专利名称：一种适用于餐厨垃圾厌氧发酵的泥水换热系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及换热系统，特别涉及一种适用于餐厨垃圾厌氧发酵的泥水换热系统。
背景技术：
随着城市规模的迅速扩张与城市人口的不断增加，每日产生的城市生活垃圾的数量日益庞大，城市生活垃圾的处理已经成为困扰城市发展的一大难题。餐厨垃圾是城市生活垃圾的一种重要类型，餐厨垃圾具有含有丰富的有机物质等特点。对城市生活垃圾的处理有多种方式，如填埋、焚烧、堆肥、回收和综合利用等。由于餐厨垃圾具有丰富的有机物质，因此对餐厨垃圾进行厌氧发酵以制造沼气是一种较好的餐厨垃圾处理方式。 对餐厨垃圾进行厌氧发酵需要在一定的温度、一定的环境下实现。环境温度的高低将会影响到厌氧菌的活性，进而影响有机物质的降解率和产气率。厌氧发酵罐是利用餐厨垃圾制沼气的一种必备装置。现有技术中通常在厌氧发酵罐内设置加热装置来调节厌氧发酵过程中的环境温度。这样做存在一定的缺陷，首先，餐厨垃圾产生量较大，有机质含量高，所以需要厌氧发酵罐的体积一般较大，而在厌氧发酵罐内所设置的加热装置的数量有限，因此，加热装置无法做到对厌氧发酵罐内的所有物料同时加热，容易造成局部过热、局部过冷的现象，不利于发酵过程的顺利实现；其次，加热装置所产生的热量在物料间的传递缓慢，有大量的热能被浪费；再者，罐内加热盘管外壁与物料直接接触，比较容易结垢，会影响传热效率，且由于加热盘管在罐内，清洗时需要将罐内物料全部清除，对其清洗十分不便。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术中的用于厌氧发酵罐的加热装置所具有的加热不均匀，热能被大量浪费等缺陷，从而提供一种能够精确调节厌氧发酵罐内温度的加热系统。为了实现上述目的，本发明提供了一种适用于餐厨垃圾厌氧发酵的泥水换热系统，包括物料管路系统、换热水管路系统、换热器I、厌氧发酵罐2以及控制系统3 ;其中，所述的物料管理系统包括物料输送管4、物料循环泵5，所述的换热水管理系统包括热水输送管6、热水泵7、三通阀8 ;第一段物料输送管4经过所述的换热器I后连通到所述厌氧发酵罐2的物料入口，所述厌氧发酵罐2的物料出口与第二段物料输送管4连通，该第二段物料输送管4上安装有物料循环泵5，且该第二段物料输送管4的出口与之前所述的第一段物料输送管4的入口连通；依次安装有热水泵7、三通阀8的热水输送管6通过所述的换热器I，在所述的换热器I内，热水传输管6所传输的热水与所述物料输送管4所传输的物料进行热交换；所述的控制系统3控制所述物料管路系统的开启与闭合，以及所述换热水管路系统中的热水流量和热水温度。[0008]上述技术方案中，所述物料输送管4在所述换热器I与所述厌氧发酵罐2的物料入口之间的一段上安装有用于检测即将进入厌氧发酵罐的物料的温度的第一温度检测装置9，所述控制系统3根据所述第一温度检测装置9的检测结果调节所述热水输送管6上的三通阀8的开度，以调节热水的量。上述技术方案中，所述厌氧发酵罐2包括第二温度检测装置10，所述控制系统3根据所述第二温度检测装置10的检测结果控制所述物料管路系统的开启与闭合。上述技术方案中，所述换热器I进出口两端的热水传输管6上分别设置第三温度检测装置11与第四温度检测装置12 ;所述控制系统3根据所述第三温度检测装置11与第四温度检测装置12的检测结果控制所述换热水管路系统中的热水温度。上述技术方案中，所述换热器I进出口的管路上分别设置有用于判断所述换热器I内是否有堵塞现象的第一压力检测装置13与第二压力检测装置14。·[0012]上述技术方案中，所述换热器I为套管式换热器，包括同心的内管15和外管16 ；所述内管15由多个U形管连接而成，所述外管16由多个直管连接而成，相邻直管之间连通。上述技术方案中，在所述内管15上还设置有电动手动一体小型搅拌器。上述技术方案中，所述内管15的直径需大于25mm，内表面粗糙度需达到Ra〈0. 25 μ m,外表面达到镜面。上述技术方案中，所述内管15和外管16在安装时，采取折叠安装的形式。本实用新型的优点在于I、本实用新型的换热系统可根据来料及罐内物料温度，自动调节换热量，维持罐内物料温度稳定，减少不必要的热量投入。2、本实用新型的换热系统换热面积大，换热过程进行快，物料在换热器中不易堵塞、维护检修方便，因而此换热器不但可以使用清洁水进行换热，还可使用过程水对物料进行换热。3、本实用新型的换热系统中的换热器的内管为U形管，且采用法兰连接，管道维修与更换简单快捷。4、本实用新型的换热系统中的换热器的换热管折叠安装，占地面积小。 5、换热器外有保温箱，可放在室内也可以放在室外，热损失小。
图I是本实用新型的换热系统的组成示意图；图2是本实用新型的换热系统中的换热器的结构示意图。
具体实施方式
现结合附图对本实用新型作进一步的描述。参考图1，本实用新型的换热系统包括物料管路系统、换热水管路系统、换热器I、厌氧发酵罐2以及控制系统3 ;其中，所述的物料管理系统包括物料输送管4、物料循环泵5，所述的换热水管理系统包括热水输送管6、热水泵7、三通阀8 ;第一段物料输送管4经过换热器I后连通到厌氧发酵罐2的物料入口，而所述厌氧发酵罐2的物料出口与第二段物料输送管4连通，该第二段物料输送管4上安装有物料循环泵5，且该第二段物料输送管4的出口与之前所述的第一段物料输送管4的入口连通；依次安装有热水泵7、三通阀8的热水输送管6通过所述的换热器1，在换热器I内，热水传输管6所传输的热水与所述物料输送管4所传输的物料进行热交换；所述的控制系统3对整个换热过程进行控制。物料输送管4在换热器I与厌氧发酵罐2的物料入口之间的那一段上安装有第一温度检测装置9，用于检测即将进入厌氧发酵罐的物料的温度，当检测到物料温度低于或高于所需温度时(所需温度需提前设置)，控制系统3将调节热水输送管6上的三通阀8的开度，以调节热水的量。低于所需温度，热水量将加大，以提高换热量；反之则减少热水的量。由于厌氧发酵罐内物料量大、需要停留时间长，罐内物料温度会逐渐降低，因此厌氧发酵罐2内设有第二温度检测装置10，当该检测装置检测到罐内温度低于厌氧发酵所需温度时，通知控制系统3，由控制系统3开启物料循环泵5，抽排物料进行循环加热。当检测 到罐内温度合适时，第二温度检测装置10再次通知控制系统3，由控制系统3关闭物料循环泵，停止循环加热。这样做能够将罐内温度维持在最适温度范围内，保证厌氧发酵的产气率。虽然在图I中，所述第二温度检测装置10只绘出了一个，但在实际使用中，所述第二温度检测装置10的数目不限于一个，可在所述厌氧发酵罐2的不同位置设置多个温度检测装置，以全面测试储存在所述厌氧发酵罐2中的物料的温度。为了保证热水温度，在换热器I进出口两端的热水传输管6上分别设置第三温度检测装置11与第四温度检测装置12，通过温度检测结果确定是否需要对热水传输管6内所传输的热水进行加热，从而保证热水温度。为维持换热系统稳定工作，在换热器I进出口的管路上分别设置第一压力检测装置13与第二压力检测装置14，用来判断换热器I内是否有堵塞现象。在图2中示出了所述换热器I的结构。所述换热器I采用套管式换热器，包括同心的内管15和外管16。所述内管15由多个U形管17连接而成，所述外管16由多个直管连接而成，相邻直管之间连通。所述U形管的连接以及所述直管的连接都采用法兰实现，以便于传热管的清洗和增减。在本实施例中，所述内管15用于传输物料，所述外管16用于传输热水，内外管中的介质成相反方向流动。作为一种优选实现方式，所述U形管17上还设置有电动手动一体小型搅拌器，由于物料粘性较大，流动扰动性小，所以通常换热缓慢，这一装置可以连续或间断地运行以增加粘性物料的流动性能，极大地增加换热系数。在本实施例中，为防止物料在换热器内堵塞，所述内管15的直径需大于25_，内表面粗糙度需达到Ra〈0. 25 μ m，外表面达到镜面。在其他实施例中，所述内管15的直径、内表面粗糙度等技术参数可根据实际需要加以调整。在本实施例中，所述内管15和外管16均采用316L钢管制作，在其他实施例中，也可采用其他类型的钢管。在本实施例中，所述内管15和外管16在安装时，采取折叠安装的形式，所述换热器I的形状可根据场地大小，灵活设计，以尽量减少占地面积。所述换热器I中，每一段套管称为“一程”，在本实施例中，一程长度在4000mnT6000mm之间，单程有效换热面积需大于I. Om2。作为一种优选实现方式，换热器I在换热管道外设保温箱体，使换热管道均处于箱体内。[0036]本实用新型的换热系统在工作过程中，用于发酵用的物料通过物料输送管4传输，在传输过程中，通过换热器I进行加热，加热后的物料被传输到所述厌氧发酵罐2中。厌氧发酵罐2中的物料的温度由第二温度检测装置10进行检测，当发现物料的温度低于厌氧发酵所需温度后，开启物料循环泵5，将物料从厌氧发酵罐2中抽取出来，重新传输到换热器I进行热交换。在加热过程中，采用第一温度检测装置9随时对经过换热器I热交换的物料的温度进行检测，经过检测结果决定是否调节热水输送管6中所传输的热水的水量。第二温度检测装置10检测到厌氧发酵罐2中的物料的温度已经达到合适温度后，关闭物料循环泵5，停止对物料的循环加热过程。最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求1.一种适用于餐厨垃圾厌氧发酵的泥水换热系统，其特征在于，包括物料管路系统、换热水管路系统、换热器(I)、厌氧发酵罐(2)以及控制系统(3);其中， 所述的物料管理系统包括物料输送管(4)、物料循环泵(5)，所述的换热水管理系统包括热水输送管(6 )、热水泵(7 )、三通阀(8 );第一段物料输送管(4 )经过所述的换热器(I)后连通到所述厌氧发酵罐(2)的物料入口，所述厌氧发酵罐(2)的物料出口与第二段物料输送管(4)连通，该第二段物料输送管(4)上安装有物料循环泵(5)，且该第二段物料输送管(4)的出口与之前所述的第一段物料输送管(4)的入口连通；依次安装有热水泵(7)、三通阀(8 )的热水输送管(6 )通过所述的换热器(I)，在所述的换热器(I)内，热水传输管(6 )所传输的热水与所述物料输送管(4)所传输的物料进行热交换；所述的控制系统(3)控制所述物料管路系统的开启与闭合，以及所述换热水管路系统中的热水流量和热水温度。
2.根据权利要求I所述的适用于餐厨垃圾厌氧发酵的泥水换热系统，其特征在于，所述物料输送管(4)在所述换热器(I)与所述厌氧发酵罐(2)的物料入口之间的一段上安装有用于检测即将进入厌氧发酵罐的物料的温度的第一温度检测装置(9)，所述控制系统(3 )根据所述第一温度检测装置(9 )的检测结果调节所述热水输送管(6 )上的三通阀(8 )的开度，以调节热水的量。
3.根据权利要求I所述的适用于餐厨垃圾厌氧发酵的泥水换热系统，其特征在于，所述厌氧发酵罐(2)包括第二温度检测装置(10)，所述控制系统(3)根据所述第二温度检测装置(10)的检测结果控制所述物料管路系统的开启与闭合。
4.根据权利要求I所述的适用于餐厨垃圾厌氧发酵的泥水换热系统，其特征在于，所述换热器(I)进出口两端的热水传输管(6)上分别设置第三温度检测装置(11)与第四温度检测装置(12 );所述控制系统(3 )根据所述第三温度检测装置(11)与第四温度检测装置(12)的检测结果控制所述换热水管路系统中的热水温度。
5.根据权利要求I所述的适用于餐厨垃圾厌氧发酵的泥水换热系统，其特征在于，所述换热器(I)进出口的管路上分别设置有用于判断所述换热器(I)内是否有堵塞现象的第一压力检测装置(13)与第二压力检测装置(14)。
6.根据权利要求I所述的适用于餐厨垃圾厌氧发酵的泥水换热系统，其特征在于，所述换热器(I)为套管式换热器，包括同心的内管(15)和外管(16);所述内管(15)由多个U形管连接而成，所述外管(16)由多个直管连接而成，相邻直管之间连通。
7.根据权利要求6所述的适用于餐厨垃圾厌氧发酵的泥水换热系统，其特征在于，在所述内管(15)上还设置有电动手动一体小型搅拌器。
8.根据权利要求6所述的适用于餐厨垃圾厌氧发酵的泥水换热系统，其特征在于，所述内管(15)的直径需大于25mm，内表面粗糙度需达到Ra〈0. 25 μ m，外表面达到镜面。
9.根据权利要求6所述的适用于餐厨垃圾厌氧发酵的泥水换热系统，其特征在于，所述内管15和外管16在安装时,采取折叠安装的形式。
专利摘要本实用新型涉及适用于餐厨垃圾厌氧发酵的泥水换热系统，包括物料管路系统、换热水管路系统、换热器、厌氧发酵罐以及控制系统；物料管理系统包括物料输送管、物料循环泵，换热水管理系统包括热水输送管、热水泵、三通阀；第一段物料输送管经过换热器后连通到厌氧发酵罐的物料入口，厌氧发酵罐的物料出口与第二段物料输送管连通，该第二段物料输送管上安装有物料循环泵，且该第二段物料输送管的出口与之前第一段物料输送管的入口连通；依次安装有热水泵、三通阀的热水输送管通过换热器，在换热器内，热水传输管传输的热水与物料输送管传输的物料进行热交换；控制系统控制物料管路系统的开启与闭合，以及换热水管路系统中的热水流量和热水温度。
文档编号F28D7/10GK202671542SQ20122022868
公开日2013年1月16日 申请日期2012年5月21日 优先权日2012年5月21日
发明者杨军华, 宋燕民, 靳红燕 申请人:北京时代桃源环境科技有限公司