一种用于干式厌氧发酵的加热系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于干式厌氧发酵的加热系统，包括：中空加热轴，其活动设在卧式反应器内，若干加热叶片沿轴向分布固定设在中空加热轴上；加热轴驱动设备，设在卧式反应器外，与中空加热轴连接，能驱动中空加热轴转动；分水器，该分水器的第一热水供应口经管路和热水循环泵与中空加热轴一端连接，第二热水供应口经管路与热平衡水罐第二回水口连接；热平衡水罐，该热平衡水罐的出水口经由换热器与分水器的第一热水回水口连接，第一回水口经管路与中空加热轴另一端连接；换热器，设在卧式反应器外，该换热器的第一进口、第一出口与主热源连接。该加热系统通过加热轴驱动装置的驱动作用，可以实现加热叶片旋转移动，使物料受热均匀且传热效率较高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及厌氧发酵设备领域，特别是涉及一种用于干式厌氧发酵的加热系统。
技术介绍
厌氧发酵过程中产甲烷菌对温度变化非常敏感，为了维持产甲烷菌的活性，厌氧发酵过程中必须保持物料发酵温度的稳定性。按照工艺温度来分，厌氧发酵可分为高温、中温和低温发酵。低温厌氧发酵不对物料采取任何加热保温措施，但低温条件下产气率非常低且不稳定，因此在实际工程中应用较少，而高温和中温工艺中都需要对物料进行加热，目前常用的加热方法分反应器内加热和反应器外加热两种，其中反应器内加热包括循环热水盘管和蒸汽直接加热，循环热水盘管加热方式随着系统运行时间的增加循环热水盘管常会因物料缠绕或粘结而在管外壁形成一层包裹层，从而使热传递效率大大降低；蒸汽直接加热不仅会导致物料局部温度过高影响菌群的发育和分布，从而对厌氧反应产生一定的抑制，而且还会使物料的含水率增加，此外，由于加热过程是间歇运行，蒸汽出口也容易发生堵塞，影响系统运行的稳定性，而且采取这两种加热方式的前提条件是反应器内物料必须保持良好的搅拌混合效果。反应器外加热是将物料在反应器外进行加热，包括预加热和循环加热两种，预加热是物料在进入反应器之前，将物料在独立的加热装置内加热到工艺所需温度，再送入反应器内。这种加热方式的热损失较大，且容易发生堵塞；循环加热方式是加热装置与反应器之间一直保持物料的循环流动形成一个闭合环路，物料经过循环反复加热使反应器内物料温度维持在一个稳定的范围。对于干式厌氧发酵而言，由于其物料高含固率的特点，对物料的加热效果不仅与加热系统的本身有关，而且还与物料的流动性和传质效果也有直接的关系，到目前为止还没有一种专门针对干式厌氧发酵工艺开发的高效加热系统。
技术实现思路
基于上述现有技术所存在的问题，本专利技术提供一种用于干式厌氧发酵的加热系统，能满足干式厌氧发酵工艺对温度的要求，保证在高热交换效率下物料受热的均匀性及热利用效率。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种用于干式厌氧发酵的加热系统，包括:中空加热轴、若干加热叶片、加热轴驱动装置、热水循环栗、分水器、热平衡水罐、换热器和主热源；其中，所述中空加热轴，其活动设在用于干式厌氧发酵的卧式反应器内，所述若干加热叶片沿轴向分布固定设在所述中空加热轴上；所述加热轴驱动设备，设在所述卧式反应器外，与所述中空加热轴连接，能驱动所述中空加热轴转动；所述分水器，设在所述卧式反应器外，该分水器的第一热水供应口经管路和所述热水循环栗与所述中空加热轴一端连接，第二热水供应口经管路与所述热平衡水罐的第二回水口连接；所述热平衡水罐，设在所述卧式反应器外，该热平衡水罐的出水口经由所述换热器与所述分水器的第一热水回水口连接，第一回水口经管路与所述中空加热轴的另一端连接;所述换热器，设在所述卧式反应器外，该换热器的第一进口、第一出口与所述主热源连接。本专利技术的有益效果为:通过将中空加热轴、热水循环栗、分水器、换热器、热源和热平衡水罐进行有机地组合，可以形成一个为干式厌氧发酵反应器供热的多热源供热系统，其中加热轴在驱动装置的驱动下，可以实现加热轴和加热叶片在对物料加热的同时完成对物料的搅拌和混合，这样不仅可以提高物料间的热传导，使物料受热均匀，而且加热叶片和加热轴一直处于动态旋转，可以避免物料粘结在管外壁形成包裹层，提高了传热效率。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1为本专利技术实施例提供的加热系统结构示意图；图中各标号对应的部件名称为:1.反应器；2.中空加热轴；3.加热叶片；4.加热轴驱动设备；5.热水循环栗；6.分水器；6A.分水器的第一热水供应口 ；6B.分水器的其他热源入口 ；6C.分水器的其他供热出口 ；6D.分水器的第二热水供应口 ；6E.分水器的第一热水回水口 ；7.主热源；8.热源热水循环栗；9.软化水设备；9A.软化水设备的补水口 ；10.换热器；11.热平衡水罐；11A.热平衡水罐第二回水口 ；11B.热平衡水罐的出水口 ；11C.热平衡水罐的第一回水口。【具体实施方式】下面对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，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，都属于本专利技术的保护范围。图1所示为本专利技术实施例提供的一种用于干式厌氧发酵的加热系统，可为干式厌氧发酵的卧式反应器加热，该系统包括:中空加热轴、若干加热叶片、加热轴驱动装置、热水循环栗、分水器、热平衡水罐、换热器和主热源；其中，中空加热轴，其活动设在用于干式厌氧发酵的卧式反应器内，若干加热叶片沿轴向分布固定设在中空加热轴上；加热轴驱动设备，设在卧式反应器外，与中空加热轴连接，能驱动中空加热轴转动；分水器，设在卧式反应器外，该分水器的第一热水供应口经管路和热水循环栗与中空加热轴一端连接，第二热水供应口经管路与热平衡水罐的第二回水口连接；热平衡水罐，设在卧式反应器外，该热平衡水罐的出水口经由换热器与分水器的第一热水回水口连接，第一回水口经管路与中空加热轴的另一端连接；换热器，设在卧式反应器外，该换热器的第一进口、第一出口与主热源连接，具体的，换热器的第一进水口、第一出水口与主热源的供热设备的管道相连接；所述主热源是整个供热系统的热主要提供源。上述系统中的各设备按上述方式连接后，中空加热轴、热水循环栗栗、分水器、主热源、换热器和热平衡水罐连接成循环闭合水路。上述系统中，分水器还设有:其他热源入口和其他供热出口，设置这种结构的分水器可以同时将几个热源整合在一起为系统供热，可同时采用一种或多种加热方式，系统灵活适用范围广。上述系统中，设置热平衡水罐，可使冷热水在热平衡水罐内完成混合，提高主热源锅炉的回水温度，减小了温差，更有利于热源的运行稳定。上述加热系统的主热源包括:供热设备和软化水设备，供热设备通过管路、阀门与热源热水循环栗连接成闭合循环水路；软化水设备通过管路与闭合水路接通，主热源的供热设备可以采用热水锅炉、蒸汽锅炉或电加或者预热回收再利用热等多种加热形式的申报，适用范围较广。上述加热系统，中空加热轴位于卧式反应器内的中心位置，加热叶片与中空加热轴垂直焊接，并沿轴线方向以设定角度呈螺旋状多层分布。其中，处于卧式反应器进料端一侧的中空加热轴总长1/3段上的各加热叶片间距一致，剩余部分的中空加热轴上的各加热叶片间距一致，处于卧式反应器进料端一侧的中空加热轴总长1/3段上的各加热叶片间距小于剩余部分的中空加热轴上的各加热叶片的间距。上述加热系统中，各设备的管路上均设有控制阀。方便对各设备进行控制和调节。下面结合具体实施例对本专利技术的加热系统作进一步说明。本专利技术实施例提供的用于干式厌氧发酵的加热系统，包括:中空加热轴、加热叶片、加热轴驱动设备、热水循环栗、分水器、主热源，换热器和热平衡水罐，其中，主热源由供热设备、热源热水循环栗和软化水设备连接而成；在一个卧式反应器内，由空心管制成的中空加热轴，位于卧式反应器中心，沿卧式反应器纵向与底部平行安装；加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于干式厌氧发酵的加热系统，其特征在于，包括：中空加热轴、若干加热叶片、加热轴驱动装置、热水循环泵、分水器、热平衡水罐、换热器和主热源；其中，所述中空加热轴，其活动设在用于干式厌氧发酵的卧式反应器内，所述若干加热叶片沿轴向分布固定设在所述中空加热轴上；所述加热轴驱动设备，设在所述卧式反应器外，与所述中空加热轴连接，能驱动所述中空加热轴转动；所述分水器，设在所述卧式反应器外，该分水器的第一热水供应口经管路和所述热水循环泵与所述中空加热轴一端连接，第二热水供应口经管路与所述热平衡水罐的第二回水口连接；所述热平衡水罐，设在所述卧式反应器外，该热平衡水罐的出水口经由所述换热器与所述分水器的第一热水回水口连接，第一回水口经管路与所述中空加热轴的另一端连接；所述换热器，设在所述卧式反应器外，该换热器的第一进口、第一出口与所述主热源连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭非凡，胡芳，李彩斌，兰效宁，闫园园，
申请(专利权)人：北京中持绿色能源环境技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11