本實(shí)用新型屬于沼氣發(fā)酵領(lǐng)域，尤其涉及一種沼氣發(fā)酵原料預(yù)熱裝置和沼氣發(fā)酵系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

沼氣的厭氧發(fā)酵是指有機(jī)物質(zhì)，如人畜家禽糞便、秸稈、雜草等，在一定的水分、溫度和厭氧條件下，通過(guò)種類(lèi)繁多、數(shù)量巨大、且功能不同的各類(lèi)微生物的分解代謝，最終形成甲烷和二氧化碳等混合性氣體的復(fù)雜的生物化學(xué)過(guò)程。

沼氣的厭氧發(fā)酵，離不開(kāi)一個(gè)適合甲烷細(xì)菌生長(zhǎng)穩(wěn)定環(huán)境，這里包括嚴(yán)格的厭氧條件，適合的酸堿度和溫度。酸堿度和厭氧條件很容易做到，但是要維持一個(gè)比較合適溫度環(huán)境，這就需要大量的能源消耗。能量消耗過(guò)大，導(dǎo)致系統(tǒng)在沼氣產(chǎn)出方面不經(jīng)濟(jì)。然而傳統(tǒng)的沼氣發(fā)酵系統(tǒng)的出水，即沼液溫度比較高，大約30℃左右。雖然沼液蘊(yùn)含的熱量的品位較低，但是數(shù)量是可觀的，直接被排放至自然界中，造成了大量的熱能浪費(fèi)。尤其是在北方高寒地區(qū)，這些低品位熱能，更顯得彌足珍貴。因此，如何實(shí)現(xiàn)沼液廢熱的資源化利用是目前亟待解決的一個(gè)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種沼氣發(fā)酵原料預(yù)熱裝置和沼氣發(fā)酵系統(tǒng)，本實(shí)用新型提供的預(yù)熱裝置可使用沼氣發(fā)酵系統(tǒng)排出的高溫廢沼液對(duì)沼氣發(fā)酵原料進(jìn)行預(yù)熱，降低后續(xù)原料發(fā)酵過(guò)程中的熱能消耗，實(shí)現(xiàn)沼液廢熱的資源化利用。

本實(shí)用新型提供了一種沼氣發(fā)酵原料預(yù)熱裝置，包括儲(chǔ)料池，所述儲(chǔ)料池內(nèi)腔由可換熱金屬板分隔為第一腔體和第二腔體，第一腔體用于儲(chǔ)存沼氣發(fā)酵原料，第二腔體用于儲(chǔ)存沼氣厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼液；第一腔體和第二腔體上均設(shè)置有進(jìn)料口和出料口。

優(yōu)選的，所述儲(chǔ)料池外壁上覆蓋有保溫層。

優(yōu)選的，所述第一腔體和第二腔體的體積比為(1～2)：(1～2)。

優(yōu)選的，所述可換熱金屬板只與所述儲(chǔ)料池內(nèi)腔的頂面和底面相接觸。

優(yōu)選的，每個(gè)所述進(jìn)料口和出料口均設(shè)置在對(duì)應(yīng)腔體的頂部。

優(yōu)選的，所述可換熱金屬板為碳鋼板和/或不銹鋼板。

優(yōu)選的，所述保溫層的材料為聚苯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫、巖棉或硅酸鋁。

優(yōu)選的，所述可換熱金屬板的厚度為0.5～5mm。

優(yōu)選的，所述儲(chǔ)料池的內(nèi)腔為圓柱形或立方體形。

本實(shí)用新型提供了一種沼氣發(fā)酵系統(tǒng)，包括沼氣厭氧發(fā)酵罐和所述技術(shù)方案所述的預(yù)熱裝置；

所述沼氣厭氧發(fā)酵罐的沼氣發(fā)酵原料進(jìn)口與所述預(yù)熱裝置的第一腔體相連，所述沼氣厭氧發(fā)酵罐的沼液出口與所述預(yù)熱裝置的第二腔體相連。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供了一種沼氣發(fā)酵原料預(yù)熱裝置和沼氣發(fā)酵系統(tǒng)。本實(shí)用新型提供的預(yù)熱裝置包括儲(chǔ)料池，所述儲(chǔ)料池內(nèi)腔由可換熱金屬板分隔為第一腔體和第二腔體，第一腔體用于儲(chǔ)存沼氣發(fā)酵原料，第二腔體用于儲(chǔ)存沼氣厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼液；每個(gè)所述腔體上均設(shè)置有進(jìn)料口和出料口。本實(shí)用新型提供的預(yù)熱裝置設(shè)置有沼氣發(fā)酵原料儲(chǔ)存腔體和沼液儲(chǔ)存腔體，兩個(gè)腔體間通過(guò)換熱金屬板相接觸，從而實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)腔體中儲(chǔ)料的熱交換。裝置運(yùn)行過(guò)程中，將沼氣厭氧發(fā)酵罐中的高溫沼液溢流到第二腔體中，再將預(yù)發(fā)酵的低溫發(fā)酵原料打入第一腔體中，與第二腔體中的高溫沼液通過(guò)金屬換熱板換熱。本實(shí)用新型提供的裝置可使用沼氣發(fā)酵系統(tǒng)排出的高溫廢沼液對(duì)沼氣發(fā)酵原料進(jìn)行預(yù)熱，降低后續(xù)原料發(fā)酵過(guò)程中的熱能消耗，實(shí)現(xiàn)沼液廢熱的資源化利用。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的沼氣發(fā)酵原料預(yù)熱裝置側(cè)視結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的沼氣發(fā)酵原料預(yù)熱裝置俯視結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

本實(shí)用新型提供了一種沼氣發(fā)酵原料預(yù)熱裝置，包括儲(chǔ)料池，其特征在于，所述儲(chǔ)料池內(nèi)腔由可換熱金屬板分隔為第一腔體和第二腔體，第一腔體用于儲(chǔ)存沼氣發(fā)酵原料，第二腔體用于儲(chǔ)存沼氣厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼液；第一腔體和第二腔體上均設(shè)置有進(jìn)料口和出料口。

參見(jiàn)圖1和圖2，圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的沼氣發(fā)酵原料預(yù)熱裝置側(cè)視結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的沼氣發(fā)酵原料預(yù)熱裝置俯視結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，圖1和圖2中，1是儲(chǔ)料池、2是可換熱金屬、3是第一腔體、4是第二腔體、5是第一腔體的進(jìn)/出料口、6是第二腔體的進(jìn)/出料口、7是保溫層。

本實(shí)用新型提供的沼氣發(fā)酵原料預(yù)熱裝置包括儲(chǔ)料池1，儲(chǔ)料池1的內(nèi)腔由可換熱金屬板2分隔為第一腔體3和第二腔體4。在本實(shí)用新型提供的一個(gè)實(shí)施例中，儲(chǔ)料池1的內(nèi)腔為圓柱形或立方體形。在本實(shí)用新型提供的一個(gè)實(shí)施例中，儲(chǔ)料池1的內(nèi)腔為立方體形，儲(chǔ)料池1內(nèi)腔的長(zhǎng)為5000～10000mm，優(yōu)選為7000～8000mm；儲(chǔ)料池1內(nèi)腔的寬為2000～6000mm，優(yōu)選為3000～4000mm；儲(chǔ)料池1內(nèi)腔的高為1000～5000mm，優(yōu)選為2000～3000mm。在本實(shí)用新型提供的一個(gè)實(shí)施例中，儲(chǔ)料池1的內(nèi)腔為圓柱形，儲(chǔ)料池1內(nèi)腔的直徑為4000～8000mm，優(yōu)選為5000～6000mm；儲(chǔ)料池1內(nèi)腔的高為2000～5000mm，優(yōu)選為3500～4500mm。在本實(shí)用新型提供的一個(gè)實(shí)施例中，可換熱金屬板2為碳鋼板和/或不銹鋼板，優(yōu)選為304不銹鋼板。在本實(shí)用新型提供的一個(gè)實(shí)施例中，可換熱金屬板2的厚度為0.5～5mm。在本實(shí)用新型中，第一腔體3和第二腔體4是兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的腔體，即兩個(gè)腔體之間并沒(méi)有直接連通。在本實(shí)用新型中，第一腔體用于儲(chǔ)存沼氣發(fā)酵原料，第二腔體用于儲(chǔ)存沼氣厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼液。在本實(shí)用新型提供的一個(gè)實(shí)施例中，可換熱金屬板2只與儲(chǔ)料池1內(nèi)腔的頂面和底面相接觸，在該實(shí)施例中，由可換熱金屬板2分隔形成的兩個(gè)腔體中，其中一個(gè)腔體的側(cè)壁被另一個(gè)腔體保全包覆，類(lèi)似于圖1和圖2中第一腔體3和第二腔體4的位置關(guān)系。在本實(shí)用新型提供的一個(gè)實(shí)施例中，第一腔體3和第二腔體4的體積比為(1～2)：(1～2)。在本實(shí)用新型中，每個(gè)所述腔體上均設(shè)置有進(jìn)料口和出料口，即第一腔體上設(shè)置有沼氣發(fā)酵原料進(jìn)料口和沼氣發(fā)酵原料出料口，第二腔體上設(shè)置沼液進(jìn)料口和沼液出料口。在本實(shí)用新型提供的一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)所述腔體上均設(shè)置的進(jìn)料口和出料口為同一個(gè)口，即進(jìn)/出料口。

在本實(shí)用新型提供的一個(gè)實(shí)施例中，儲(chǔ)料池1的外壁上覆蓋有保溫層7。在本實(shí)用新型提供的一個(gè)實(shí)施例中，保溫層7的材料為聚苯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫、巖棉或硅酸鋁。在本實(shí)用新型提供的一個(gè)實(shí)施例中，保溫層7的厚度為5cm～10cm。

本實(shí)用新型提供的預(yù)熱裝置設(shè)置有沼氣發(fā)酵原料儲(chǔ)存腔體和沼液儲(chǔ)存腔體，兩個(gè)腔體間通過(guò)換熱金屬板相接觸，從而實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)腔體中儲(chǔ)料的熱交換。裝置運(yùn)行過(guò)程中，將沼氣厭氧發(fā)酵罐中的高溫沼液溢流到第二腔體中，再將預(yù)發(fā)酵的低溫發(fā)酵原料打入第一腔體中，與第二腔體中的高溫沼液通過(guò)金屬換熱板換熱。本實(shí)用新型提供的裝置可使用沼氣發(fā)酵系統(tǒng)排出的高溫廢沼液對(duì)沼氣發(fā)酵原料進(jìn)行預(yù)熱，降低后續(xù)原料發(fā)酵過(guò)程中的熱能消耗，實(shí)現(xiàn)沼液廢熱的資源化利用。

本實(shí)用新型提供了一種沼氣發(fā)酵系統(tǒng)，包括沼氣厭氧發(fā)酵罐和上述技術(shù)方案所述預(yù)熱裝置，所述沼氣厭氧發(fā)酵罐的沼氣發(fā)酵原料進(jìn)口與所述預(yù)熱裝置的第一腔體相連，所述沼氣厭氧發(fā)酵罐的沼液處口與所述預(yù)熱裝置的第二腔體相連。

本實(shí)用新型提供的沼氣發(fā)酵系統(tǒng)包括沼氣厭氧發(fā)酵罐和所述預(yù)熱裝置。本實(shí)用新型對(duì)所述沼氣厭氧發(fā)酵罐的型號(hào)、結(jié)構(gòu)和尺寸沒(méi)有特別限定，選擇本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的用于沼氣厭氧發(fā)酵的發(fā)酵罐即可。所述沼氣厭氧發(fā)酵罐的沼氣發(fā)酵原料進(jìn)口與所述預(yù)熱裝置的第一腔體的出料口相連，所述沼氣厭氧發(fā)酵罐的沼液出口與所述預(yù)熱裝置的第二腔體的進(jìn)料口相連。

本實(shí)用新型提供的沼氣發(fā)酵系統(tǒng)設(shè)置有沼氣發(fā)酵原料預(yù)熱裝置，該裝置可使用沼氣發(fā)酵系統(tǒng)排出的高溫廢沼液對(duì)沼氣發(fā)酵原料進(jìn)行預(yù)熱，從而降低后續(xù)原料發(fā)酵過(guò)程中的熱能消耗，實(shí)現(xiàn)沼液廢熱的資源化利用。

為更清楚起見(jiàn)，下面通過(guò)以下實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例1

1)沼氣發(fā)酵原料預(yù)熱裝置結(jié)構(gòu)：

本實(shí)施例提供了一種如圖1所示結(jié)構(gòu)的沼氣發(fā)酵原料預(yù)熱裝置，該裝置包括儲(chǔ)料池1、可換熱金屬板2、第一腔體3、第二腔體4、第一腔體的進(jìn)/出料口5、第二腔體的進(jìn)/出料口6和保溫層7；

其中，儲(chǔ)料池1的內(nèi)腔為圓柱形尺寸為：φ6000mm直徑×3500mm高；

可換熱金屬板2的材料為304不銹鋼，厚度為1mm；可換熱金屬板2垂直設(shè)置，只與儲(chǔ)料池1內(nèi)腔的頂面和底面相接觸；

可換熱金屬板2將儲(chǔ)料池1的內(nèi)腔分隔為兩個(gè)獨(dú)立的腔體，即第一腔體3和第二腔體4，第一腔體3和第二腔體4的體積比為1:1；第一腔體用于儲(chǔ)存沼氣發(fā)酵原料，其頂部設(shè)置有第一腔體的進(jìn)/出料口5；第一腔體用于儲(chǔ)存沼氣厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼液，其頂部設(shè)置有第二腔體的進(jìn)/出料口6；

保溫層7覆蓋在儲(chǔ)料池1的外壁上，保溫層7的材料為聚氨酯泡沫，厚度為5cm。

2)使用過(guò)程：

將沼氣厭氧發(fā)酵罐中的29℃的沼液通過(guò)第二腔體的進(jìn)/出料口6注入到第二腔體4中，注滿；再將待發(fā)酵的5℃發(fā)酵原料注入到第一腔體3池中；5℃的發(fā)酵原料通過(guò)可換熱金屬板2進(jìn)行換熱，24h后，第一腔體3中的物料和第二腔體4中物料溫度相等，均為17℃。

實(shí)施例2

1)沼氣發(fā)酵原料預(yù)熱裝置結(jié)構(gòu)：

本實(shí)施例提供了一種如圖1所示結(jié)構(gòu)的沼氣發(fā)酵原料預(yù)熱裝置，該裝置包括儲(chǔ)料池1、可換熱金屬板2、第一腔體3、第二腔體4、第一腔體的進(jìn)/出料口5、第二腔體的進(jìn)/出料口6和保溫層7；

其中，儲(chǔ)料池1的內(nèi)腔為方形尺寸為：8000mm×4000mm×3000mm；

可換熱金屬板2的材料為304不銹鋼，厚度為3mm；可換熱金屬板2垂直設(shè)置，只與儲(chǔ)料池1內(nèi)腔的頂面和底面相接觸；

可換熱金屬板2將儲(chǔ)料池1的內(nèi)腔分隔為兩個(gè)獨(dú)立的腔體，即第一腔體3和第二腔體4，第一腔體3和第二腔體4的體積比為1:1；第一腔體用于儲(chǔ)存沼氣發(fā)酵原料，其頂部設(shè)置有第一腔體的進(jìn)/出料口5；第一腔體用于儲(chǔ)存沼氣厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼液，其頂部設(shè)置有第二腔體的進(jìn)/出料口6；

保溫層7覆蓋在儲(chǔ)料池1的外壁上，保溫層7的材料為聚氨酯泡沫，厚度為6cm。

2)使用過(guò)程：

將沼氣厭氧發(fā)酵罐中的35℃的沼液通過(guò)第二腔體的進(jìn)/出料口6注入到第二腔體4中，注滿；再將待發(fā)酵的8℃發(fā)酵原料注入到第一腔體3池中；8℃的發(fā)酵原料通過(guò)可換熱金屬板2進(jìn)行換熱，24h后，第一腔體3中的物料和第二腔體4中物料溫度相等，均為21.5℃。

以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。