一种多级高干度物料厌氧消化反应加热系统的制作方法

本实用新型涉及一种多级高干度物料厌氧消化反应加热系统，属于垃圾的厌氧消化反应设备技术领域。

背景技术：

可降解有机废弃物进行厌氧消化前需对物料进行升温，若温度低于厌氧消化生物最佳生存环境，将极大的影响厌氧消化系统的处理效率。现有物料加热方法包括直接加热法和热交换法。直接加热法是指通过向物料中通入蒸汽/热水，直接加热物料；热交换法是指在输送管道内设置列管换热器，列管换热器中通入蒸汽或热水来对输送管道内的物料进行加热。上述方法尚存在以下不足：直接加热法必须使用固定容器进行加热，加热同时需要高强度搅拌以保证物料均匀受热，通过蒸汽加热能量转换效率低，大量蒸汽不能被有效利用，造成资源浪费；通过热水加热，变相稀释物料，不利于后端高浓度厌氧消化装置的运行，不适用于高干度原始物料。以列管、板式换热器为代表的传统热交换法，为增大换热面积，多采用内置列管，当输送高干度、粒径较大的物料时，极易导致物料对输送管路的堵塞。

技术实现要素：

为解决现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种提高热利用率、使物料受热更加均匀、不稀释物料、不占用管路的内部输送空间的多级高干度物料厌氧消化反应加热系统。

本实用新型的技术方案是：一种多级高干度物料厌氧消化反应加热系统，包括位于物料输送管道外表面上的多级夹套式换热管，所述多级夹套式换热管连接热媒输送管路，所述热媒输送管路连接位于厌氧反应器中的内加热枪以及位于厌氧反应器外壁上的外加热板，所述物料输送管道连接厌氧反应器。

所述物料输送管道包括依次连接的一级物料输送管道、二级物料输送管道和三级物料输送管道。

所述一级物料输送管道连接物料输送泵，三级物料输送管道连接厌氧反应器。

所述多级夹套式换热管包括，分别密封套设于一级物料输送管道、二级物料输送管道和三级物料输送管道外周上的一级换热管、二级换热管和三级换热管。

所述热媒输送管路包括，输入管路和输出管路，所述输入管路与第一输入管、第二输入管和第三输入管连接，所述第一输入管、第二输入管和第三输入管分别连接一级换热管、二级换热管和三级换热管的换热介质入口，所述输出管路与第一输出管、第二输出管和第三输出管连接，所述第一输出管、第二输出管和第三输出管分别连接一级换热管、二级换热管和三级换热管的换热介质出口。

所述第一输入管、第二输入管和第三输入管分别经过第一输入控制阀、第二输入控制阀和第三输入控制阀连接一级换热管、二级换热管和三级换热管的换热介质入口；所述第一输出管、第二输出管和第三输出管分别经过第一输出控制阀、第二输出控制阀和第三输出控制阀连接一级换热管、二级换热管和三级换热管的换热介质出口；所述第一输入管与第二输出管之间连接有第一连接控制阀，所述第一连接控制阀位于第一输入控制阀和第二输出控制阀底部，所述第二输入管与第三输出管之间连接有第二连接控制阀，所述第二连接控制阀位于第二输入控制阀和第三输出控制阀底部。

所述热媒输送管路流通的热媒是水。

所述厌氧反应器中设有若干内加热枪，所述内加热枪为方管状结构，方管状结构的入口端连接进水管a，所述进水管a连接输入管路，方管状结构的出口端连接出水管a，出水管a与输出管路连接。

所述厌氧反应器外壁固定有若干外加热板，外加热板内部盘绕水流通道，所述水流通道入口连接进水管b，所述进水管b连接输入管路，水流通道出口连接出水管b，所述出水管b与输出管路连接。

本实用新型的有益效果是：在物料输送的同时对物料进行加热，通过三级加热，保证物料加热的均匀度，提高能量利用效率，输送管路内部空间得到有效率利用，避免堵塞，加热过程不会造成物料的稀释，适用于加热普通物料和高干度物料，适用加热物料种类更多；通过设置加热枪和加热板，在厌氧反应器内外同时进行加热，使物料加热更加均匀高效。

附图说明

图1为本实用新型结构图；

图2为本实用新型局部放大图。

图中附图标记如下：1、物料输送泵，2.1、一级物料输送管道，2.2、二级物料输送管道，2.3、三级物料输送管道，3.1、一级换热管，3.2、二级换热管，3.3、三级换热管，4、输入管路，4.1、第一输入管，4.2、第二输入管，4.3、第三输入管，5、输出管路，5.1、第一输出管，5.2、第二输出管，5.3、第三输出管，5.4、第一输出控制阀，5.5、第二输出控制阀，5.6、第三输出控制阀，6.1、第一输入控制阀，6.2、第二输入控制阀，6.3、第三输入控制阀，7.1、第一连接控制阀，7.2、第二连接控制阀，8、厌氧反应器，9、内加热枪，10、外加热板，11、进水管a，12、出水管a，13、进水管b，14、出水管b。

具体实施方式

下面结合附图1-2对本实用新型做进一步说明：

一种多级高干度物料厌氧消化反应加热系统，包括位于物料输送管道外表面上的多级夹套式换热管，所述多级夹套式换热管连接热媒输送管路，所述热媒输送管路连接位于厌氧反应器8中的内加热枪9以及位于厌氧反应器8外壁上的外加热板10，所述物料输送管道连接厌氧反应器8。所述物料输送管道包括依次连接的一级物料输送管道2.1、二级物料输送管道2.2和三级物料输送管道2.3。所述一级物料输送管道2.1连接物料输送泵1，三级物料输送管道2.3连接厌氧反应器8。所述多级夹套式换热管包括，分别密封套设于一级物料输送管道2.1、二级物料输送管道2.2和三级物料输送管道2.3外周上的一级换热管3.1、二级换热管3.2和三级换热管3.3。所述热媒输送管路包括，输入管路4和输出管路5，所述输入管路4与第一输入管4.1、第二输入管4.2和第三输入管4.3连接，所述第一输入管4.1、第二输入管4.2和第三输入管4.3分别连接一级换热管3.1、二级换热管3.2和三级换热管3.3的换热介质入口，所述输出管路5与第一输出管5.1、第二输出管5.2和第三输出管5.3连接，所述第一输出管5.1、第二输出管5.2和第三输出管5.3分别连接一级换热管3.1、二级换热管3.2和三级换热管3.3的换热介质出口。所述第一输入管4.1、第二输入管4.2和第三输入管4.3分别经过第一输入控制阀6.1、第二输入控制阀6.2和第三输入控制阀6.3连接一级换热管3.1、二级换热管3.2和三级换热管3.3的换热介质入口；所述第一输出管5.1、第二输出管5.2和第三输出管5.3分别经过第一输出控制阀5.4、第二输出控制阀5.5和第三输出控制阀5.6连接一级换热管3.1、二级换热管3.2和三级换热管3.3的换热介质出口；所述第一输入管4.1与第二输出管5.2之间连接有第一连接控制阀7.1，所述第一连接控制阀7.1位于第一输入控制阀6.1和第二输出控制阀5.5底部，所述第二输入管4.2与第三输出管5.3之间连接有第二连接控制阀7.2，所述第二连接控制阀7.2位于第二输入控制阀6.2和第三输出控制阀5.6底部。所述热媒输送管路流通的热媒是水。所述厌氧反应器8中设有若干内加热枪9，所述内加热枪9为方管状结构，方管状结构的入口端连接进水管a11，所述进水管a11连接输入管路4，方管状结构的出口端连接出水管a12，出水管a12与输出管路5连接。所述厌氧反应器8外壁固定有若干外加热板10，外加热板10内部盘绕水流通道，所述水流通道入口连接进水管b13，所述进水管b13连接输入管路4，水流通道出口连接出水管b14，所述出水管b14与输出管路5连接。

本实用新型采用大口径的物料输送管道，降低物料在管道中的流通速度，传统物料输送速度在1m/s左右，而物料在大口径本管道中的输送速度为0.2m/s，加之采用多级输送管路延长管路长度，使输送管路中的物料换热时间变长，物料被均匀加热。进入厌氧反应器8的物料会被继续加热，从而满足厌氧消化反应的要求，物料在厌氧反应器内的加热，是通过内部的加热枪和外壁上的外加热板10来进行的，从厌氧反应器内部和外部同时对物料进行加热，提高加热效率，保证加热均匀度。物料在进入厌氧反应器8前，会在物料输送管道中进行加热，通过在换热管上设置的若干控制阀，实现对输送管道的串联或并联加热，根据对物料所需加热效率的需要，对换热管的串并联进行切换，具体如下：

串联模式：

关闭第一输入控制阀6.1、第二输入控制阀6.2、第二输出控制阀5.5以及第三输出控制阀5.6，热量经输入管路4经第三输入管4.3和第三输入控制阀6.3输送至三级换热管3.3，再经过第三输出管5.3、第二连接控制阀7.2和第二输入管4.2输送至二级换热管3.2，再经过第二输出管5.2、第一连接控制阀7.1和第一输入管4.1输送至一级换热管3.1，最后经第一输出管5.1和输出管路5流回进行再加热，进行下一供热循环。串联模式使热量依次经过各级换热管，来分别各级物料输送管路中的物料进行加热，适用于对物料加热效率要求不高的情况下使用。

并联模式：

关闭第一连接控制阀7.1和第二连接控制阀7.2，其余控制阀均打开，热能分别通过第三输入管4.3、第二输入管4.2和第一输入管4.1输送至三级换热管3.3、二级换热管3.2和一级换热管3.1，换热后，分别通过第三输出管5.3、第二输出管5.2一级第一输出管5.1输出至输出管路5流回进行再加热，进行下一供热循环。并联模式下，同时并单独向各级换热管提供热能，从而利用相同的较高温度来同时加热各级物料输送管道，进而加快了物料的加热速度，适用于对物料加热效率要求高的情况下使用。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。