一种沼气工程快装模块化余热利用装置及其方法
【专利说明】一种沼气工程快装模块化余热利用装置及其方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及一种沼气工程快装模块化余热利用装置及其方法。
[0003]
【背景技术】
[0004]目前，国内外规模化大中型沼气工程日益增多，特别是高浓度物料中温厌氧发酵是规模化沼气工程发展的趋势，如果要使高浓度物料沼气中温发酵工程常年稳定运行，保持恒定、高效的产气量，就需要大量的热量对发酵罐进行加热，使发酵温度不随环境气温而变化。
[0005]大中型沼气工程配套的燃气沼气发电机组，排气余热和冷却水损失的功率比有用功还多。目前占燃气发动机燃料近55%热能的排气余热和冷却水余热资源基本上被白白浪费掉，节能、降耗，提高能源利用率在国内越来越受到重视，燃气沼气发电机烟气余热利用是必然趋势。
[0006]目前沼气工程配套的沼气发电机组也配套了余热锅炉回收机组排气中热量，余热锅炉将汽水分离器的饱和水加热为汽水混合物回到汽水分离器进行汽水分离产生1.0MPa的饱和蒸汽量(饱和温度184°C)，蒸汽供给热用户。发酵罐正常运行需要大量的70°C左右的热水，而且用热水时间和用量随罐内进出料的情况变化，所以厌氧发酵系统配置了大型的热水储罐。热水储罐内的热水由蒸汽换热器制取，并根据热储罐温控系统控制蒸汽换热器的运行和停止。
[0007]上述现有技术存在下列缺点:
(1)沼气工程内需要配置单独的蒸汽换热器，余热利用率低，且增加工程造价；
(2)沼气工程需要配置大型的热水储罐，造价高，占地面积大，维护使用较复杂。
[0008]
【发明内容】
[0009]本发明针对上述技术问题，设计一种沼气工程快装模块化余热利用装置及其方法，无需配置热水储罐，降低工程造价，提高烟气余热利用率。
[0010]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
一种沼气工程快装模块化余热利用装置，包括发酵罐和沼气发电机，所述沼气发电机的烟道出口与换热器的输入端连接，所述发酵罐的热水出口与所述换热器的输入端连接，所述换热器的输出端与发酵罐的输入端相连。
[0011]进一步地，所述换热器为针形管余热换热器。
[0012]进一步地，所述针形管余热换热器为快装模块化针形管余热换热器。
[0013]进一步地，所述沼气发电机的烟道出口通过烟气旁路管道阀门与所述快装模块化针形管余热换热器的输入端连接，所述发酵罐通过热水循环栗与所述快装模块化针形管余热换热器的输入端连接。
[0014]进一步地，还包括余热锅炉；所述余热锅炉的输入端与所述沼气发电机的烟道出口相连。
[0015]本发明还公开了一种沼气工程快装模块化余热利用方法，包括发酵罐和沼气发电机，在所述沼气发电机的烟道出口增设烟气旁路管道，所述烟气旁路管道和所述发酵罐的热水出口同时连接一套余热换热器，所述余热换热器的输出端与发酵罐的输入端相连；当发酵罐需要用热水时，沼气发电机的烟气通过烟气旁路管道进入余热换热器，发酵罐的热水通过热水出口也进入余热换热器与沼气发电机的烟气直接换热，生成热水后返回发酵罐内。
[0016]进一步地，所述换热器为针形管余热换热器。
[0017]进一步地，所述针形管余热换热器为快装模块化针形管余热换热器。
[0018]进一步地，还包括余热锅炉；所述余热锅炉的输入端与所述沼气发电机的烟道出口相连；当发酵罐不需要热水加热时，烟道气全部进入余热锅炉制取蒸汽。
[0019]本发明在大中型沼气工程中引入快装模块化针形管余热换热器，采用快装模块化余热利用技术，不但大大提升了沼气工程整体技术水平，而且是一种解决发酵罐升温保温、耗费能源问题的一种途径和切实可行的方法。本发明具有如下有益效果:
(1)优化厌氧发酵沼气工程工艺；
(2)采用新型换热效率高的针型管换热器，提高烟气余热利用率；
(3)无需配置热水储罐，降低工程造价，根据厌氧发酵罐需求随时提供热水；
(4)结构紧凑，设备的体积小、重量轻；烟气与热水直接换热，单位长度的针形管换热面积是光管的6?8倍，热效率高；
(5)耐震消音:由于设备结构设计和针形管自身结构特点，设备有消声器的作用；
(6)安全可靠、运行寿命长:每一受热元件在整体组装时，一端焊接在钢结构上，另一端呈自由状态，无热应力产生；另外设备有防超压、干烧等问题的保护措施；
(7 )安装、使用、维修方便:设备是根据沼气发电机组配套模块化设计，将热水系统联接到设备的进、出口上，即可投入正常运行。
[0020]
【附图说明】
[0021]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作详细阐述:
图1示出了本发明沼气工程快装模块化余热利用装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
[0023]本发明一种沼气工程快装模块化余热利用装置，包括发酵罐、沼气发电机和余热锅炉，沼气发电机的烟道出口与余热锅炉的输入口相连，余热锅炉用于回收沼气发电机排气中的热量；沼气发电机烟道出口还通过烟气旁路管道阀门与快装模块化针形管余热换热器的输入端连接，发酵罐通过热水循环栗与快装模块化针形管余热换热器的输入端连接，快装模块化针形管余热换热器的输出端与发酵罐的输入端相连。
[0024]在沼气发电机烟道出口增加分支旁路，连接一套快装模块化针形管余热换热器，当发酵罐需要用热水时自动打开烟气旁路管道阀门，分一部分烟道气进入快装模块化针形管余热换热器；发酵罐热水循环栗将热水送到快装模块化针形管余热换热器与沼气发电机的烟气直接换热，生成70°C热水再返回发酵罐内，提供给发酵罐使用。当发酵罐不需要热水加热时自动关闭烟气旁路管道阀门，烟道气继续全部进入原有的余热锅炉制取蒸汽。
[0025]上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本
【发明内容】
的实质所作出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种沼气工程快装模块化余热利用装置，其特征在于:包括发酵罐和沼气发电机，所述沼气发电机的烟道出口与换热器的输入端连接，所述发酵罐的热水出口与所述换热器的输入端连接，所述换热器的输出端与发酵罐的输入端相连。2.根据权利要求1所述的沼气工程快装模块化余热利用装置，其特征在于:所述换热器为针形管余热换热器。3.根据权利要求2所述的沼气工程快装模块化余热利用装置，其特征在于:所述针形管余热换热器为快装模块化针形管余热换热器。4.根据权利要求3所述的沼气工程快装模块化余热利用装置，其特征在于:所述沼气发电机的烟道出口通过烟气旁路管道阀门与所述快装模块化针形管余热换热器的输入端连接，所述发酵罐通过热水循环栗与所述快装模块化针形管余热换热器的输入端连接。5.根据权利要求4所述的沼气工程快装模块化余热利用装置，其特征在于:还包括余热锅炉；所述余热锅炉的输入端与所述沼气发电机的烟道出口相连。6.一种沼气工程快装模块化余热利用方法，其特征在于:包括发酵罐和沼气发电机，在所述沼气发电机的烟道出口增设烟气旁路管道，所述烟气旁路管道和所述发酵罐的热水出口同时连接一套换热器，所述换热器的输出端与发酵罐的输入端相连；当发酵罐需要用热水时，沼气发电机的烟气通过烟气旁路管道进入换热器，发酵罐的热水通过热水出口也进入换热器与沼气发电机的烟气直接换热，生成热水后返回发酵罐内。7.根据权利要求6所述的沼气工程快装模块化余热利用方法，其特征在于:所述换热器为针形管余热换热器。8.根据权利要求7所述的沼气工程快装模块化余热利用装置，其特征在于:所述针形管余热换热器为快装模块化针形管余热换热器。9.根据权利要求8所述的沼气工程快装模块化余热利用装置，其特征在于:还包括余热锅炉；所述余热锅炉的输入端与所述沼气发电机的烟道出口相连；当发酵罐不需要热水加热时，烟道气全部进入余热锅炉制取蒸汽。
【专利摘要】本发明提供了一种沼气工程快装模块化余热利用装置及其方法，包括发酵罐、沼气发电机和余热锅炉，沼气发电机的烟道出口与余热锅炉的输入口相连，余热锅炉用于回收沼气发电机排气中的热量；沼气发电机烟道出口还通过烟气旁路管道阀门与快装模块化针形管余热换热器的输入端连接，发酵罐通过热水循环泵与快装模块化针形管余热换热器的输入端连接，快装模块化针形管余热换热器的输出端与发酵罐的输入端相连。本发明无需配置热水储罐，降低工程造价，提高烟气余热利用率。
【IPC分类】C12M1/02, C12M1/107
【公开号】CN105331523
【申请号】CN201510871022
【发明人】孙静静, 徐吉磊, 吴健敏
【申请人】青岛天人环境股份有限公司
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年12月2日