一种厌氧系统锅炉供气缓冲系统的制作方法

1.本发明涉及厌氧系统锅炉供气系统领域，尤其涉及一种厌氧系统锅炉供气缓冲系统。


背景技术：

2.厌氧消化是利用兼性菌和厌氧菌进行厌氧生化反应，分解有机物质，实现稳定化、资源化非常有效的一种处理工艺。温度是影响厌氧消化的关键参数。温度的波动超过2℃就会影响消化效果和产气率。因此，操作过程中需要控制稳定的运行温度，变化范围宜控制在
±
1℃内。而原料温度取决于气候条件，预计冬季温度在0-5℃之间，夏季温度在20-25℃之间。常规厌氧工程配备油气两用热水锅炉，通过厌氧系统产生的沼气部分供给锅炉系统用于原料的加温和系统保温。
3.现有厌氧系统锅炉供气系统中，沼气在厌氧反应器中产生，之后进入脱硫净化，硫化氢得到去除后进入气柜储存，之后通过增压风机将沼气压力提升至8-10kpa，供锅炉燃烧供热。
4.目前的厌氧系统锅炉供气系统中，气柜和锅炉存在距离较远的可能，这就会造成锅炉启动后进气压力不稳的情况，燃烧效果较差，甚至会造成燃烧器熄灭的情况。具体是因为：锅炉启动时，燃烧器会大量进气进行燃烧启动，此时增压风机供气量和供气压力均无法立即满足锅炉需求，会造成气压骤降，当压力低于一定值时，锅炉燃烧器会熄灭。
5.当然，也可以提前开启增压风机提高供气压力达到8-10kpa后，再开启锅炉燃烧器，这虽会降低锅炉燃烧器熄灭的可能性，但锅炉的瞬间启动仍然会造成沼气管线压力较大的波动，这对燃烧器火焰会有非常大的扰动，进而影响锅炉燃烧效果。
6.有鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

7.本发明的目的是提供了一种厌氧系统锅炉供气缓冲系统，能对沼气管线中的沼气进行缓存，避免管线中沼气压力的大幅波动，增加锅炉燃烧器的稳定性，进而解决现有技术中存在的上述技术问题。
8.本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
9.本发明实施例提供一种厌氧系统锅炉供气缓冲系统，包括：
10.厌氧反应器、脱硫设备、气柜、增压风机和供气缓冲罐；其中，
11.所述厌氧反应器与所述脱硫设备、气柜、增压风机和供气缓冲罐依次连接；
12.所述供气缓冲罐包括：密闭罐体，所述密闭罐体上分别设有进口、出口、排液口和压力表接口；所述进口经沼气管线与所述增压风机连接，所述出口能通过供气管线连接燃气锅炉。
13.与现有技术相比，本发明所提供的厌氧系统燃气锅炉供气缓冲系统，其有益效果包括：
14.通过设置供气缓冲罐，增加沼气管线中缓存容积，避免管线中沼气压力的大幅波动，增加燃气锅炉燃烧器的稳定性。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
16.图1为本发明实施例提供的厌氧系统锅炉供气缓冲系统的构成示意图。
17.图2为本发明实施例提供的厌氧系统锅炉供气缓冲系统的供气缓冲罐示意图。
具体实施方式
18.下面结合本发明的具体内容，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，这并不构成对本发明的限制。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
19.首先对本文中可能使用的术语进行如下说明：
20.术语“和/或”是表示两者任一或两者同时均可实现，例如，x和/或y表示既包括“x”或“y”的情况也包括“x和y”的三种情况。
21.术语“包括”、“包含”、“含有”、“具有”或其它类似语义的描述，应被解释为非排它性的包括。例如：包括某技术特征要素(如原料、组分、成分、载体、剂型、材料、尺寸、零件、部件、机构、装置、步骤、工序、方法、反应条件、加工条件、参数、算法、信号、数据、产品或制品等)，应被解释为不仅包括明确列出的某技术特征要素，还可以包括未明确列出的本领域公知的其它技术特征要素。
22.术语“由
……
组成”表示排除任何未明确列出的技术特征要素。若将该术语用于权利要求中，则该术语将使权利要求成为封闭式，使其不包含除明确列出的技术特征要素以外的技术特征要素，但与其相关的常规杂质除外。如果该术语只是出现在权利要求的某子句中，那么其仅限定在该子句中明确列出的要素，其他子句中所记载的要素并不被排除在整体权利要求之外。
23.除另有明确的规定或限定外，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如：可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本文中的具体含义。
24.当浓度、温度、压力、尺寸或者其它参数以数值范围形式表示时，该数值范围应被理解为具体公开了该数值范围内任何上限值、下限值、优选值的配对所形成的所有范围，而不论该范围是否被明确记载；例如，如果记载了数值范围“2～8”时，那么该数值范围应被解释为包括“2～7”、“2～6”、“5～7”、“3～4和6～7”、“3～5和7”、“2和5～7”等范围。除另有说明外，本文中记载的数值范围既包括其端值也包括在该数值范围内的所有整数和分数。
25.术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是明示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本文的限制。
26.下面对本发明所提供的厌氧系统锅炉供气缓冲系统进行详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本发明实施例中未注明具体条件者，按照本领域常规条件或制造商建议的条件进行。本发明实施例中所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
27.如图1、2所示，本发明实施例提供一种厌氧系统锅炉供气缓冲系统，包括：
28.厌氧反应器1、脱硫设备2、气柜3、增压风机4和供气缓冲罐5；其中，
29.所述厌氧反应器与所述脱硫设备、气柜、增压风机和供气缓冲罐依次连接；
30.所述供气缓冲罐5包括：密闭罐体50，所述密闭罐体50上分别设有进口51、出口52、排液口53和压力表接口54；所述进口经沼气管线与所述增压风机连接，所述出口能通过供气管线连接燃气锅炉。
31.所述出口设置在所述密闭罐体的顶部；
32.所述进口设置在弯曲进气管上，该弯曲进气管的进口设置在所述密闭罐体的侧壁上部，该弯曲进气管的出气口伸入至所述所述密闭罐体内，处于所述密闭罐体内底部；
33.所述排液口设置在所述密闭罐体的底部；所述压力表接口设置在所述密闭罐体的侧下部。
34.优选的，上述密闭罐体设置在支架上，密闭罐体的压力表接口上连接有压力表。方便压力监测。
35.上述缓冲系统中，所述供气缓冲罐的容积通过以下公式计算确定，所述供气缓冲罐容积为：
[0036][0037]
其中，
△
v为供气缓冲罐所连接的燃气锅炉的沼气消耗量减去增压风机的沼气补充量；v0为沼气管线容积，该沼气管线为供气缓冲罐与增压风机之间连接的沼气管线。
[0038]
上述缓冲系统还包括：燃气锅炉与所述供气缓冲罐的出气管连接。
[0039]
综上可见，本发明实施例的缓冲系统，通过设置供气缓冲罐，增加沼气管线中缓存容积，避免管线中沼气压力的大幅波动，增加燃气锅炉燃烧器的稳定性。
[0040]
为了更加清晰地展现出本发明所提供的技术方案及所产生的技术效果，下面以具体实施例对本发明实施例所提供的厌氧系统锅炉供气缓冲系统进行详细描述。
[0041]
实施例
[0042]
如图1所示，本发明实施例提供一种厌氧系统锅炉供气缓冲系统，由依次连接的厌氧反应器、脱硫设备、气柜、增压风机和供气缓冲罐组成，供气缓冲罐末端连接燃气锅炉；
[0043]
其中，所述供气缓冲罐的结构如图2所示，包括：密闭罐体，所述密闭罐体上分别设有进口、出口、排液口和压力表接口；所述进口经沼气管线与所述增压风机连接，所述出口
能通过供气管线连接燃气锅炉。具体的，上述密闭罐体设置在支架上，密闭罐体的压力表接口上连接有压力表。方便压力监测。
[0044]
具体的，所述出口设置在所述密闭罐体的顶部；
[0045]
所述进口设置在弯曲进气管上，该弯曲进气管的进口设置在所述密闭罐体的侧壁上部，该弯曲进气管的出气口伸入至所述所述密闭罐体内，处于所述密闭罐体内底部；
[0046]
所述排液口设置在所述密闭罐体的底部；所述压力表接口设置在所述密闭罐体的侧下部。这种结构的供气缓冲罐，能很好的缓存沼气，提供供气缓冲效果。
[0047]
上述供气缓冲罐各接口规格如下表：
[0048]
编号部件名称规格型号单位数量材质备注a进口pn1.6dn200 rf
↑
1ss304 b出口pn1.6dn25rf
↑
1ss304 c排液口g1
’↑
1ss304 d压力表接口g1/2
’↑
1ss304 [0049]
上述供气缓冲罐的容积通过以下方式计算得出：
[0050]
根据理想气体状态方程：户*v＝n*r*t；
[0051]
其中，p表示理想气体的压强；v表示理想气体的体积；n表示理想气体物质的量；t则表示理想气体的热力学温度(它和摄氏温度t相差273.15，即t＝273.15 t)；r为理想气体常数，其与气体种类无关、与单位有关。
[0052]
如：当压强以pa、体积以m3、物质的量以mol、温度以k为单位时，r＝8.314472m3·
pa/(mol
·
k)。
[0053]
由于燃气锅炉启动时间较短，因此温度变化忽略不计，沼气管线容积不变，因此得到：
[0054][0055]
其中，p1为正常压力增压风机升压取10kpa，则沼气管线中正常压力需求为111.325kpa；n1为管线中气体物质的量；p2为燃气锅炉启动时管线中变化后的气压；n2为燃气锅炉启动燃烧后沼气管线中剩余气体物质的量。
[0056]
进而可变成：
[0057][0058]
其中，v1为沼气管线容积；v2为剩余气体的标准体积。
[0059]
由于燃气锅炉燃烧对沼气压力要求为8-10kpa，因此需要避免沼气管线内压力降到8kpa以下，即p2不低于109.325kpa，因此，
[0060][0061]
[0062][0063]
即
△
v≤1.8％v1；
[0064]
即燃气锅炉启动时，造成沼气管线中沼气标准体积的变化量不宜超过整个沼气管线容积的1.8％。
[0065]
燃气锅炉每小时耗气量计算公式为：
[0066]
锅炉耗气量＝燃气锅炉功率时*间燃料/热值燃气/锅炉热值利用率；
[0067]
燃气锅炉功率单位mw；时间单位s(秒)；燃料采用沼气，甲烷热值35.9mj/nm3；燃气锅炉热值利用率取92％。
[0068]
在燃气锅炉燃烧功率固定的情况下，燃气锅炉单位时间消耗的沼气量也是固定的，增加风机在启动后会对沼气管线进行沼气的补充，经过实际测试，增压风机升压约5-10s时间，因此
△
v为燃气锅炉消耗量减去增加风机的沼气补充量。不过为了充分保证气体压力的稳定性，按最不利的情况考虑，即增加风机在燃气锅炉启动后再开启。
[0069]
此种情况下，
△
v固定不变，只能通过增加v1，来满足
△
v≤1.8％v1。而本发明通过设置供气缓冲罐，很好的解决了不需要增压风机增加v1，就能满足
△
v≤1.8％v1，这就是设置供气缓冲罐的目的所在。
[0070]
沼气管线容积公式如下：
[0071]
v0＝π*r2*l；
[0072]
其中，r为沼气管线半径；l为沼气管线长度。
[0073]
由于沼气管线的管径设计涉及到气体流速等，因此沼气管线半径的范围是确定的，当沼气管线长度较小时，就会造成气体压力变化较大的情况，此时则需要设置供气缓冲罐。
[0074]
供气缓冲罐容积公式如下：
[0075][0076]
通过设置上述方式确定容积的供气缓冲罐，能在时，增加沼气管线中缓存容积，避免管线中沼气压力的大幅波动，进而提升燃气锅炉燃烧器的稳定性。
[0077]
当不需要设置供气缓冲罐。
[0078]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。本文背景技术部分公开的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。