能熱水管9連接中間熱水罐s，太陽能集熱器6的熱水通過太陽能熱水管9進入中間熱水罐s,中間熱水罐s通過熱水管13、回水管15分別連接厭氧罐y的夾層水套t，熱水管13的管路連接厭氧罐補水管3和補水閥，厭氧罐補水管3與厭氧罐y的內腔連通，可根據需要向厭氧罐y的內腔中注入熱水。熱水管13管路上裝設熱水泵n，回水管15上裝設回水閥14，中間熱水罐s和太陽能集熱器6分別連通供水管5，可根據需要各自進行補水。中間熱水罐s通過熱水泵n和熱水管13將熱水輸入厭氧罐y的夾層水套t,夾層水套t中循環過的溫水通過回水管15輸回中間熱水罐s,空氣源熱泵k通過熱源水管10、循環水管1分別2連接中間熱水罐s，通過熱源水管10向中間熱水罐s輸入熱水，通過熱水泵n和熱水管13輸入厭氧罐y的夾層水套t,循環水管12和循環泵h將中間熱水罐s的溫水輸回空氣源熱泵k，加熱後通過熱源水管10輸入中間熱水罐s，循環應用。
循環增溫保溫系統由電氣櫃d進行控制，各個閥門儀表分別通過信號線x連接電氣櫃d，將信號反饋到電氣櫃d，電氣櫃d中設有集成電路，通過信號纜l將反饋信號輸送給計算機j，計算機j根據收集到的信號向電氣櫃d發出指令，電氣櫃d通過信號線x連接控制各個閥門開啟與關閉，按照設定的程序自動調節空氣源熱泵k通過熱源水管10和熱源水管閥11連接中間熱水罐s，將空氣源熱泵k加熱的水輸入中間熱水罐s，中間熱水罐s另外通過循環泵h和循環水管12與空氣源熱泵k相連接，將回水管3輸回中間熱水罐s的溫水輸入空氣源熱泵k。空氣源熱泵k設置在中間熱水罐s附近，厭氧罐y內設置液位計f和溫度計w，對厭氧罐y內料液的液位和溫度進行實時監控測量，將實測的數據及時傳送到電氣櫃d。厭氧罐y頂部連接上料管1和輸氣管2，通過上料管1對厭氧罐y內進行補料送料，通過輸氣管2將厭氧罐y內產生的混合沼氣輸送到下一工序，由脫水裝置進行脫水處理。
實際應用中，厭氧罐y發酵製取沼氣正常運行依靠太陽能集熱器6將水加熱，通過太陽能熱水管9輸入中間熱水罐s，再由熱水泵n和熱水管13輸送到厭氧罐y的夾層水套t內，提供厭氧罐y內秸稈升溫發酵所用的循環熱水。當太陽能集熱器6提供的的熱水溫度達不到厭氧罐y內秸稈發酵的需要時，厭氧罐y的溫度計w將信號反饋到電氣櫃d，電氣櫃d控制空氣熱源泵k將加熱的水通過熱源水管10輸入中間熱水罐s，再由熱水泵n和熱水管13輸入厭氧罐y的夾層水套t中，對厭氧罐y內腔進行加熱，保證厭氧罐y內持續恆溫，滿足秸稈升溫發酵進行沼氣生產的需要。熱水在厭氧罐y的夾層水套t中經過循環之後，降低溫度的溫水通過回水管流回到中間熱水罐s，通過循環泵h和循環水管12將中間熱水罐s內的溫水輸入空氣熱源泵k，再進行加熱。厭氧罐y內的水溫過高時，電氣櫃d控制開啟供水閥7，通過供水管5和供水閥7向中間熱水罐s內注入新水，調整降低熱水管13輸入厭氧罐y的夾層水套t的水溫，保持厭氧罐y內持續恆溫，滿足秸稈升溫發酵進行沼氣生產的需要。整個循環增溫保溫系統由電氣櫃d進行控制，各個閥門儀表通過信號線x連接電氣櫃d，將各個信號反饋到電氣櫃d中的集成電路，電氣櫃d通過信號纜l連接計算機j，將信號輸送給計算機j，計算機j根據收集到的信號發出指令，通過電氣櫃d控制各個閥門的開啟與關閉，按照設定的步驟程序自動調節循環水溫，保持厭氧罐y夾層水套t中的水溫恆定，維持秸稈發酵所需的發酵溫度，使厭氧罐y夾層水套t中的水溫保持在秸稈發酵所需的攝氏38-45度，同時中間熱水罐s、太陽能集熱器6分別連接供水管5和供水閥7，根據需要各自進行調節補充新水。實施之後經過驗證效果很好，保證了厭氧罐y內秸稈發酵所需的溫度恆定，能夠持續穩定地製取沼氣。
本發明能夠有效地維持厭氧罐y內的溫度穩定，根據需要進行增溫保溫，防止厭氧罐y夾層水套t中的水溫過高或過低，保持厭氧罐y內的恆溫，滿足秸稈發酵的需求，降低能耗，減少排放汙染，保護環境，持續穩定地製取沼氣，具有良好的經濟社會效益和光明的推廣應用前景。