一種生物質(zhì)干餾與厭氧發(fā)酵耦合系統(tǒng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及新能源技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種生物質(zhì)干餾與厭氧發(fā)酵耦合系統(tǒng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]厭氧發(fā)酵技術(shù)是生物質(zhì)能利用的良好途徑之一，它不但可以消除廢棄物對(duì)環(huán)境的污染，而且還可以獲得清潔的高品質(zhì)燃?xì)?，是廢物資源化程度和能量轉(zhuǎn)化率較高的一種生物轉(zhuǎn)化技術(shù)，具有能源和環(huán)境的雙重效應(yīng)。溫度是影響厭氧發(fā)酵的重要因素之一，由于發(fā)酵溫度低、受環(huán)境溫度波動(dòng)影響大等原因，農(nóng)村厭氧反應(yīng)器產(chǎn)氣不穩(wěn)定、北方寒冷地區(qū)冬季不產(chǎn)氣的問題普遍存在，嚴(yán)重制約了它的推廣應(yīng)用。因此，利用沼氣池和外熱源進(jìn)行熱交換，從而提高沼氣池內(nèi)的發(fā)酵溫度，是保證厭氧發(fā)酵持續(xù)高效運(yùn)行的重要手段。目前厭氧發(fā)酵裝置常見的增溫方式有電熱膜增溫、太陽能增溫、化石能源熱水鍋爐增溫、生物質(zhì)熱水鍋爐增溫等多種方式。然而這些增溫方式的目的單一，無法形成能量互補(bǔ)利用和功效疊加。
[0003]生物質(zhì)干餾技術(shù)是生物質(zhì)能研究的世界前沿技術(shù)之一，該技術(shù)能將秸桿等生物質(zhì)廢棄資源轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)的生物燃?xì)?、生物炭、木焦油和木醋液，可用于新農(nóng)村社區(qū)能源供應(yīng)和現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)中，因此，生物質(zhì)干餾技術(shù)是生物質(zhì)能的一種重要利用形式。
[0004]生物質(zhì)干餾工序中，生成的干餾煙氣需要快速的冷凝，一般用冷水作為冷卻液，通過板式換熱器或列管式換熱器進(jìn)行熱交換，從而將干餾煙氣的溫度快速降低，冷凝出木醋液和木焦油的混合液體，同時(shí)，熱量傳遞給冷卻水，形成大量的高溫?zé)崴?。高溫?zé)崴话慊亓鞯絻?chǔ)水箱中自然冷卻，造成熱量的嚴(yán)重浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述問題，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、可對(duì)農(nóng)村秸桿類生物質(zhì)資源和人畜糞便同時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理的生物質(zhì)干餾與厭氧發(fā)酵耦合系統(tǒng)裝置。
[0006]本發(fā)明的一種生物質(zhì)干餾與厭氧發(fā)酵耦合系統(tǒng)裝置，它包含供氧風(fēng)機(jī)、阻火器、供氣管道、干餾反應(yīng)釜、干餾煙氣導(dǎo)出管、冷卻塔、氣路連管、冷卻塔出水管、凈化塔、儲(chǔ)氣柜、厭氧反應(yīng)器導(dǎo)氣管、溢流間、換熱盤管、厭氧發(fā)酵反應(yīng)器、循環(huán)栗、水封、風(fēng)機(jī)、木焦油儲(chǔ)存池、油液分離塔、木醋液儲(chǔ)存池、水路連管、油液導(dǎo)出管、冷卻塔進(jìn)水管、燃燒器、干餾爐、燃?xì)饪諝饣旌鲜?所述的供氣管道的一端與供氧風(fēng)連接;所述的供氣管道上設(shè)有阻火器;所述的供氣管道的另一端與儲(chǔ)氣柜連接;所述的燃?xì)饪諝饣旌鲜业囊欢伺c供氧風(fēng)機(jī)連接;所述的燃?xì)饪諝饣旌鲜业牧硪欢伺c干餾爐連接;所述的干餾爐內(nèi)設(shè)有干餾反應(yīng)釜;所述的干餾反應(yīng)釜的底部設(shè)有燃燒器;所述的干餾反應(yīng)釜的頂部通過干餾煙氣導(dǎo)出管與數(shù)個(gè)冷卻塔連接;所述的冷卻塔之間通過水路連管連接;且每?jī)蓚€(gè)冷卻塔之間設(shè)有氣路連管;與干餾反應(yīng)釜相鄰的一個(gè)冷卻塔的左側(cè)通過冷卻塔進(jìn)水管與厭氧發(fā)酵反應(yīng)器連接;所述的冷卻塔進(jìn)水管的中間設(shè)有循環(huán)栗，與干餾反應(yīng)釜相鄰的一個(gè)冷卻塔的底部通過油液導(dǎo)出管與油液分離塔連接;所述的油液分離塔的一端與木醋液儲(chǔ)存池連接;所述的油液分離塔的另一端與木焦油儲(chǔ)存池連接;最后一個(gè)冷卻塔的頂部與凈化塔連接;所述的凈化塔與儲(chǔ)氣柜連接，所述的儲(chǔ)氣柜通過厭氧反應(yīng)器導(dǎo)氣管與厭氧發(fā)酵反應(yīng)器連接;所述的厭氧發(fā)酵反應(yīng)器上設(shè)有溢流間；所述的厭氧發(fā)酵反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有換熱盤管;所述的儲(chǔ)氣柜的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有水封、風(fēng)機(jī)，最后一個(gè)冷卻塔的右側(cè)通過冷卻塔出水管與厭氧發(fā)酵反應(yīng)器連接。
[0007]作為優(yōu)選，所述的冷卻塔包含進(jìn)氣口、上部左氣室、室隔板、上部右氣、出氣口、出水口、下部氣室、進(jìn)水口、換熱列管;所述的冷卻塔頂部的左側(cè)設(shè)有進(jìn)氣口；所述的冷卻塔內(nèi)部上端的中間設(shè)有室隔板;所述的進(jìn)氣口與室隔板左側(cè)的上部左氣室連接;所述的室隔板右側(cè)的上部右氣與所述的出氣口連接;所述的冷卻塔的中部設(shè)有換熱列管;所述的換熱列管外壁的上端設(shè)有出水口 ；所述的換熱列管外壁的下段設(shè)有進(jìn)水口 ；所述的換熱列管的下方設(shè)有下部氣室。
[0008]作為優(yōu)選，所述的厭氧發(fā)酵反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有發(fā)酵料液;所述的換熱盤管的上方設(shè)有換熱盤管進(jìn)水口 ；所述的換熱盤管的下方設(shè)有換熱盤管出水口。
[0009]本發(fā)明操作時(shí)，干餾反應(yīng)釜放在干餾爐內(nèi)，儲(chǔ)氣柜中的可燃?xì)怏w經(jīng)供氣管道和阻火器后，隨供氧風(fēng)機(jī)吹出的氧氣共同進(jìn)入燃?xì)饪諝饣旌鲜覂?nèi)，兩者混合均勻后在燃燒器處燃燒，火焰直接加熱在干餾反應(yīng)釜的外殼上，使得干餾反應(yīng)釜內(nèi)的生物質(zhì)受熱裂解，形成大量的干餾煙氣，經(jīng)干餾煙氣導(dǎo)出管進(jìn)入多組冷卻塔內(nèi)，通過與冷卻水的熱交換，干餾煙氣中的可冷凝部分液化成木醋液和木焦油的液體混合物，通過油液導(dǎo)出管流入油液分離塔內(nèi)，經(jīng)多級(jí)分離后，木醋液流入木醋液儲(chǔ)存池內(nèi)，木焦油流入木焦油儲(chǔ)存池內(nèi)。水路連管將多組冷卻塔間的水路連接成通路，氣路連管將多組冷卻塔間的氣路連接成通路。干餾煙氣中的不可冷凝氣體經(jīng)多組冷卻塔后，進(jìn)入凈化塔內(nèi)過濾脫塵脫焦，然后，在風(fēng)機(jī)作用下，經(jīng)水封后存儲(chǔ)在儲(chǔ)氣柜內(nèi)。厭氧發(fā)酵反應(yīng)器內(nèi)部有換熱盤管，上部有厭氧反應(yīng)器導(dǎo)氣管和溢流間。生成的沼氣經(jīng)過厭氧反應(yīng)器導(dǎo)氣管，在風(fēng)機(jī)作用下，經(jīng)水封后存儲(chǔ)在儲(chǔ)氣柜內(nèi)。換熱盤管和多組冷卻塔之間由冷卻塔進(jìn)水管、冷卻塔出水管和循環(huán)栗組成完整的水路循環(huán)。
[0010]其中，在冷卻塔處，高溫的干餾煙氣經(jīng)進(jìn)氣口進(jìn)入上部左氣室，被氣室隔板阻隔后，自上向下從左部的換熱列管進(jìn)入下部氣室內(nèi)，然后從右部的換熱列管自下向上進(jìn)入上部右氣室，在經(jīng)出氣口進(jìn)入下一個(gè)冷卻塔重復(fù)上述過程。低溫的冷卻水經(jīng)進(jìn)水口進(jìn)入冷卻塔內(nèi)多組換熱列管的間隙處，與換熱列管內(nèi)的高溫干餾煙氣進(jìn)行熱交換，冷卻水自下向上經(jīng)出水口進(jìn)入下一個(gè)冷卻塔重復(fù)上述過程。
[0011 ]在厭氧發(fā)酵反應(yīng)器處，冷卻塔出水管連接在換熱盤管進(jìn)水口上，換熱盤管出水口經(jīng)循環(huán)栗連接在冷卻塔進(jìn)水管上。在循環(huán)栗的作用下，干餾冷卻塔升溫后的熱水，經(jīng)換熱盤管進(jìn)水口進(jìn)入換熱盤管，與換熱盤管外的發(fā)酵料液進(jìn)行熱交換，發(fā)酵料液吸收熱量溫度上升，循環(huán)水釋放熱量，溫度降低。降溫后的循環(huán)水經(jīng)換熱盤管出水口、循環(huán)栗以及冷卻塔進(jìn)水管進(jìn)入冷卻塔內(nèi)，形成傳質(zhì)傳熱的循環(huán)往復(fù)過程。
[0012]本發(fā)明的工作原理:以生物質(zhì)干餾煙氣冷凝時(shí)強(qiáng)放熱過程與厭氧發(fā)酵系統(tǒng)料液增溫時(shí)強(qiáng)吸熱過程為結(jié)合契機(jī)，以冷卻水為傳質(zhì)傳熱循環(huán)紐帶，形成一種新型的生物質(zhì)干餾與厭氧發(fā)酵耦合系統(tǒng)裝置。該裝置在生物質(zhì)干餾系統(tǒng)中，通過列管式換熱器對(duì)冷卻水與干餾煙氣進(jìn)行熱交換，將干餾煙氣快速降溫，冷凝出木醋液和木焦油，低溫的冷卻水變成高溫的熱水;在厭氧發(fā)酵系統(tǒng)中，在干餾系統(tǒng)中形成的高溫?zé)崴ㄟ^盤管式換熱器與發(fā)酵料液進(jìn)行熱交換，提高料液溫度，高溫?zé)崴纸禍爻傻蜏氐睦鋮s水，由此往復(fù)循環(huán)，形成熱能互補(bǔ)高效利用系統(tǒng)。同時(shí)，兩者形成的清潔燃?xì)?，混合共存于同一?chǔ)氣罐中，組成一整套生物質(zhì)干餾與厭氧發(fā)酵耦合系統(tǒng)裝置
本發(fā)明的有益效果:它結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，操作方便，在熱能上實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)互利，對(duì)兩個(gè)系統(tǒng)功效同時(shí)具有促進(jìn)作用。同時(shí)，可對(duì)農(nóng)村人畜糞便和秸桿等生物質(zhì)資源同時(shí)處理，全面解決農(nóng)村環(huán)境污染問題，并且，生成的可燃?xì)怏w可以混合儲(chǔ)存和使用，功能疊加，降低投資成本，提尚管理效率，為農(nóng)村地區(qū)尚效提供清潔能源。
[0013]【附圖說明】:
為了易于說明，本發(fā)明由下述的具體實(shí)施及附圖作以詳細(xì)描述。
[0014]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明中冷卻塔的放大結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明中厭氧發(fā)酵反應(yīng)器的放大結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中:
供氧風(fēng)機(jī)1、阻火器2、供氣管道3、干餾反應(yīng)釜4、干餾煙氣導(dǎo)出管5、冷卻塔6、氣路連管
7、冷卻塔出水管8、凈化塔9、儲(chǔ)氣柜10、厭氧反應(yīng)器導(dǎo)氣管11、溢流間12、換熱盤管13、厭氧發(fā)酵反應(yīng)器14、循環(huán)栗15、水封16、風(fēng)機(jī)17、木焦油儲(chǔ)存池18、油液分離塔19、木醋液儲(chǔ)存池20、水路連管21、油液導(dǎo)出管22、冷卻塔進(jìn)水管23、燃燒器24、干餾爐25、燃?xì)饪諝饣旌鲜?6、進(jìn)氣口 27、上部左氣室28、室隔板29、上部右氣30、出氣口31、出水口 32、下部氣室33、進(jìn)水口34、換熱列管35、發(fā)酵料液36、換熱盤管進(jìn)水口 37、換熱盤管出水口 38。
[0015]【具體實(shí)施方式】:
如圖1至圖3所示，本【具體實(shí)施方式】采用以下技術(shù)方案:它包含供氧風(fēng)機(jī)1、阻火器2、供氣管道3、干餾反應(yīng)釜4、干餾煙氣導(dǎo)出管5、冷卻塔6、氣路連管7、冷卻塔出水管8、凈化塔9、儲(chǔ)氣柜10、厭氧反應(yīng)器導(dǎo)氣管11、溢流間12、換熱盤管13、厭氧發(fā)酵反應(yīng)器14、循環(huán)栗15、水封16、風(fēng)機(jī)17、木焦油儲(chǔ)存池18、油液分離塔19、木醋液儲(chǔ)存池20、水路連管21、油液導(dǎo)出管22、冷卻塔進(jìn)水管23、燃燒器24、干餾爐25、燃?xì)饪諝饣旌鲜?6;所述的供氣管道3的一端與供氧風(fēng)機(jī)I連接;所述的供氣管道3上設(shè)有阻火器2;所述的供氣管道3的另一端與儲(chǔ)氣柜10連接;所述的燃?xì)饪諝饣旌鲜?6的一端與供氧風(fēng)機(jī)I連接;所述的燃?xì)饪諝饣旌鲜?6的另一端與干餾爐25連接;所述的干餾爐25內(nèi)設(shè)有干餾反應(yīng)釜4;所述的干餾反應(yīng)釜4的底部設(shè)有燃燒器24;所述的干餾