[发明专利]沼气工程与沼液热水解工程耦合高效热量循环利用系统及方法

说明书

本发明涉及沼气工程与沼液热水解工程耦合高效热量循环利用系统，包括缸套水热量循环系统、烟气余热利用系统、热水解热量循环利用系统和沼液余热循环利用系统；缸套水热量循环系统包括内燃发电机组、热水循环箱、厌氧发酵池和厌氧发酵池加热盘管；烟气余热利用系统包括内燃发电机组、烟气余热热水换热器和烟气余热蒸汽锅炉；热水解热量循环利用系统包括进料反应器、闪蒸反应器和闪蒸反应器伴热管；沼液余热循环利用系统包括沼液出料泵、沼液换热器和沼液冷却器。本发明的有益效果是：通过缸套水热量循环系统，充分利用内燃发电机组缸套水的热量，满足厌氧发酵池的供热需求，使厌氧发酵池在极端工况下仍能满足38℃左右的恒温发酵。

技术领域

本专利涉及沼气工程与沼液热水解工程耦合高效热量循环利用系统，属于沼气工程和沼液热水解技术领域。

背景技术

沼气发电工程中，厌氧发酵系统需要加热和保温，应提供足够的热量；与沼气工程相辅相成的沼液热水解系统，需要品质较高的蒸汽。热量循环利用系统非常重要，如果采用沼气或者电力提供热量，则会导致巨大的能源消耗，并使整个项目的经济性变差。在沼气发电过程中，发电机会产生余热，但在外界气温较低时存在余热不足的问题，如采用粗放式地余热利用，会导致整个工程热量不足、需要外部供热，主要体现如下：

1)单纯使用缸套水热量不足以维持厌氧发酵系统的供热和保温，如果发酵温度下降会导致产气率急剧减少；

2)发电机组提供的烟气无法通过换热提供满足沼液热水解系统的足量蒸汽，如果蒸汽供应不足，会导致热水解系统效果大幅度下降，使沼液无法进行回用，并导致整个沼气工程运行效果下降。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种沼气工程及沼液热水解技术领域中的沼气工程与沼液热水解工程耦合高效热量循环利用系统及方法，且工艺简单、投资节省，通过热量在系统内循环流动和利用，满足整个工程的热量需求。

这种沼气工程与沼液热水解工程耦合高效热量循环利用系统，包括缸套水热量循环系统、烟气余热利用系统、热水解热量循环利用系统和沼液余热循环利用系统；

缸套水热量循环系统包括内燃发电机组、缸套水换热器、塔式散热器、热水输送泵、热水循环箱、热水循环泵、热水控制阀、厌氧发酵池和厌氧发酵池加热盘管；内燃发电机组的B端出口连接至缸套水换热器一侧进口，缸套水换热器一侧出口通过塔式散热器连接至内燃发电机组的A端进口，内燃发电机组与塔式散热器之间的管道为缸套冷却水管道；缸套水换热器另一侧出口连接至热水循环箱进口，热水循环箱出口依次通过热水输送泵和热水控制阀连接至缸套水换热器另一侧进口；热水循环箱出口通过热水循环泵连接至厌氧发酵池的厌氧发酵池加热盘管进口，厌氧发酵池加热盘管出口连接至热水循环箱进口；

烟气余热利用系统包括内燃发电机组、烟气换热控制阀、烟气余热热水换热器和烟气余热蒸汽锅炉；内燃发电机组的C端出口的烟气管道上设有烟气换热控制阀，烟气管道上通过烟气换热控制阀连接有烟气余热热水换热器；烟气余热热水换热器出水口连接至热水循环箱进口，热水循环箱出口依次通过热水输送泵和热水控制阀连接至烟气余热热水换热器进水口；

热水解热量循环利用系统包括进料反应器、热水解反应器、闪蒸反应器和闪蒸反应器伴热管；烟气余热蒸汽锅炉的D端出口连接至热水解反应器进口，热水解反应器出口连接至闪蒸反应器进口，闪蒸反应器蒸汽出口连接至进料反应器蒸汽进口；闪蒸反应器出水口连接至烟气余热蒸汽锅炉的C端进口；

沼液余热循环利用系统包括沼液出料泵、沼液换热器、沼液回用泵、进料池、进料泵、沼液换热控制阀和沼液冷却器；闪蒸反应器沼液出口通过沼液回用泵连接至沼液换热器沼液进口，沼液换热器沼液出口通过沼液换热控制阀连接至进料池进口；进料池进口端设有沼液管道，沼液管道上通过沼液换热控制阀连接有沼液冷却器；进料池出口通过进料泵连接至厌氧发酵池进口，厌氧发酵池出口依次通过沼液出料泵和沼液换热器连接至进料反应器沼液进口；厌氧发酵池沼气出口通过沼气管道连接至内燃发电机组的D端进口。