專利名稱：保溫式有機廢物干式厭氧發(fā)酵系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)酵系統(tǒng)，尤其涉及一種保溫式有機廢物干式厭氧發(fā)酵 系統(tǒng)。
背景技術：
城市固體廢物中大量存在的生物質垃圾，具有產生量大、易生物降解和 高含水的特點，成為固體廢物污染環(huán)境的主要污染源。采用厭氧發(fā)酵技術處 理生物質有機廢物，不但能實現(xiàn)廢物的無害化處理，還能回收有用的物質， 如產生的沼氣可以用來發(fā)電、取暖、照明等，消化后的殘渣和沼液是優(yōu)質的 有機肥料，可以施用于農田，改良土壤，增加肥效。
千式厭氧消化技術是近年來開發(fā)的一種新型有機廢物厭氧消化處理技
術，其特點是發(fā)酵物料含固率高(含固率可達20%~40%),該技術與常規(guī)濕 式厭氧消化技術相比，具有有機負荷和產氣率高、占地面積小、投資少、能 耗小、對原料預處理要求〗氐、發(fā)酵產物后處理系統(tǒng)簡單等優(yōu)點。
干式厭氧發(fā)酵系統(tǒng)通常是在中溫(30~38°C)或高溫(50~60°C)條件 下運行的。厭氧微生物，尤其是產曱烷微生物對溫度的波動非常敏感，通常 要求厭氧發(fā)酵系統(tǒng)溫度的波動幅度不超過土1。C。另外，由于干式厭氧發(fā)酵系 統(tǒng)內物料的含固率高，流動性差，物料之間的傳熱效果較差，因此如何確保 整個發(fā)酵系統(tǒng)內物料的溫度保持一致且恒定就成為了干式厭氧發(fā)酵系統(tǒng)運行 控制的一個重要條件。

發(fā)明內容
基于上述現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明目的是提供一種干式保溫厭氧發(fā) 酵系統(tǒng)，能夠確保整個發(fā)酵系統(tǒng)內物料溫度保持一致且溫度波動不超過規(guī)定 的溫度。
本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的
本發(fā)明實施方式提供一種保溫式有機廢物干式厭氧發(fā)酵系統(tǒng)，該系統(tǒng)包 括發(fā)酵罐、換熱裝置、供熱裝置、控制閥、循環(huán)泵、測溫裝置和控制裝 置；
換熱裝置，設在發(fā)酵罐上，通過管路經控制閥和循環(huán)泵與供熱裝置連接 形成循環(huán)供熱系統(tǒng)；
測溫裝置，設在發(fā)酵罐內，與控制裝置電連接，用于探測發(fā)酵罐內的溫
度；
控制裝置，與控制閥和循環(huán)泵電連接，用于當測溫裝置測得發(fā)酵罐內溫 度低于設定溫度時，打開控制閥和循環(huán)泵使所述供熱裝置供應的供熱介質進
入所述換熱裝置對發(fā)酵罐加熱；當測溫裝置測得發(fā)酵罐內溫度高于設定溫度 時，關閉循環(huán)泵和控制閥停止向所述換熱裝置輸送所述供熱裝置提供的供熱 介質。
所述換熱裝置包括多組換熱器，每組換熱器由若干換熱水管串聯(lián)連接 而成。
所述每組換熱器的一端均通過控制閥與供熱裝置的供熱管連接；每組換 熱器的另一端均與供熱裝置的回流管連接。
所述多組換熱器均勻設在發(fā)酵罐內底部和側壁或發(fā)酵罐外部側壁，每組 換熱器的長度《5m,相鄰兩組換熱器的間距<0. 5m。
所述換熱水管的直徑為15 ~ 25mm，相鄰換熱水管的間距< 0. 5m。
所述供熱裝置具體包括
熱水槽或蒸汽罐。
所述供熱裝置內供熱介質的溫度為50 ~ 80°C 。
所述測溫裝置為多個溫度自動檢測探頭，每個溫度自動檢測探頭均勻分 布設置在發(fā)酵罐內400 ~ 600mm處。
所述控制裝置采用可編程邏輯控制器PLC,用于根據測溫裝置測得的溫度 波動情況控制向換熱裝置供給熱源或停止供給熱源。
所述發(fā)酵罐為鋼筋混凝土結構，換熱裝置設在發(fā)酵罐內底部和側壁，采 用80~ IOO隱的素混凝土層覆蓋；或者，所述發(fā)酵罐為鋼結構，換熱裝置焊接 在發(fā)酵罐外的側壁上，用保溫材料包裹。
由上述本發(fā)明實施例提供的技術方案可以看出，本發(fā)明實施例中通過在 發(fā)酵罐上設置換熱裝置，并經管路、控制閥和循環(huán)泵與供熱裝置連接形成循 環(huán)供熱系統(tǒng)，控制裝置與發(fā)酵罐內的測溫裝置配合，根據測得發(fā)酵罐內溫度 變化的結果，控制循環(huán)泵和控制閥實現(xiàn)向換熱裝置供熱或停止供熱，進而實 現(xiàn)調節(jié)發(fā)酵罐內物料的溫度。該發(fā)酵系統(tǒng)結構筒單、控制方便，調節(jié)溫度準 確，可有效控制發(fā)酵系統(tǒng)的溫度變化，保證發(fā)酵處理有機廢物的效果。


圖1為本發(fā)明實施例的干式厭氧發(fā)酵系統(tǒng)結構示意圖； 圖2為本發(fā)明實施例的換熱裝置的結構示意圖。
圖中1、物料進口； 2、發(fā)酵罐；3、物料出口； 4、供熱裝置；5、循環(huán) 泵；6、控制閥；7、換熱裝置；8、控制裝置；9、測溫裝置；71、換熱水 管。
具體實施例方式
本發(fā)明實施例提供一種保溫式有機廢物干式厭氧發(fā)酵系統(tǒng)，可有效控制
發(fā)酵罐的溫度變化，使發(fā)酵系統(tǒng)的溫度變化保持在土rc內，該系統(tǒng)具體包
括發(fā)酵罐、換熱裝置、供熱裝置、控制閥、循環(huán)泵、測溫裝置和控制裝
置；其中，換熱裝置設在發(fā)酵罐上，通過管路經控制閥和循環(huán)泵與供熱裝置
連接形成循環(huán)供熱系統(tǒng)；
測溫裝置設在發(fā)酵罐內，與控制裝置電連接，用于探測發(fā)酵罐內的溫
度；
控制裝置與控制閥和循環(huán)泵電連接，用于當測溫裝置測得發(fā)酵罐內溫度 低于設定溫度時，打開控制閥和循環(huán)泵使所述供熱裝置供應的供熱介質進入 所述換熱裝置對發(fā)酵罐加熱；當測溫裝置測得發(fā)酵罐內溫度高于設定溫度 時，關閉循環(huán)泵和控制閥停止向所述換熱裝置輸送所述供熱裝置提供的供熱 介質。
該系統(tǒng)具有結構簡單、控溫效果好的特點。
為便于理解，下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
實施例一
本實施例提供一種保溫式有機廢物干式厭氧發(fā)酵系統(tǒng)，如圖1所示，該系 統(tǒng)與現(xiàn)有發(fā)酵系統(tǒng)相比可保證發(fā)酵罐內的溫度不超過A見定的溫度(如±1 °C)，該系統(tǒng)具體包括發(fā)酵罐2、換熱裝置7、供熱裝置4、控制閥6、循環(huán) 泵5、測溫裝置9和控制裝置8;及與發(fā)酵罐2配套實現(xiàn)對有機廢物進行干式厭 氧發(fā)酵處理的進料儲槽、接種混合槽、輸送泵、沼液排放管、回流泵、噴淋 裝置、堿液儲槽和出氣口等設備，由于本發(fā)明實施例是對發(fā)酵系統(tǒng)如何實現(xiàn) 保溫的具體說明，所以對其它實現(xiàn)發(fā)酵的各設備與發(fā)酵罐2的連接不——說 明，具體可參見現(xiàn)有發(fā)酵系統(tǒng)中實現(xiàn)有機廢物干式厭氧發(fā)酵時各設備的連接 關系。
下面對換熱裝置7、供熱裝置4、控制閥6、循環(huán)泵5、測溫裝置9和控制裝 置8與發(fā)酵罐2的具體連接設置方式作進一 步說明
上述的發(fā)酵罐2用于存置有機廢物物料進行干式厭氧發(fā)酵，其上設有物料 進口1和物料出口3，換熱裝置7設在發(fā)酵罐2上，通過管路經控制閥6和循環(huán)泵 5與供熱裝置4連接形成循環(huán)供熱系統(tǒng)；供熱裝置4可以是熱水槽或蒸汽罐；換 熱裝置7由多組換熱器構成，每組換熱器由若干換熱水管71串聯(lián)連接形成波浪 式的換熱器(見圖2),每組換熱器的換熱水管直徑為15 25mm，相鄰換熱水 管的間距< 5 0Omm,每組換熱器的一端均通過一個控制閥6經循環(huán)泵5與供熱裝 置4的供熱管連接；每組換熱器的另一端均與供熱裝置4的回流管連接，即多 組換熱器并聯(lián)連接后均勻設置在發(fā)酵罐上，具體設置在發(fā)酵罐內底部和側壁 或發(fā)酵罐外部側壁上， 一般每組換熱器的長度最大不超過5米，如發(fā)酵罐較 長，可將發(fā)酵罐均勻分成若干段，每段安裝一組換熱器，相鄰兩組換熱器的 間距不超過O. 5m,進而保證了對較長的發(fā)酵罐的均勻加熱，實際安裝時，若 發(fā)酵罐為鋼筋混凝土結構時，各組換熱器設在發(fā)酵罐內底部或側壁，并采用 80~100鵬的素混凝土層覆蓋；若發(fā)酵罐為鋼結構時，各組換熱器焊接在發(fā)酵 罐外的側壁上，并將換熱器用保溫材料包裹；
測溫裝置9設在發(fā)酵罐2內，與控制裝置8電連接，用于探測發(fā)酵罐2內的 溫度；測溫裝置9可以采用多個溫度自動檢測探頭，每個溫度自動檢測探頭按 不同方向均勻分布i殳置在發(fā)酵罐內400 ~ 600mm處，可以保i正探測發(fā)酵罐內溫 度的準確性；
控制裝置8與控制閥6和循環(huán)泵5電連接，用于當測溫裝置9測得發(fā)酵罐2內 溫度低于設定溫度時，打開控制閥6和循環(huán)泵5使所述供熱裝置4供應的供熱介 質進入所述換熱裝置對發(fā)酵罐加熱；當測溫裝置9測得發(fā)酵罐2內溫度高于設 定溫度時，關閉循環(huán)泵5和控制閥6停止向所述換熱裝置4輸送所述供熱裝置4 提供的供熱介質?？刂蒲b置可采用可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller, PLC),可以根據得的發(fā)酵罐內溫度波動情況控制向換熱裝置7 的供給熱源或停止供給熱源。具體可以采用設置發(fā)酵罐的工作發(fā)酵溫度，
如設為35。C，溫度自動檢測探頭探測發(fā)酵罐內各處的溫度，若某一處溫度 低于所設定的工作發(fā)酵溫度(如小于了35。C),則控制裝置根據溫度自動 檢測探頭發(fā)出的信號，打開溫度低處對應的那組換熱器上的控制閥，若循環(huán) 泵處于關閉狀態(tài)則同時打開循環(huán)泵，由供熱裝置7中將熱介質(熱水或熱氣) 向打開控制閥的換熱器進行供熱，通過供熱后的換熱器對發(fā)酵罐對應位置進 行加熱，提高發(fā)酵溫度，同時溫度自動檢測探頭繼續(xù)檢測，發(fā)酵罐內溫度達 到設定的發(fā)酵溫度時(如達到35。C)，則控制裝置根據溫度自動檢測探頭 再次發(fā)出的信號關閉對應換熱器的控制閥，達到關閉相應換熱器，停止對發(fā) 酵罐相應處的加熱，若停止換熱器后，沒有其它換熱器在供熱，則可以同時 停止循環(huán)泵。
本實施例中的保溫式有機廢物千式厭氧發(fā)酵系統(tǒng)，具有結構簡單、實現(xiàn) 自動調節(jié)控制溫度，確保了發(fā)酵系統(tǒng)在發(fā)酵過程中溫度不會超過規(guī)定的溫 度。
下面以熱水槽作為供熱裝置，對本實施例發(fā)酵系統(tǒng)的結構及保溫過程作進 一步說明
該系統(tǒng)具體在設置多組換熱器時，可以在發(fā)酵罐長度方向上，將發(fā)酵罐分 為若干段，在每段上均設置一組換熱器，每組換熱器的長度一般不超過5m, 這樣設置后，相鄰兩段發(fā)酵罐上的換熱器的間距不超過O. 5m，保證了可以對 較長的發(fā)酵罐進行均勻的加熱，根據發(fā)酵罐的不同，采用不同的方式安裝換 熱器，如發(fā)酵罐為鋼筋混凝土結構時，則各組換熱器設在發(fā)酵罐內底部或 側壁，并采用80~100隱的素混凝土層覆蓋；當發(fā)酵罐為鋼結構時，則將各組 換熱器焊接在發(fā)酵罐外的側壁上，并將換熱器用保溫材料包裹。這樣形成了 多組換熱器并聯(lián)分段設置在發(fā)酵罐上，在每段發(fā)酵罐內中間部位的(若按5米 長為一段對發(fā)酵罐進行分段，在該段發(fā)酵罐的2. 5米處為發(fā)酵罐的中間部位) 的上下左右四個位置各設置一個溫度自動檢測探頭作為測溫裝置，每個溫度
自動檢測探頭均深入到發(fā)酵罐內400 ~ 600mm,能夠保證自動檢測每段發(fā)酵罐 內物料的溫度，實際工作中，控制裝置接收溫度自動檢測探頭測得并傳送的
實時溫度數(shù)據，若測得發(fā)酵系統(tǒng)溫度低于設定溫度rc時，則開啟循環(huán)泵5和
相應換熱器的控制閥，使熱水槽的熱水進入換熱器，對發(fā)酵罐的相應段進行
加熱；當發(fā)酵系統(tǒng)溫度高于設定溫度rc時，則控制裝置停止循環(huán)泵和相應的
控制閥，停止向換熱器輸送熱水。實際中，熱水槽的熱水控制溫度在50 80 'C之間。
綜上所述，本發(fā)明實施例中通過控制裝置根據溫度自動檢測探頭測得的 溫度結果，控制由熱水槽、循環(huán)泵、控制閥和多組換熱器構成的循環(huán)供熱系 統(tǒng)，可以實現(xiàn)對發(fā)酵罐整體或不同部位進行均勻加熱，在加熱時也可以根據 測得的溫度變化及時自動的停止加熱，保證了發(fā)酵系統(tǒng)進行有機廢物的干式 厭氧發(fā)酵物料時，溫度不會超過規(guī)定的溫度(一般可達到不超出規(guī)定溫度的
土rc)，保證了發(fā)酵系統(tǒng)處理廢物的效果。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不 局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可 輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明 的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。
權利要求
1、一種保溫式有機廢物干式厭氧發(fā)酵系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括發(fā)酵罐，其特征在于，還包括換熱裝置、供熱裝置、控制閥、循環(huán)泵、測溫裝置和控制裝置；換熱裝置，設在發(fā)酵罐上，通過管路經控制閥和循環(huán)泵與供熱裝置連接形成循環(huán)供熱系統(tǒng)；測溫裝置，設在發(fā)酵罐內，與控制裝置電連接，用于探測發(fā)酵罐內的溫度；控制裝置，與控制閥和循環(huán)泵電連接，用于當測溫裝置測得發(fā)酵罐內溫度低于設定溫度時，打開控制閥和循環(huán)泵使所述供熱裝置供應的供熱介質進入所述換熱裝置對發(fā)酵罐加熱；當測溫裝置測得發(fā)酵罐內溫度高于設定溫度時，關閉循環(huán)泵和控制閥停止向所述換熱裝置輸送所述供熱裝置提供的供熱介質。
2、 根據權利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述換熱裝置包括多組 換熱器，每組換熱器由若干換熱水管串聯(lián)連接而成。
3、 根據權利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述每組換熱器的一端均 通過控制閥與供熱裝置的供熱管連接；每組換熱器的另一端均與供熱裝置的 回流管連接。
4、 根據權利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述多組換熱器均勻設在 發(fā)酵罐內底部和側壁或發(fā)酵罐外部側壁，每組換熱器的長度《5m，相鄰兩組 換熱器的間距<0. 5m。
5、 根據權利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述換熱水管的直徑為 15 ~ 25mm,相鄰換熱水管的間距《0. 5m。
6、 根據權利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述供熱裝置具體包括 熱水槽或蒸汽罐。
7、 根據權利要求1或6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述供熱裝置內供熱介質的溫度為50~ S0。C。
8、 根據權利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述測溫裝置為多個溫度 自動才企測探頭，每個溫度自動才全測探頭均勻分布設置在發(fā)酵罐內400 ~ 600mm 處。
9、 根據權利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置采用可編程 邏輯控制器PLC，用于根據測溫裝置測得的溫度波動情況控制向換熱裝置供給 熱源或停止供給熱源。
10、 根據權利要求1或3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)酵罐為鋼筋混 凝土結構，換熱裝置設在發(fā)酵罐內底部和側壁，采用80 100mm的素混凝土層 覆蓋；或者，所述發(fā)酵罐為鋼結構，換熱裝置焊接在發(fā)酵罐外的側壁上，用 保溫材料包裹。
全文摘要
本發(fā)明公開一種保溫式有機廢物干式厭氧發(fā)酵系統(tǒng)，包括發(fā)酵罐、換熱裝置、供熱裝置、控制閥、循環(huán)泵、測溫裝置和控制裝置；換熱裝置，設在發(fā)酵罐上，通過管路經控制閥和循環(huán)泵與供熱裝置連接形成循環(huán)供熱系統(tǒng)；測溫裝置，設在發(fā)酵罐內，與控制裝置電連接，用于探測發(fā)酵罐內的溫度；控制裝置，與控制閥和循環(huán)泵電連接，用于當測溫裝置測得發(fā)酵罐內溫度低于設定溫度時，打開控制閥和循環(huán)泵使所述供熱裝置供應的供熱介質進入所述換熱裝置對發(fā)酵罐加熱；當測溫裝置測得發(fā)酵罐內溫度高于設定溫度時，關閉循環(huán)泵和控制閥停止向所述換熱裝置輸送所述供熱裝置提供的供熱介質。該系統(tǒng)結構簡單、控制方便，調節(jié)溫度準確，可有效控制發(fā)酵系統(tǒng)的溫度變化。
文檔編號C05F17/00GK101386556SQ200810225228
公開日2009年3月18日 申請日期2008年10月28日 優(yōu)先權日2008年10月28日
發(fā)明者寧桂興, 文一波, 李天增, 凱 王, 歡 申 申請人:北京桑德環(huán)境工程有限公司