一種以熱定產(chǎn)的沼氣工程余熱綜合利用系統(tǒng)及利用方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種以熱定產(chǎn)的沼氣工程余熱綜合利用系統(tǒng)及利用方法，所述余熱綜合利用系統(tǒng)包括高溫?zé)煔庥酂崂孟到y(tǒng)、缸套水與潤滑油冷卻水余熱利用系統(tǒng)、沼液余熱利用系統(tǒng)、發(fā)酵系統(tǒng)、水解系統(tǒng)以及集中控制系統(tǒng)，本發(fā)明專利技術(shù)公開的余熱綜合系統(tǒng)充分利用沼氣工程中的蒸汽、發(fā)電機(jī)缸套水、沼液等的各種余熱，以熱定產(chǎn)，節(jié)約工程運(yùn)行成本，靈活調(diào)整余熱利用，緩解不同季節(jié)用熱不平衡的問題。

A Comprehensive Utilization System and Utilization Method of Waste Heat in Biogas Engineering with Heat Fixed Production

The invention relates to a waste heat comprehensive utilization system and a utilization method of Biogas Engineering with heat fixed production. The waste heat comprehensive utilization system includes high temperature flue gas waste heat utilization system, cylinder liner water and lubricating oil cooling water waste heat utilization system, biogas liquid waste heat utilization system, fermentation system, hydrolysis system and centralized control system. The waste heat comprehensive system disclosed in the invention makes full use of biogas industry. Various kinds of waste heat such as steam, generator cylinder liner water and marsh liquid in the process can be fixed by heat to save project operation cost, flexibly adjust the utilization of waste heat, and alleviate the problem of heat imbalance in different seasons.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種以熱定產(chǎn)的沼氣工程余熱綜合利用系統(tǒng)及利用方法
本專利技術(shù)屬于沼氣工程
，涉及一種以熱定產(chǎn)的沼氣工程余熱綜合利用系統(tǒng)及利用方法。
技術(shù)介紹
大中型沼氣工程以畜禽糞污、餐廚垃圾、農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物等有機(jī)物為原料，使用污水將原料調(diào)配到合適濃度，進(jìn)入?yún)捬豕拗邪l(fā)酵產(chǎn)生沼氣，沼氣可用于發(fā)電或提純成天然氣。沼氣工程在運(yùn)行過程中，為維持厭氧反應(yīng)器的高效穩(wěn)定運(yùn)行，維持溫度恒定是關(guān)鍵。沼氣發(fā)電工程可產(chǎn)生多種形式余熱，但部分余熱由于余熱利用系統(tǒng)不完善，未能回收或回收不充分、利用效率低；在余熱利用過程中，回收側(cè)與利用側(cè)之間余熱回收形式、余熱量、余熱利用方式等不能靈活調(diào)整，余熱過剩或不足；無熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的沼氣工程需要額外消耗大量的常規(guī)能源用于發(fā)酵系統(tǒng)增溫，增加工程運(yùn)行成本，并降低工程節(jié)能環(huán)保性。如專利201710784391.4，設(shè)計了一種厭氧發(fā)酵池余熱利用及增溫系統(tǒng)，由發(fā)酵池、熱泵/泵機(jī)組、沼液沼渣池三部分組成，沼渣沼液余熱通過混凝土預(yù)埋盤管一體化輻射末端將熱量傳遞給導(dǎo)熱介質(zhì)，導(dǎo)熱介質(zhì)由熱泵機(jī)組壓縮為高溫高壓氣體，再通過混凝土預(yù)埋盤管一體化輻射末端將熱量釋放到發(fā)酵池。盡管上述專利公開了余熱的利用，但是方式單一，增加了中間導(dǎo)熱介質(zhì)環(huán)節(jié)，降低了余熱利用效率，同時需要依靠消耗大量其它常規(guī)能源產(chǎn)生熱源，以滿足發(fā)酵增溫需求，不能實(shí)現(xiàn)余熱外供。為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，開發(fā)一種綜合利用沼氣工程余熱的系統(tǒng)，保障熱能資源的高效循環(huán)利用，形成環(huán)保、節(jié)能的新技術(shù)體系是具有重要的意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種沼氣工程的以熱定產(chǎn)的余熱綜合利用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)大量低品位熱能的充分利用，解決大中型沼氣工程熱能不足、運(yùn)行能耗大，排放沼液蘊(yùn)含的低品位熱量不能利用等問題，提高沼氣工程的經(jīng)濟(jì)效益。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案：本專利技術(shù)提供了一種余熱綜合利用系統(tǒng)，包括高溫?zé)煔庥酂崂孟到y(tǒng)1、缸套水與潤滑油冷卻水余熱利用系統(tǒng)2、沼液余熱利用系統(tǒng)3、水解系統(tǒng)4、發(fā)酵系統(tǒng)5、集中控制系統(tǒng)6；其中，高溫?zé)煔庥酂崂孟到y(tǒng)1包括發(fā)電機(jī)組排煙管道11、余熱鍋爐12、蒸汽傳輸管道13、蒸汽控制電磁閥14，發(fā)電機(jī)組排煙管道11與余熱鍋爐12相連，蒸汽傳輸管道13直通水解系統(tǒng)4；缸套水與潤滑油冷卻水余熱利用系統(tǒng)2包括第一換熱器21、第二換熱器22熱水傳輸管道23、熱水罐24、熱水控制電磁閥25、發(fā)酵系統(tǒng)增溫管道26，第一換熱器21和第二換熱器22通過熱水傳輸管道23與熱水罐24相連，熱水控制電磁閥25安裝在熱水傳輸管道23的進(jìn)水管道處；沼液余熱利用系統(tǒng)3包括第三換熱器31、沼液輸送管道32、污水輸送管道33，第三換熱器31與沼液輸送管道32相連，管道上設(shè)置有管道泵34；水解系統(tǒng)4中設(shè)置有蒸汽增溫管道41；集中控制系統(tǒng)6設(shè)置發(fā)酵系統(tǒng)5增溫、水解系統(tǒng)4增溫的聯(lián)鎖程控。進(jìn)一步，所述高溫?zé)煔庥酂崂孟到y(tǒng)1還包括汽輪發(fā)電機(jī)15，與余熱鍋爐12相連，利用剩余蒸汽余熱驅(qū)動發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生額外電能。進(jìn)一步，所述第一換熱器21為板式換熱器。進(jìn)一步，所述第二換熱器22為板式換熱器。進(jìn)一步，所述余熱鍋爐12為針形余熱鍋爐。進(jìn)一步，所述第三換熱器31為板式換熱器；更為優(yōu)選的，所述板式換熱器為螺旋板式換熱器。螺旋板式換熱器由螺旋形板組成，具有均勻的螺旋通道，殼體上的接管采用切向結(jié)構(gòu)，局部阻力小。進(jìn)一步，所述第三換熱器31的換熱面積為80-90m2。進(jìn)一步，所述沼液余熱利用系統(tǒng)3還包括酸洗裝置35，所述酸洗裝置35與第三換熱器31相連。進(jìn)一步，所述酸洗裝置35包括酸洗桶351和酸洗泵352，酸洗桶351內(nèi)裝有酸性物質(zhì)，所述酸性物質(zhì)包括但不限于硫酸、鹽酸、磷酸、硝酸、鉻酸、氫氟酸和混合酸。優(yōu)選的，所述酸性物質(zhì)為鹽酸、磷酸。更為優(yōu)選的，所述酸性物質(zhì)為鹽酸。進(jìn)一步，所述沼液輸送管道32與污水輸送管道33安裝有溫度傳感器36，溫度傳感器36用于測量實(shí)時溫度，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)溫度的自動化控制。進(jìn)一步，溫度傳感器36設(shè)置在沼液、污水的進(jìn)水與出水端。進(jìn)一步，蒸汽增溫管道41為交叉排布，環(huán)向分段的內(nèi)增溫盤管，增加罐內(nèi)物料增溫保溫的接觸面積。進(jìn)一步，水解系統(tǒng)4內(nèi)安裝溫度傳感器36，根據(jù)溫度的實(shí)時計量控制熱量的供應(yīng)。進(jìn)一步，發(fā)酵系統(tǒng)增溫管道26為交叉排布，環(huán)向分段的內(nèi)增溫盤管，增加罐內(nèi)物料增溫保溫的接觸面積。本專利技術(shù)提供了一種以熱定產(chǎn)余熱綜合利用系統(tǒng)的利用方法，包括：1)高溫?zé)煔獾睦茫喊l(fā)電機(jī)組排放的高溫?zé)煔猓?jīng)發(fā)電機(jī)組排煙管道11進(jìn)入余熱鍋爐12，產(chǎn)生蒸汽，蒸汽經(jīng)蒸汽傳輸管道14進(jìn)入水解系統(tǒng)4，直接加熱水解物料；2)缸套水與潤滑油熱量的利用：發(fā)電機(jī)組冷卻液冷卻缸套，然后冷卻液與冷卻水在換熱器21內(nèi)進(jìn)行換熱，加熱冷卻水，產(chǎn)生熱水，同時缸頭內(nèi)的潤滑油與冷卻水在換熱器22內(nèi)進(jìn)行換熱，產(chǎn)生熱水，熱水進(jìn)入熱水傳輸管道23，熱水傳輸管道23與熱水罐24以及發(fā)酵系統(tǒng)5相連，熱水增溫發(fā)酵系統(tǒng)5中的厭氧發(fā)酵物料，熱水增溫物料后，再次回到發(fā)電機(jī)組，用作冷卻水；3)沼液的利用：高溫沼液、低溫污水分別通過沼液輸送管道32、污水輸送管道33泵至第三換熱器31，污水換熱后，經(jīng)污水輸送管道33輸出端進(jìn)入水解系統(tǒng)4內(nèi)，與雞糞原料混勻、生物水解；沼液降溫后，經(jīng)沼液輸送管道32的輸出端，輸出到沼液暫存池內(nèi)，用作液體有機(jī)肥料或經(jīng)沼液濃縮工藝制備高品質(zhì)沼液濃縮水溶肥料。4)以熱定產(chǎn)：首先，確定總熱量：確定熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電機(jī)組余熱量、沼氣工程的沼液余熱量；其中發(fā)電機(jī)組余熱包括發(fā)電機(jī)組高溫?zé)煔狻l(fā)電機(jī)組潤滑油和缸套水余熱；其中沼液余熱為沼氣工程沼液可利用的余熱；其次，以熱定產(chǎn)：根據(jù)總熱量、沼氣工程熱量需求，在熱平衡原則下，匹配最適沼氣工程規(guī)模，其中沼氣工程規(guī)模以沼氣工程的日產(chǎn)沼氣量計；最后，結(jié)合余熱需求季節(jié)性不同的特點(diǎn)，建立夏季、冬季不同余熱利用途徑，提高余熱利用率與能源輸出品位。5)余熱集中控制系統(tǒng)實(shí)時反饋調(diào)節(jié)：沼氣工程余熱集中控制系統(tǒng)，包括余熱回收側(cè)自控：熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組余熱自控、沼液余熱自控；余熱利用側(cè)自控：水解系統(tǒng)余熱自控、發(fā)酵系統(tǒng)余熱自控。自控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)熱數(shù)據(jù)實(shí)時收集，并設(shè)置厭氧罐與水解物料溫度的上限、下限，使系統(tǒng)根據(jù)余熱利用端的厭氧罐內(nèi)物料溫度、水解物料實(shí)時溫度，實(shí)時自動精準(zhǔn)控制熱量供給，提高余熱利用率。作為一種可選擇的實(shí)施方式，步驟1)中的余熱鍋爐12可進(jìn)一步連接汽輪發(fā)電機(jī)15，利用剩余蒸汽余熱驅(qū)動發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生額外電能。作為另外一種可選擇的實(shí)施方式，步驟1)余熱鍋爐12可進(jìn)一步連接溴化鋰吸收式制冷機(jī)，利用剩余蒸汽產(chǎn)生冷能。作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，熱水罐24暫存發(fā)電機(jī)組熱水，起緩沖作用，使持續(xù)穩(wěn)定的供應(yīng)發(fā)酵系統(tǒng)熱量。本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：本專利技術(shù)的余熱綜合利用系統(tǒng)無需任何其他電能、化石能源，不需另外燃燒沼氣等，即可完全滿足工程熱量需求，通過“以熱定產(chǎn)”，結(jié)合余熱需求季節(jié)性不同的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)沼氣的多種形式的高值化利用，提升整體工程經(jīng)濟(jì)效益。本專利技術(shù)的余熱綜合利用系統(tǒng)結(jié)合熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組、沼液不同來源余熱能級的分析，分別選擇熱水、蒸汽、直接換熱等最佳的余熱回收形式，提高余熱利用效率，適用性、節(jié)能型、運(yùn)行持久性方面更具優(yōu)勢；本專利技術(shù)的余熱綜合利用系統(tǒng)的余熱回收側(cè)和利用側(cè)形成及時有效的反饋調(diào)節(jié)：可根據(jù)厭氧罐與水解系統(tǒng)溫度變化、實(shí)時自動調(diào)整熱水、蒸汽供給；本專利技術(shù)優(yōu)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種以熱定產(chǎn)余熱綜合利用系統(tǒng)，其特征在于，包括高溫?zé)煔庥酂崂孟到y(tǒng)(1)、缸套水與潤滑油冷卻水余熱利用系統(tǒng)(2)、沼液余熱利用系統(tǒng)(3)、水解系統(tǒng)(4)、發(fā)酵系統(tǒng)(5)，集中控制系統(tǒng)(6)；其中，高溫?zé)煔庥酂崂孟到y(tǒng)(1)包括發(fā)電機(jī)組排煙管道(11)、余熱鍋爐(12)、蒸汽傳輸管道(13)、蒸汽控制電磁閥(14)，發(fā)電機(jī)組排煙管道(11)與余熱鍋爐(12)相連，蒸汽傳輸管道(14)直通水解系統(tǒng)(4)；缸套水與潤滑油冷卻水余熱利用系統(tǒng)(2)包括第一換熱器(21)、第二換熱器(22)、熱水傳輸管道(23)、熱水罐(24)、熱水控制電磁閥(25)、發(fā)酵系統(tǒng)增溫管道(26)，第一換熱器(21)和第二換熱器(22)通過熱水傳輸管道(23)與熱水罐(24)相連，熱水控制電磁閥(25)安裝在熱水傳輸管道(23)的進(jìn)水管道處；沼液余熱利用系統(tǒng)(3)包括第三換熱器(31)、沼液輸送管道(32)、污水輸送管道(33)，第三換熱器(31)與沼液輸送管道(32)相連，管道上設(shè)置有管道泵(34)；水解系統(tǒng)(4)中設(shè)置有蒸汽增溫管道(41)；集中控制系統(tǒng)(6)設(shè)置發(fā)酵系統(tǒng)(5)增溫、水解系統(tǒng)(4)增溫的聯(lián)鎖程控。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種以熱定產(chǎn)余熱綜合利用系統(tǒng)，其特征在于，包括高溫?zé)煔庥酂崂孟到y(tǒng)(1)、缸套水與潤滑油冷卻水余熱利用系統(tǒng)(2)、沼液余熱利用系統(tǒng)(3)、水解系統(tǒng)(4)、發(fā)酵系統(tǒng)(5)，集中控制系統(tǒng)(6)；其中，高溫?zé)煔庥酂崂孟到y(tǒng)(1)包括發(fā)電機(jī)組排煙管道(11)、余熱鍋爐(12)、蒸汽傳輸管道(13)、蒸汽控制電磁閥(14)，發(fā)電機(jī)組排煙管道(11)與余熱鍋爐(12)相連，蒸汽傳輸管道(14)直通水解系統(tǒng)(4)；缸套水與潤滑油冷卻水余熱利用系統(tǒng)(2)包括第一換熱器(21)、第二換熱器(22)、熱水傳輸管道(23)、熱水罐(24)、熱水控制電磁閥(25)、發(fā)酵系統(tǒng)增溫管道(26)，第一換熱器(21)和第二換熱器(22)通過熱水傳輸管道(23)與熱水罐(24)相連，熱水控制電磁閥(25)安裝在熱水傳輸管道(23)的進(jìn)水管道處；沼液余熱利用系統(tǒng)(3)包括第三換熱器(31)、沼液輸送管道(32)、污水輸送管道(33)，第三換熱器(31)與沼液輸送管道(32)相連，管道上設(shè)置有管道泵(34)；水解系統(tǒng)(4)中設(shè)置有蒸汽增溫管道(41)；集中控制系統(tǒng)(6)設(shè)置發(fā)酵系統(tǒng)(5)增溫、水解系統(tǒng)(4)增溫的聯(lián)鎖程控。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述高溫?zé)煔庥酂崂孟到y(tǒng)(1)還包括汽輪發(fā)電機(jī)(15)，與余熱鍋爐(12)相連。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，第一換熱器(21)或第二換熱器(22)為板式換熱器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第三換熱器(31)為螺旋板式換熱器。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第三換熱器(31)的換熱面積為80-90m2。6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述沼液余熱利用系統(tǒng)(3)還包括酸洗裝置(35)，所述酸洗裝置(35)與第三換熱器(31)相連。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述沼液輸送管道(32)與污水輸送管道(33)安裝有溫度傳感器(36)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：孫憲法，張東明，董泰麗，崔青青，陳莉，孫穎材，
申請(專利權(quán))人：山東民和生物科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：山東,37