一种新型沼气发酵的进料加热方法与流程

本发明涉及沼气发酵的进料加热领域，具体来讲是一种新型沼气发酵的进料加热方法。

背景技术：

目前国内外以生产沼气为主的大中型发酵工程一般都采取中温发酵工艺，即将发酵温度控制在35℃左右，这个温度范围的工艺综合效果最佳。当温度低于最优温度范围，每下降1℃，沼气发酵速率下降11%，低于5℃厌氧菌停止工作，发酵中止，故温度的控制是沼气发酵工艺的关键因素之一。在秋、冬、春季进料温度较低时，一般都要采取罐内或者罐外加热的方式来提升发酵温度，而加热要消耗能源，尤其是在寒冷的冬季，环境温度和进料的温度非常低，用于提升进料温度而消耗的能源非常大，这会大幅增加沼气发酵的运行成本。

用发酵反应的出料的热量来加热进料是一个降低运行成本的很好想法，但是在大中型沼气工程中常用的完全混合式厌氧反应器（cstr）却无法适用，主要原因如下：一是cstr反应器一般是采取溢流方式出料，造成进、出料的时间不同步，出料时间要延迟进料很长时间；二是使用沼气发酵cstr反应器的物料一般都有很多悬浮物，普通的换热器极易堵塞而无法工作。

技术实现要素：

因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种新型沼气发酵的进料加热方法。本发明主要针对cstr反应器不能很好的利用出料的余热而做出如下改进：在cstr反应器的出料溢流口下方的适当位置新设一个出料管，出料管在反应器内的部分采取与溢流管相似结构和相同的下管口高度；出料管在反应器外的部分接闸阀和电磁阀，电磁阀另一侧与溢流管联接，借用原溢流管出料。当进料泵启动开始进料时，出料管上的电磁阀同时开启出料，实现进、出料同步。

本发明是这样实现的，构造一种新型沼气发酵的进料加热方法，其特征在于：按照如下方式进行，在cstr反应器的出料溢流口下方的适当位置新设一个出料管，出料管在反应器内的部分采取与溢流管相似结构和相同的下管口高度；出料管在反应器外的部分接闸阀和电磁阀，电磁阀另一侧与溢流管联接，借用原溢流管出料。当进料泵启动开始进料时，出料管上的电磁阀同时开启出料，实现进、出料同步；反应器壳程走出料的热料，其悬浮物的含量较低，不易堵塞。为增加放热侧的传热面积，在管程的管外壁设适当高度的翅片肋板，在壳程内部设几个倾斜安装左右布置的折流板，增加流体的扰动，增强换热效果；在折流板的底部留有一定的空间，防止悬浮物的沉积和堵塞；

管程走进料的冷料，其悬浮物的含量较高，易堵塞；为强化传热，增加吸热侧的传热面积，在管程的管道内壁设几条平行与管道的直的肋板，管程的肋板在进口处呈一定圆滑过渡的锐角形式，以防勾挂悬浮物而堵塞进料管；

整个换热器在安装时呈管程进料侧低出料侧高，使得出料停止时壳程底部不会有滞留的料液。换热器的所有进出口全部法兰连接，以方便拆卸和清洗。

本发明具有如下优点：本发明主要针对cstr反应器不能很好的利用出料的余热而做出如下改进：在cstr反应器的出料溢流口下方的适当位置新设一个出料管，出料管在反应器内的部分采取与溢流管相似结构和相同的下管口高度；出料管在反应器外的部分接闸阀和电磁阀，电磁阀另一侧与溢流管联接，借用原溢流管出料。当进料泵启动开始进料时，出料管上的电磁阀同时开启出料，实现进、出料同步。

附图说明

图1是本专利实施示意图；

图2是本专利反应器内部示意图；

图3是图2中a-a剖视图；

图4是图2中b-b剖视图。

其中：发酵罐罐体1，发酵罐的液位2，溢流出料管3，新设出料管内管4，出料管电磁阀5，用出料加热进料的加热器6，进料泵7，加热器管程出口异径管8，加热器壳程左侧折流板9，加热器壳程右侧折流板10，管程外壁的翅片肋板11，管程内壁的直肋板12，加热器的管程内管13。

具体实施方式

下面将结合附图1-图4对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明通过改进在此提供一种新型沼气发酵的进料加热方法，其特征在于：按照如下方式进行，在cstr反应器的出料溢流口下方的适当位置新设一个出料管3，出料管3在反应器内的部分采取与溢流管相似结构和相同的下管口高度；出料管在反应器外的部分接闸阀和电磁阀，电磁阀另一侧与溢流管联接，借用原溢流管出料。当进料泵7启动开始进料时，出料管上的电磁阀5同时开启出料，实现进、出料同步；反应器6壳程走出料的热料，其悬浮物的含量较低，不易堵塞。为增加放热侧的传热面积，在管程的管外壁设适当高度的翅片肋板11，在壳程内部设几个倾斜安装左右布置的折流板，增加流体的扰动，增强换热效果；在折流板的底部留有一定的空间，防止悬浮物的沉积和堵塞；

管程走进料的冷料，其悬浮物的含量较高，易堵塞；为强化传热，增加吸热侧的传热面积，在管程的管道内壁设几条平行与管道的直的肋板，管程的肋板在进口处呈一定圆滑过渡的锐角形式，以防勾挂悬浮物而堵塞进料管；

整个换热器在安装时呈管程进料侧低出料侧高，使得出料停止时壳程底部不会有滞留的料液。换热器的所有进出口全部法兰连接，以方便拆卸和清洗。

本发明主要针对cstr反应器不能很好的利用出料的余热而做出如下改进：

在cstr反应器的出料溢流口下方的适当位置新设一个出料管，出料管在反应器内的部分采取与溢流管相似结构和相同的下管口高度；出料管在反应器外的部分接闸阀和电磁阀，电磁阀另一侧与溢流管联接，借用原溢流管出料。当进料泵启动开始进料时，出料管上的电磁阀同时开启出料，实现进、出料同步。

针对这类悬浮物很多的物料，专门设计适用于cstr反应器的低阻力、低成本、逆流式管壳式换热器：

（1）壳程走出料的热料，其悬浮物的含量较低，不易堵塞。为增加放热侧的传热面积，在管程的管外壁设适当高度的翅片肋板，在壳程内部设几个倾斜安装左右布置的折流板，增加流体的扰动，增强换热效果。在折流板的底部留有一定的空间，防止悬浮物的沉积和堵塞。

（2）管程走进料的冷料，其悬浮物的含量较高，易堵塞。为强化传热，增加吸热侧的传热面积，在管程的管道内壁设几条平行与管道的直的肋板，管程的肋板在进口处呈一定圆滑过渡的锐角形式，以防勾挂悬浮物而堵塞进料管。

（3）整个换热器在安装时呈管程进料侧低出料侧高，使得出料停止时壳程底部不会有滞留的料液。换热器的所有进出口全部法兰连接，以方便拆卸和清洗。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：

技术总结
本发明在此提供一种新型沼气发酵的进料加热方法，其特征在于：按照如下方式进行，在CSTR反应器的出料溢流口下方的适当位置新设一个出料管，出料管在反应器内的部分采取与溢流管相似结构和相同的下管口高度；出料管在反应器外的部分接闸阀和电磁阀，电磁阀另一侧与溢流管联接，借用原溢流管出料。当进料泵启动开始进料时，出料管上的电磁阀同时开启出料，实现进、出料同步；反应器壳程走出料的热料，其悬浮物的含量较低，不易堵塞。为增加放热侧的传热面积，在管程的管外壁设适当高度的翅片肋板，在壳程内部设几个倾斜安装左右布置的折流板，增加流体的扰动，增强换热效果；在折流板的底部留有一定的空间，防止悬浮物的沉积和堵塞。

技术研发人员：王丛生
受保护的技术使用者：乐山勤力农业开发有限公司
技术研发日：2019.07.04
技术公布日：2019.10.25