一种沼液余热回收、进料预热的系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种沼液余热回收、进料预热的系统及方法，包括沼气发酵罐、回流管道、回流泵、进料管道、进料泵和掺混换热装置，其中，掺混换热装置包括涡流区和旋流区，涡流区和旋流区之间连接有变径管，所述变径管自涡流区至旋流区为突扩管；所述涡流区包括进料管和回流管，进料管与旋流区同轴设置，回流管相对于进料管的轴线倾斜插入进料管中；所述旋流区沿轴向设置有旋流叶片；回流管道的一端与沼气发酵罐的上端沼液区域连接，回流管道的另一端通过回流泵与掺混换热装置的回流管连接；进料管道的一端与料液源连接，进料管道的另一端通过进料泵与掺混换热装置的进料管连接；掺混换热装置的旋流区的出口与沼气发酵罐的底部连通。

System and method for waste heat recovery and feed preheating of biogas slurry

The invention discloses a system and method for waste heat recovery and feed preheating of biogas liquor, including a biogas fermentation tank, a reflux pipe, a reflux pump, a feed pipe, a feed pump and a mixing heat exchanger, wherein the mixing heat exchanger comprises a swirl zone and a swirl zone, and a variable diameter pipe is connected between the swirl zone and the swirl zone. The swirl region comprises a feed tube and a reflux tube, the feed tube and the swirl region are coaxially arranged, and the reflux tube is inclined to the axis of the feed tube and inserted into the feed tube; the swirl region is provided with a swirl blade along the axial direction; one end of the reflux pipeline is connected with the upper end of the biogas fermentation tank. The other end of the reflux pipe is connected with the reflux pipe of the mixing heat exchanger through the reflux pump; one end of the feed pipe is connected with the feed liquid source; the other end of the feed pipe is connected with the feed pipe of the mixing heat exchanger through the feed pump; the exit of the swirl zone of the mixing heat exchanger is connected with the bottom of the biogas fermentor.

【技术实现步骤摘要】
一种沼液余热回收、进料预热的系统及方法
本专利技术属于沼气调压领域，尤其涉及一种沼液余热回收、进料预热的系统及方法。
技术介绍
沼气的厌氧发酵，离不开一个适合甲烷细菌生长的稳定环境，这里包括严格的厌氧条件，适合的酸碱度和温度。酸碱度和厌氧条件很容易做到，但是要维持一个比较合适的温度环境，这就需要大量的能源消耗。能量消耗过大，导致系统在沼气产出方面不经济。然而传统的沼气发酵系统的出水(即沼液)温度比较高。虽然沼液蕴含的热量品位较低，但是数量是可观的，直接被排放至自然界中，造成了大量的热能浪费。尤其是在北方高寒地区，这些低品位热能，更显得弥足珍贵。如图1所示，对于从底部进料的发酵系统来说，其内部自上而下呈现浓度逐渐加大的分层状态，最下层为污泥层，也是主要的甲烷细菌寄生区域，即沼气的主要产区。而此层由于对流及生原料的加入，使得此层温度为最低的区域，而最上层为即将排出的沼液区，反而此区域为温度最高区。沼气产区的低温不利于沼气的高效产出，而上层沼液区的高温又使得热量大量的浪费。现有技术中虽然已经有将沼液的热量回收后对进料进行加热的工艺，但是，一方面需要增加换热器，增大了资金的投入；另一方面，沼本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种沼液余热回收、进料预热的系统，其特征在于：包括沼气发酵罐、回流管道、回流泵、进料管道、进料泵和掺混换热装置，其中，掺混换热装置包括涡流区和旋流区，涡流区和旋流区之间连接有变径管，所述变径管自涡流区至旋流区为突扩管；所述涡流区包括进料管和回流管，进料管与旋流区同轴设置，回流管相对于进料管的轴线倾斜插入进料管中；所述旋流区沿轴向设置有旋流叶片；回流管道的一端与沼气发酵罐的上端沼液区域连接，回流管道的另一端通过回流泵与掺混换热装置的回流管连接；进料管道的一端与料液源连接，进料管道的另一端通过进料泵与掺混换热装置的进料管连接；掺混换热装置的旋流区的出口与沼气发酵罐的底部连通。

【技术特征摘要】
1.一种沼液余热回收、进料预热的系统，其特征在于：包括沼气发酵罐、回流管道、回流泵、进料管道、进料泵和掺混换热装置，其中，掺混换热装置包括涡流区和旋流区，涡流区和旋流区之间连接有变径管，所述变径管自涡流区至旋流区为突扩管；所述涡流区包括进料管和回流管，进料管与旋流区同轴设置，回流管相对于进料管的轴线倾斜插入进料管中；所述旋流区沿轴向设置有旋流叶片；回流管道的一端与沼气发酵罐的上端沼液区域连接，回流管道的另一端通过回流泵与掺混换热装置的回流管连接；进料管道的一端与料液源连接，进料管道的另一端通过进料泵与掺混换热装置的进料管连接；掺混换热装置的旋流区的出口与沼气发酵罐的底部连通。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述回流管插入进料管的最大距离a与进料管的直径b之间的关系为0＜a≤b/2。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述回流管与进料管之间的夹角为30-90°，进一步优选为35-45°。4.根据权利要求1所述的系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：董磊，霍燕，张屹，周学霞，李根，张兆玲，
申请(专利权)人：山东百川同创能源有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37