一種強化穩(wěn)定沼氣產(chǎn)量的加熱及除垢裝置，包括沼氣加熱裝置、換熱裝置、除垢裝置和驅(qū)動裝置。換熱裝置由多根換熱管和定位的橫向總管組成，除垢裝置包括鉸接的曲柄機構(gòu)和除垢組合件；除垢組合件包括平行安裝的除垢環(huán)板，除垢環(huán)板下方有除垢環(huán)；除垢環(huán)板上除垢環(huán)的數(shù)量與換熱管數(shù)量相同，軸線與換熱管重合，每兩個除垢環(huán)中心的間距與換熱管中心的間距相等。使用本發(fā)明專利技術(shù)的裝置，可提高沼液中的反應(yīng)溫度，使沼氣的產(chǎn)出趨于高產(chǎn)及穩(wěn)定。同時，可以實現(xiàn)自動啟動除垢裝置，自動除去沉積在換熱管上的積垢，確保換熱管干凈，具有良好的傳熱效率，實現(xiàn)整個換熱效率提高38.0%～47.0%。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬強化穩(wěn)定沼氣產(chǎn)量的加熱及除垢裝置。
技術(shù)介紹
沼氣是一種性能優(yōu)良的清潔燃料，不僅原料來源豐富、價格低廉，而且具有燃燒熱效率高、成本低、綠色、低排放、可再生、抗爆性能好的特點，是一種優(yōu)質(zhì)生物質(zhì)能源。但生產(chǎn)沼氣的傳統(tǒng)沼氣發(fā)酵池的發(fā)酵速度和沼氣產(chǎn)量受環(huán)境溫度影響很大，系統(tǒng)產(chǎn)氣運行不穩(wěn)定，冬季和夏季產(chǎn)量差別明顯，嚴寒時甚至不能產(chǎn)氣。由于多方面的原因，在傳統(tǒng)的沼氣池中，大多數(shù)沒有配套加熱設(shè)施，導(dǎo)致在溫度較低的環(huán)境下沼氣產(chǎn)量嚴重下降，甚至停產(chǎn)。即使一些沼氣池采用了一定的加熱措施，例如，將一些換熱管設(shè)置在沼氣池發(fā)酵液中，較好地解決了低溫時對發(fā)酵液加熱的問題，但在發(fā)酵產(chǎn)生沼氣的過程中，很多微生物的厭氧活動非?；钴S，微生物附著并結(jié)垢于換熱管上，在清垢技術(shù)手段不完善的情況下，嚴重影響了換熱管的傳熱效率和效果，導(dǎo)致沼氣池產(chǎn)氣不能高效和正常地進行。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)解決的技術(shù)問題是提供一種既能給沼液提供熱量、又能自動為換熱管外表面除垢、強化穩(wěn)定沼氣產(chǎn)量的加熱及除垢裝置。本專利技術(shù)解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案:本專利技術(shù)的強化穩(wěn)定沼氣產(chǎn)量的加熱及除垢裝置，包括沼氣加熱裝置、換熱裝置、除垢裝置和驅(qū)動裝置 。換熱裝置由多根換熱管、給換熱管兩端定位和分配熱水的橫向總管組成，換熱裝置的進水口和出水口分別連接熱水的出水口和進水口 ；除垢裝置包括曲柄機構(gòu)和除垢組合件，曲柄機構(gòu)與除垢組合件通過鉸接連接；除垢組合件包括:一組平行安裝的數(shù)塊除垢環(huán)板，除垢環(huán)板下方設(shè)置若干除垢環(huán)；每塊除垢環(huán)板上除垢環(huán)的數(shù)量與換熱裝置中的換熱管數(shù)量相同，軸線與換熱管相重合，每兩個除垢環(huán)中心的間距與換熱管中心的間距相等，同一根換熱管上的除垢環(huán)的數(shù)量根據(jù)換熱管的長度來確定。電動驅(qū)動裝置驅(qū)動曲柄連桿機構(gòu)，再推動與曲柄連桿機構(gòu)鉸接的除垢環(huán)板做循環(huán)往復(fù)運動，達到定期去除換熱管上的污垢的目的。沼氣加熱裝置加熱水的能源可以是煤、電、燃氣、柴草、秸桿，或是太陽能、空氣能、地熱能，或是多種熱能的聯(lián)合運用。各換熱管和除垢組合件均采用奧氏體不銹鋼管；傳動軸采用16Mn低合金鋼。減速機的減速比40-70 ;采用變頻控制6極3Kw_5Kw的BJ02_6 (KB)隔爆型防爆電機，閥門采用DF1-Tod防爆電磁閥，傳動軸與沼氣池的連接密封采用2Gy結(jié)構(gòu)的機械密封，溫度傳感器采用光纖溫度傳感器，流量測量采用光纖流量傳感器。本專利技術(shù)的強化穩(wěn)定沼氣產(chǎn)量的加熱及除垢裝置，熱水可以通過設(shè)在沼氣池發(fā)酵層中的換熱裝置，將熱量傳遞給沼液，從而提高沼液中的發(fā)酵溫度，使沼氣的產(chǎn)出趨于高產(chǎn)及穩(wěn)定。同時，通過在除垢裝置上設(shè)置自動控制系統(tǒng)，設(shè)定相隔一定時間自動啟動自動除垢裝置，清除吸附并結(jié)垢于換熱管上的積垢，確保換熱管具有良好的傳熱效率。使用本專利技術(shù)的裝置，較未使用本專利技術(shù)的加熱及除垢裝置的沼氣生產(chǎn)系統(tǒng)，換熱效率提高了 38.0% 47.0%。附圖說明圖1是本專利技術(shù)的強化穩(wěn)定沼氣產(chǎn)量的加熱及除垢的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1中的除垢裝置的結(jié)構(gòu)局部示意圖。圖3是連桿和除垢裝置的連接示意圖。本圖是圖1中的加熱及除垢裝置的左視圖。圖中:I 一曲柄2—換熱管3—沼氣池4 一防爆電磁閥門5—光纖溫度傳感器6一臥式減速機 7—傳動軸 8一防爆電機9一除垢環(huán)板 10—連桿 11一光纖流量傳感器具體實施例方式本專利技術(shù)的強化穩(wěn)定沼氣產(chǎn)量的加熱及除垢裝置，包括沼氣加熱裝置、換熱裝置、除垢裝置、驅(qū)動裝置以及相應(yīng)的配套設(shè)施。換熱裝置由多根平行的換熱管2和給換熱管兩端定位與分配熱水的橫向總管組成，換熱裝置的進水口和出水口分別連接熱水的出水口和進水口。 除垢裝置的主要部件為曲柄機構(gòu)I和除垢組合件，曲柄機構(gòu)的主要部件為鉸接的連桿10和曲柄1，連桿10的另一端與除垢環(huán)板9絞接，曲柄短軸I的另一端通過鍵與傳動軸7連接。除垢環(huán)板9與套在相對應(yīng)的換熱管外表面上的除垢環(huán)固定連接。當本專利技術(shù)的強化穩(wěn)定沼氣產(chǎn)量的加熱及除垢的裝置工作時，熱水經(jīng)過閥門4進入沼氣池3內(nèi)的換熱管2中，將熱量傳遞到沼液；提高了沼液的溫度后，降溫的熱水回流到熱水供應(yīng)系統(tǒng)重新加熱。當換熱裝置需要清垢時，除垢裝置的自動控制系統(tǒng)自動啟動電機8，動力經(jīng)減速機6、傳動軸7、曲柄I傳給除垢裝置中的除垢環(huán)板9，沿著換熱管2做往復(fù)運動，從而刮除換熱管外表面上的結(jié)垢，確保換熱管干凈，具有良好的傳熱效率。沼液溫度由光纖溫度傳感器5測量控制。加熱水的能源可以是煤、電、燃氣、柴草，也可以是太陽能、空氣能、或地熱能等，還可以是多種熱能的聯(lián)合運用。實施例:試驗地的氣溫為5-10°C。本實施例從平板型太陽能和西班牙-愛握樂A.0L-KFXRS52 II空氣能熱泵聯(lián)合熱水機組系統(tǒng)出來的溫度為50°C _60°C去離子熱水，通過管徑為Dg50的PPR管道進入熱水換熱循環(huán)系統(tǒng)，熱水流量為70L/min，壓強為0.16MPa,送至設(shè)置有本專利技術(shù)的機械除垢裝置的沼氣池發(fā)酵沼液中的橫向換熱總管中。總管管徑為Φ59Χ4.5、長度2m，材質(zhì)為PPR管，流量70L/min，被固定于沼氣池中。去離子熱水通過橫向換熱總管和11根支管徑Dg25、長度3m、管壁厚度2mm的冷拔不銹鋼換熱管。換熱管與沼氣池發(fā)酵層沼液進行換熱，使沼氣池發(fā)酵沼液的溫度得以提高，發(fā)酵沼液溫度由光纖溫度控制器控制，穩(wěn)定在最適宜厭氧發(fā)酵的溫度范圍內(nèi)，保證厭氧發(fā)酵處于較為適宜狀態(tài)下發(fā)酵分解，從而達到強化穩(wěn)定沼氣產(chǎn)量的目的。經(jīng)過換熱管、支管到總管，出來的水溫度在20°C_35°C左右，循環(huán)進入太陽能和空氣能熱泵系統(tǒng)重新加熱。被加熱后的熱水又被用來加熱沼氣池發(fā)酵層沼液，循環(huán)給沼氣池加熱。同時，通過光纖溫度傳感器和電磁閥控制裝置，控制熱水循環(huán)流量和壓強，自動調(diào)節(jié)加熱系統(tǒng)，來穩(wěn)定供熱強度和熱水流量，以確保沼氣池發(fā)酵沼液溫度被精確維持在±2°C的范圍內(nèi)，來保持沼氣產(chǎn)量的穩(wěn)定。為了使熱水的熱能更好地傳遞給沼氣池中的發(fā)酵沼液，定期自動啟動除垢裝置，除去沉積在換熱管上生物吸附物的積垢，確保換熱管干凈，具有穩(wěn)定的傳熱效率。換熱效率比未使用本專利技術(shù)的加熱及除垢裝置的沼氣生產(chǎn)系統(tǒng)提高 了 41.50%。權(quán)利要求1.一種強化穩(wěn)定沼氣產(chǎn)量的加熱及除垢裝置，其特征是包括沼氣加熱裝置、換熱裝置、除垢裝置和驅(qū)動裝置；換熱裝置由多根換熱管、給換熱管兩端定位和分配熱水的橫向總管組成，換熱裝置的進水口和出水口分別連接熱水的出水口和進水口 ；除垢裝置包括曲柄機構(gòu)和除垢組合件，曲柄機構(gòu)與除垢組合件通過鉸接連接；除垢組合件包括:一組平行安裝的數(shù)塊除垢環(huán)板，除垢環(huán)板下方設(shè)置若干除垢環(huán)；每塊除垢環(huán)板上除垢環(huán)的數(shù)量與換熱裝置中的換熱管數(shù)量相同，軸線與換熱管相重合，每兩個除垢環(huán)中心的間距與換熱管中心的間距相等，同一根換熱管上的除垢環(huán)的數(shù)量根據(jù)換熱管的長度來確定；電動驅(qū)動裝置驅(qū)動曲柄連桿機構(gòu)，再推動與曲柄連桿機構(gòu)鉸接的除垢環(huán)板做循環(huán)往復(fù)運動，達到定期去除換熱管上的污垢的目的。2.如權(quán)利要求1所述的強化穩(wěn)定沼氣產(chǎn)量的加熱及除垢的裝置，其特征是沼氣加熱裝置加熱水的能源是煤、電、燃氣、柴草、秸桿，或是太陽能、空氣能、地熱能，或是多種熱能的聯(lián)合運用。3.如權(quán)利要求1所述的強化穩(wěn)定沼氣產(chǎn)量的加熱及除垢的裝置，其特征是各換熱管和除垢組合件均采用奧氏體不銹鋼管；傳動軸采用16Mn低合金鋼。4.如權(quán)利要求1所述的強化穩(wěn)定沼氣產(chǎn)量的加熱及除垢的裝置本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種強化穩(wěn)定沼氣產(chǎn)量的加熱及除垢裝置，其特征是包括沼氣加熱裝置、換熱裝置、除垢裝置和驅(qū)動裝置；換熱裝置由多根換熱管、給換熱管兩端定位和分配熱水的橫向總管組成，換熱裝置的進水口和出水口分別連接熱水的出水口和進水口；除垢裝置包括曲柄機構(gòu)和除垢組合件，曲柄機構(gòu)與除垢組合件通過鉸接連接；除垢組合件包括：一組平行安裝的數(shù)塊除垢環(huán)板，除垢環(huán)板下方設(shè)置若干除垢環(huán)；每塊除垢環(huán)板上除垢環(huán)的數(shù)量與換熱裝置中的換熱管數(shù)量相同，軸線與換熱管相重合，每兩個除垢環(huán)中心的間距與換熱管中心的間距相等，同一根換熱管上的除垢環(huán)的數(shù)量根據(jù)換熱管的長度來確定；電動驅(qū)動裝置驅(qū)動曲柄連桿機構(gòu)，再推動與曲柄連桿機構(gòu)鉸接的除垢環(huán)板做循環(huán)往復(fù)運動，達到定期去除換熱管上的污垢的目的。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：盧朝霞，黃福川，莫宇飛，梁景，李勝，朱晨曦，經(jīng)建芳，肖友程，唐彩珍，廖丹葵，趙鐘興，毛漢領(lǐng)，
申請(專利權(quán))人：廣西大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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