一種用于干式厭氧發(fā)酵的加熱系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及厭氧發(fā)酵設備領域，特別是涉及一種用于干式厭氧發(fā)酵的加熱系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]厭氧發(fā)酵過程中產甲烷菌對溫度變化非常敏感，為了維持產甲烷菌的活性，厭氧發(fā)酵過程中必須保持物料發(fā)酵溫度的穩(wěn)定性。按照工藝溫度來分，厭氧發(fā)酵可分為高溫、中溫和低溫發(fā)酵。低溫厭氧發(fā)酵不對物料采取任何加熱保溫措施，但低溫條件下產氣率非常低且不穩(wěn)定，因此在實際工程中應用較少，而高溫和中溫工藝中都需要對物料進行加熱，目前常用的加熱方法分反應器內加熱和反應器外加熱兩種，其中反應器內加熱包括循環(huán)熱水盤管和蒸汽直接加熱，循環(huán)熱水盤管加熱方式隨著系統(tǒng)運行時間的增加循環(huán)熱水盤管常會因物料纏繞或粘結而在管外壁形成一層包裹層，從而使熱傳遞效率大大降低；蒸汽直接加熱不僅會導致物料局部溫度過高影響菌群的發(fā)育和分布，從而對厭氧反應產生一定的抑制，而且還會使物料的含水率增加，此外，由于加熱過程是間歇運行，蒸汽出口也容易發(fā)生堵塞，影響系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，而且采取這兩種加熱方式的前提條件是反應器內物料必須保持良好的攪拌混合效果。反應器外加熱是將物料在反應器外進行加熱，包括預加熱和循環(huán)加熱兩種，預加熱是物料在進入反應器之前，將物料在獨立的加熱裝置內加熱到工藝所需溫度，再送入反應器內。這種加熱方式的熱損失較大，且容易發(fā)生堵塞；循環(huán)加熱方式是加熱裝置與反應器之間一直保持物料的循環(huán)流動形成一個閉合環(huán)路，物料經過循環(huán)反復加熱使反應器內物料溫度維持在一個穩(wěn)定的范圍。對于干式厭氧發(fā)酵而言，由于其物料高含固率的特點，對物料的加熱效果不僅與加熱系統(tǒng)的本身有關，而且還與物料的流動性和傳質效果也有直接的關系，到目前為止還沒有一種專門針對干式厭氧發(fā)酵工藝開發(fā)的高效加熱系統(tǒng)。

【發(fā)明內容】

[0003]基于上述現(xiàn)有技術所存在的問題，本發(fā)明提供一種用于干式厭氧發(fā)酵的加熱系統(tǒng)，能滿足干式厭氧發(fā)酵工藝對溫度的要求，保證在高熱交換效率下物料受熱的均勻性及熱利用效率。
[0004]為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種用于干式厭氧發(fā)酵的加熱系統(tǒng)，包括:
[0005]中空加熱軸、若干加熱葉片、加熱軸驅動裝置、熱水循環(huán)栗、分水器、熱平衡水罐、換熱器和主熱源；其中，
[0006]所述中空加熱軸，其活動設在用于干式厭氧發(fā)酵的臥式反應器內，所述若干加熱葉片沿軸向分布固定設在所述中空加熱軸上；
[0007]所述加熱軸驅動設備，設在所述臥式反應器外，與所述中空加熱軸連接，能驅動所述中空加熱軸轉動；
[0008]所述分水器，設在所述臥式反應器外，該分水器的第一熱水供應口經管路和所述熱水循環(huán)栗與所述中空加熱軸一端連接，第二熱水供應口經管路與所述熱平衡水罐的第二回水口連接；
[0009]所述熱平衡水罐，設在所述臥式反應器外，該熱平衡水罐的出水口經由所述換熱器與所述分水器的第一熱水回水口連接，第一回水口經管路與所述中空加熱軸的另一端連接;
[0010]所述換熱器，設在所述臥式反應器外，該換熱器的第一進口、第一出口與所述主熱源連接。
[0011]本發(fā)明的有益效果為:通過將中空加熱軸、熱水循環(huán)栗、分水器、換熱器、熱源和熱平衡水罐進行有機地組合，可以形成一個為干式厭氧發(fā)酵反應器供熱的多熱源供熱系統(tǒng)，其中加熱軸在驅動裝置的驅動下，可以實現(xiàn)加熱軸和加熱葉片在對物料加熱的同時完成對物料的攪拌和混合，這樣不僅可以提高物料間的熱傳導，使物料受熱均勻，而且加熱葉片和加熱軸一直處于動態(tài)旋轉，可以避免物料粘結在管外壁形成包裹層，提高了傳熱效率。
【附圖說明】
[0012]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。
[0013]圖1為本發(fā)明實施例提供的加熱系統(tǒng)結構示意圖；
[0014]圖中各標號對應的部件名稱為:1.反應器；2.中空加熱軸；3.加熱葉片；4.加熱軸驅動設備；5.熱水循環(huán)栗；6.分水器；6A.分水器的第一熱水供應口 ；6B.分水器的其他熱源入口 ；6C.分水器的其他供熱出口 ；6D.分水器的第二熱水供應口 ；6E.分水器的第一熱水回水口 ；7.主熱源；8.熱源熱水循環(huán)栗；9.軟化水設備；9A.軟化水設備的補水口 ；10.換熱器；11.熱平衡水罐；11A.熱平衡水罐第二回水口 ；11B.熱平衡水罐的出水口 ；11C.熱平衡水罐的第一回水口。
【具體實施方式】
[0015]下面對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0016]圖1所示為本發(fā)明實施例提供的一種用于干式厭氧發(fā)酵的加熱系統(tǒng)，可為干式厭氧發(fā)酵的臥式反應器加熱，該系統(tǒng)包括:
[0017]中空加熱軸、若干加熱葉片、加熱軸驅動裝置、熱水循環(huán)栗、分水器、熱平衡水罐、換熱器和主熱源；其中，
[0018]中空加熱軸，其活動設在用于干式厭氧發(fā)酵的臥式反應器內，若干加熱葉片沿軸向分布固定設在中空加熱軸上；
[0019]加熱軸驅動設備，設在臥式反應器外，與中空加熱軸連接，能驅動中空加熱軸轉動；
[0020]分水器，設在臥式反應器外，該分水器的第一熱水供應口經管路和熱水循環(huán)栗與中空加熱軸一端連接，第二熱水供應口經管路與熱平衡水罐的第二回水口連接；
[0021]熱平衡水罐，設在臥式反應器外，該熱平衡水罐的出水口經由換熱器與分水器的第一熱水回水口連接，第一回水口經管路與中空加熱軸的另一端連接；
[0022]換熱器，設在臥式反應器外，該換熱器的第一進口、第一出口與主熱源連接，具體的，換熱器的第一進水口、第一出水口與主熱源的供熱設備的管道相連接；所述主熱源是整個供熱系統(tǒng)的熱主要提供源。
[0023]上述系統(tǒng)中的各設備按上述方式連接后，中空加熱軸、熱水循環(huán)栗栗、分水器、主熱源、換熱器和熱平衡水罐連接成循環(huán)閉合水路。
[0024]上述系統(tǒng)中，分水器還設有:其他熱源入口和其他供熱出口，設置這種結構的分水器可以同時將幾個熱源整合在一起為系統(tǒng)供熱，可同時采用一種或多種加熱方式，系統(tǒng)靈活適用范圍廣。
[0025]上述系統(tǒng)中，設置熱平衡水罐，可使冷熱水在熱平衡水罐內完成混合，提高主熱源鍋爐的回水溫度，減小了溫差，更有利于熱源的運行穩(wěn)定。
[0026]上述加熱系統(tǒng)的主熱源包括:供熱設備和軟化水設備，供熱設備通過管路、閥門與熱源熱水循環(huán)栗連接成閉合循環(huán)水路；軟化水設備通過管路與閉合水路接通，主熱源的供熱設備可以采用熱水鍋爐、蒸汽鍋爐或電加或者預熱回收再利用熱等多種加熱形式的申報，適用范圍較廣。
[0027]上述加熱系統(tǒng)，中空加熱軸位于臥式反應器內的中心位置，加熱葉片與中空加熱軸垂直焊接，并沿軸線方向以設定角度呈螺旋狀多層分布。其中，處于臥式反應器進料端一側的中空加熱軸總長1/3段上的各加熱葉片間距一致，剩余部分的中空加熱軸上的各加熱葉片間距一致，處于臥式反應器進料端一側的中空加熱軸總長1/3段上的各加熱葉片間距小于剩余部分的中空加熱軸上的各加熱葉片的間距。
[0028]上述加熱系統(tǒng)中，各設備的管路上均設有控制閥。方便對各設備進行控制和調節(jié)。
[0029]下面結合具體實施例對本發(fā)明的加熱系統(tǒng)作進一步說明。
[0030]本發(fā)明實施例提供的用于干式厭氧發(fā)酵的加熱系統(tǒng)，包括:中空加熱軸、加熱葉片、加熱軸驅動設備、熱水循環(huán)栗、分水器、主熱源，換熱器和熱平衡水罐，其中，主熱源由供熱設備、熱源熱水循環(huán)栗和軟化水設備連接而成；
[0031]在一個臥式反應器內，由空心管制成的中空加熱軸，位于臥式反應器中心，沿臥式反應器縱向與底部平行安裝；加熱葉片與中空加熱軸垂直焊接，并沿軸線方向以設定角度呈螺旋狀多層分布。此外，在靠近反應器進料端的一側，中空加熱軸總