CN205061994U - 一种太阳能辅助沼渣气化*** - Google Patents

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李红博
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Abstract

一种太阳能辅助沼渣气化***，包括经过混流泵与恒温沼气池相连的沼液沼渣分离机，沼液沼渣分离机的沼渣出口管路经输送机连接气化炉；气化炉的气体入口连接蒸汽制备模组，气化炉的气体出口管路与恒温沼气池的沼气出口管路经过燃气净化器一同通入储气罐。本实用新型通过混流泵将恒温沼气池中发酵后的沼液沼渣抽送至沼液沼渣分离机，沼液沼渣分离机分离后的沼渣经过输送机送至气化炉，气化炉产生的高温燃气与恒温沼气池发酵后的沼气共同在燃气净化器中进行混合净化，最后送入储气罐中进行储存。本实用新型有效解决了沼气工程中沼渣处理的难题，而且这种处理方式简单高效，节能环保，无污染。

Description

一种太阳能辅助沼渣气化***
技术领域
本实用新型属于沼渣综合利用领域，具体涉及一种太阳能辅助沼渣气化***。
背景技术
沼气池的建设对生态环境的保护和改善以及资源循环利用有着重要的作用。但是在目前的沼气工程建设与使用中存在诸多问题，特别是因为没有保温与加热措施，使得当气温较低时，沼气池基本处于停止产气状态，严重限制了沼气池的使用率。对于大型沼气工程来说，正常运行后，每天产生的沼液沼渣多达几千吨，如何进行处理成了棘手问题。传统的处理方式是直接还田，采取管道输送和车辆运送的方式。传统方式最大的优点是成本低，沼渣沼液的肥效高，但这种利用方式有风险，而且容易受地势和距离的限制，有死角；处理能力受耕地面积制约，施用不均匀；受耕作季节限制，需求量不均。特别是采取车辆运输的方式，由于液体具有不稳定性，加上田间路面不平，容易造成安全事故以及液体泼洒引起的二次污染。沼渣沼液的pH值较高，有的地方因施用方式不当，经常发生农作物被烧死的情况。
根据沼渣物理特性，以及沼渣化学成分测定，通过将稻草、麦草和玉米秆中的纤维素、半纤维素和木质素的质量分数与其发酵后的沼渣对比可知，经过厌氧发酵后的沼渣纤维中纤维素质量分数较水稻、小麦和玉米等农作物秸秆高5％以上，半纤维素质量分数较水稻、小麦和玉米等农物秸秆低5％，木质素质量分数基本未变。这一结果表明，厌氧发酵对纤维成分中的木质素没有影响，而使得半纤维素相对含量减少，纤维素相对含量增加，这对于沼渣的资源化利用，特别是沼渣气化具有积极意义。生物质气化发电技术，就是将各种低热值固体生物质能源资源(如农林业废弃物、生活有机垃圾等)通过气化转换为生物质燃气，再经净化、降温后进入燃气发电机组发电。气化炉的原料为颗粒或经过粉碎的原料，气化效率高、容量大。生物质在气化前需要进行干燥，以减少其含水，干燥一般都需消耗大量的能源。气化时需要借助高温水蒸气的作用，同时产生高温水蒸气又需要消耗能源。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种高效、无污染、节能环保、能够实现能量梯级利用的太阳能辅助沼渣气化***。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
包括经过混流泵与恒温沼气池相连的沼液沼渣分离机，沼液沼渣分离机的沼渣出口管路经过输送机连接气化炉；气化炉的气体入口连接蒸汽制备模组，气化炉的气体出口管路与恒温沼气池的沼气出口管路经过燃气净化器共同通入储气罐。
所述的沼液沼渣分离机的沼液出口管路通过沼液回收器重新通入恒温沼气池。
所述的蒸汽制备模组包括经过给水泵连接水源的槽式太阳能集热器，槽式太阳能集热器的蒸汽出口管路经过第一蒸汽风机连接碟式太阳能集热器，碟式太阳能集热器的蒸汽出口管路经过第二蒸汽风机连接气化炉。
所述的气化炉的气体入口开设在炉体的底面上。
所述的气化炉采用流化床气化炉。
所述的沼液沼渣分离机与输送机之间设置有沼渣干燥器。
所述的气化炉的气体出口管路经过沼渣干燥器上的干燥器换热盘管以及恒温沼气池上的沼气池加热盘管之后连通燃气净化器。
所述的沼气池加热盘管与燃气净化器之间设置有气水分离器。
与现有技术相比，本实用新型通过混流泵将恒温沼气池中发酵后的沼液沼渣抽送至沼液沼渣分离机，沼液沼渣分离机分离后的沼渣经过输送机送至气化炉，气化炉产生的高温燃气与恒温沼气池发酵后的沼气共同在燃气净化器中进行混合净化，最后送入储气罐中进行储存。本实用新型将沼气池发酵后的沼渣作为气化炉的原料制成燃气，有效解决了沼气工程中沼渣处理的难题，而且这种处理方式简单高效，节能环保，无污染。
进一步的，本实用新型沼液沼渣分离机的沼液出口管路通过沼液回收器重新通入恒温沼气池，沼液富含发酵菌群，再次利用时，不仅节约水资源，而且提高了恒温沼气池的产气率。
进一步的，本实用新型蒸汽制备模组包括经过给水泵连接水源的槽式太阳能集热器，槽式太阳能集热器的蒸汽出口管路经过第一蒸汽风机连接碟式太阳能集热器，碟式太阳能集热器的蒸汽出口管路经过第二蒸汽风机连接气化炉，槽式太阳能集热器首先产生200℃左右的中温蒸汽，碟式太阳能集热器再将中温蒸汽过热产生高温蒸汽，加热过程中充分利用了集热器各自的特性，提高了集热器效率，生产水蒸汽的热量全部来自于太阳能，节能环保。
进一步的，本实用新型气化炉的气体出口管路经过沼渣干燥器上的干燥器换热盘管以及恒温沼气池上的沼气池加热盘管之后连通燃气净化器，气化炉产生的粗燃气初温很高，通过与干燥器换热盘管和沼气池加热盘管换热，使得沼渣的干燥和恒温沼气池的加热不需要外部供给热量，对粗燃气余热实现了阶梯化利用，减少了能量的浪费，节约资源。
进一步的，本实用新型沼气池加热盘管与燃气净化器之间设置有气水分离器，通过气水分离器将粗燃气降温后凝结的液态水过滤，提升所回收燃气的品质。
附图说明
图1本实用新型的整体结构示意图；
附图中：1.恒温沼气池；2.混流泵；3.沼液沼渣分离机；4.沼液回收器；5.沼渣干燥器；6.输送机；7.气化炉；8.给水泵；9.槽式太阳能集热器；10.第一蒸汽风机；11.碟式太阳能集热器；12.第二蒸汽风机；13.干燥器换热盘管；14.沼气池加热盘管；15.气水分离器；16.燃气净化器；17.储气罐。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。
参见图1，本实用新型在结构上包括经过混流泵2与恒温沼气池1相连的沼液沼渣分离机3，沼液沼渣分离机3的沼渣出口管路经输送机6连接气化炉7，气化炉7为流化床气化炉。沼液沼渣分离机3与输送机6之间设置有沼渣干燥器5，沼液沼渣分离机3的沼液出口管路通过沼液回收器4重新通入恒温沼气池1。气化炉7开设在炉体底面上的气体入口连接蒸汽制备模组，蒸汽制备模组包括经过给水泵8连接水源的槽式太阳能集热器9，槽式太阳能集热器9的蒸汽出口管路经第一蒸汽风机10连接碟式太阳能集热器11，碟式太阳能集热器11的蒸汽出口管路经第二蒸汽风机12连接气化炉7。
气化炉7的气体出口管路经过沼渣干燥器5上的干燥器换热盘管13以及恒温沼气池1上的沼气池加热盘管14之后，与恒温沼气池1的沼气出口管路经过燃气净化器16一同通入储气罐17，沼气池加热盘管14与燃气净化器16之间设置有气水分离器15。
本实用新型的工作过程为：恒温沼气池1发酵后的沼液沼渣由混流泵2送至沼液沼渣分离机3，分离后的沼液由沼液回收器4返回恒温沼气池1，分离后的沼渣通过沼渣干燥器5干燥后由输送机6送入气化炉7。给水泵8将给水送入槽式太阳能集热器9产生200℃左右的中温蒸汽，第一蒸汽风机10将蒸汽送入碟式太阳能集热器11产生高温蒸汽，再由第二蒸汽风机12将高温蒸汽从气化炉底部送入炉内。气化炉7产生的高温粗燃气经过干燥器换热盘管13与沼渣干燥器换热，换热完成后的粗燃气送入沼气池加热盘管14和恒温沼气池1换热，粗燃气经过气水分离器15分离其中的凝结水，燃气净化器16将粗燃气净化为洁净燃气与恒温沼气池1发酵后的沼气进行混合，最后送入储气罐17作为燃气进行储存。
本实用新型根据沼渣的粒径大小选用的气化炉为气化炉7，沿气化炉7的炉体周围设置三个进料口，气化剂即水蒸汽由炉体底部进入。气化炉7的蒸汽气化剂来源为槽式太阳能集热器9和碟式太阳能集热器11，槽式太阳能集热器9产生200℃左右的中温蒸汽，碟式太阳能集热器11再将中温蒸汽过热产生高温蒸汽。槽式太阳能集热器9和碟式太阳能集热器11分别由多个集热器组合而成。沼渣干燥器5下设置有干燥器换热盘管13，气化炉7产生的粗燃气所具有的热能通过干燥器换热盘管13换热后作为沼渣干燥器5的热源，降温后的粗燃气通入沼气池加热盘管14，进一步将余热利用来加热恒温沼气池1。粗燃气经过两次降温后与恒温沼气池1发酵后的沼气进行混合，经过燃气净化器16进行净化以达到相应的燃气标准，产生热值较高且燃烧稳定的燃气储存到储气罐17当中。
本实用新型主要具有以下特点：
(1)多个槽式太阳能集热器9和碟式太阳能集热器11组合运作，能够为气化炉提供稳定和足量的水蒸汽。槽式太阳能集热器9产生中温水蒸汽、碟式太阳能集热器11过热中温蒸汽产生高温蒸汽的过程中充分利用了集热器各自的特性，提高了集热器的效率，生产水蒸气的热量全部来自于太阳能，节能环保。
(2)气化炉7的原料来自于恒温沼气池1发酵后的沼渣，既解决了大中型沼气工程沼渣处理难的问题，又将资源进一步深度利用。
(3)气化炉7生产的粗燃气初温很高，如果不加以利用将会造成很大浪费，通过通入干燥器换热盘管13和沼气池加热盘管14，使得沼渣的干燥和恒温沼气池1的加热不需要外在能源的供给热量，实现粗燃气余热进一步阶梯化利用，减少了资源的浪费，节约资源。
(4)沼液沼渣分离机3分离出的富含发酵菌群的沼液通过沼液回收器4返回至恒温沼气池1进一步再利用，节约水资源的同时提高了沼气池的产气率。
(5)粗燃气经过降温后，其中含有的水蒸汽凝结为液态水，经过本***设置的气水分离器15将水分过滤，提升所回收燃气的品质。
(6)粗燃气经过燃气净化器16与恒温沼气池1发酵后的沼气进行混合，产生热值较高及燃烧稳定的燃气。

Claims (8)

1.一种太阳能辅助沼渣气化***，其特征在于：包括经过混流泵(2)与恒温沼气池(1)相连的沼液沼渣分离机(3)，沼液沼渣分离机(3)的沼渣出口管路经过输送机(6)连接气化炉(7)；气化炉(7)的气体入口连接蒸汽制备模组，气化炉(7)的气体出口管路与恒温沼气池(1)的沼气出口管路经过燃气净化器(16)共同通入储气罐(17)。
2.根据权利要求1所述的太阳能辅助沼渣气化***，其特征在于：所述的沼液沼渣分离机(3)的沼液出口管路通过沼液回收器(4)重新通入恒温沼气池(1)。
3.根据权利要求1所述的太阳能辅助沼渣气化***，其特征在于：所述的蒸汽制备模组包括经过给水泵(8)连接水源的槽式太阳能集热器(9)，槽式太阳能集热器(9)的蒸汽出口管路经过第一蒸汽风机(10)连接碟式太阳能集热器(11)，碟式太阳能集热器(11)的蒸汽出口管路经过第二蒸汽风机(12)连接气化炉(7)。
4.根据权利要求1或3所述的太阳能辅助沼渣气化***，其特征在于：所述的气化炉(7)的气体入口开设在炉体的底面上。
5.根据权利要求1或3所述的太阳能辅助沼渣气化***，其特征在于：所述的气化炉(7)采用流化床气化炉。
6.根据权利要求1所述的太阳能辅助沼渣气化***，其特征在于：所述的沼液沼渣分离机(3)与输送机(6)之间设置有沼渣干燥器(5)。
7.根据权利要求6所述的太阳能辅助沼渣气化***，其特征在于：所述的气化炉(7)的气体出口管路经过沼渣干燥器(5)上的干燥器换热盘管(13)以及恒温沼气池(1)上的沼气池加热盘管(14)之后连通燃气净化器(16)。
8.根据权利要求7所述的太阳能辅助沼渣气化***，其特征在于：所述的沼气池加热盘管(14)与燃气净化器(16)之间设置有气水分离器(15)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106318464A (zh) * 2016-08-29 2017-01-11 赛能杰高新技术股份有限公司 一种垃圾及生物质热解制燃气的方法

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