一种利用发电装置的生物质甲烷的制备装置的制造方法_2

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气流2的流量;如果检测的氨气的摩尔数偏少,则增加氨气阀口的开度,增加气流2 的流量。
[0048] 或者如果检测进入生物反应器氨气的摩尔数偏多,则控制器自动增加甲烧阀口的 开度,增加气流1的流量;如果检测的氨气的摩尔数偏少,则减少甲烧气阀口的开度,降低气 流1的流量。
[0049] 对于控制氨气的摩尔数,上述的两种方式可W结合在一起控制氨气和二氧化碳的 数量,从而尽快达到氨气和二氧化碳的数量的平衡。
[0050] 如果检测进入生物反应器的二氧化碳的摩尔数过多,则相应的自动增加氨气的含 量,则增加氨气阀口的开度,增加气流2的流量,相反,则控制器自动调低氨气阀口的开度, 减少气流2的流量。
[0051] 当然,作为一个优选,如果检测进入生物反应器的二氧化碳的摩尔数过多,则相应 的自动降低甲烧气阀口的开度,相反,则控制器自动增加甲烧阀口的开度量。
[0052] 对于控制二氧化碳的摩尔数,上述的两种方式可W结合在一起控制氨气和二氧化 碳的数量,从而尽快达到氨气和二氧化碳的数量的平衡。
[0053] 如果测量进入生物反应器的甲烧的摩尔数过多,则控制器自动调降低沼气阀口的 开度,相反,控制器自动调增加沼气阀口的开度。
[0054] 当然,上述所有的控制也可W采用手动方式控制。
[0055] 作为优选,还包括与生物反应器相连的氨气管道、甲烧管道及其二氧化碳管道,用 于向生物反应器中输入氨气、甲烧和二氧化碳,同时每个管道上设置阀口和速度检测装置, 所述阀口和速度检测装置与控制器进行数据联接。控制器根据进入生物反应器中的氨气、 甲烧和二氧化碳的摩尔数,自动控制氨气管道、甲烧管道及其二氧化碳管道阀口,W便向生 物反应器中输入相应的气体,使生物反应器中的气体含量达到最佳的比例。
[0056] 作为优选,可W在生物反应器中设置氨气浓度检测装置、甲烧浓度检测装置、二氧 化碳浓度检测装置,分别检测生物反应器中氨气、甲烧、二氧化碳的摩尔数,并根据检测的 结果如前面所述来自动调整各个阀口,使生物反应器中的气体含量达到最佳的比例。
[0057] 作为优选,在厌氧发酵罐中,反应溫度在35-60摄氏度之间。优选为两种35-40摄氏 度或者50-60摄氏度。反应压力低于化ar,优选1-1 .Sbar,进一步优选,1.1-1 .Sbar。反应的 原料包括有机物,例如餐楓垃圾,污泥,牲畜粪便,賴杆等有机物。原料粉碎后加水注入发酵 罐,厌氧菌将有机物分解产生沼气。具体过程如下:
[0058] 第一阶段为水解发酵阶段,是指复杂的有机物在微生物胞外酶的作用下进行水解 和发酵,将大分子物质破链形成小分子物质。例如:单糖、氨基酸等小分子物资,为后一阶段 做准备。
[0059] 第二阶段为产氨、产乙酸阶段,该阶段是在产酸菌,例如胶醋酸菌、部分梭状芽抱 杆菌等的作用下分解上一阶段产生的小分子物质,生成乙酸和氨。第二阶段中,0)2+014.0)2 +4出-乂此+4出0。
[0060] 第二阶段产酸速率很快,致使料液pH值迅速下降,使料液具有腐烂气味。
[0061] 在生物质反应炉中进行生物质气化反应,生物质气化反应是在一定的热力学条件 下,借助于空气部分(或者氧气)、水蒸气的作用,使生物质的高聚物发生热解、氧化、还原重 整反应,最终转化为一氧化碳,氨。生物质气化反应是本领域现有的一个常见的技术。
[0062] 在生物反应器中,甲烧菌将二氧化碳,利用氨气还原为甲烧。
[0063] 生物反应器作为优选密闭容器,可承压不高于2个大气压。
[0064] 生物反应器的甲烧菌及其它厌氧菌通常从其它发酵罐移植。
[0065] 作为优选,生物反应器中的反应溫度为13-60摄氏度,反应压力为1-2个大气压。
[0066] 进一步优选,反应溫度为40-50摄氏度,反应压力为1.1-1.5个大气压。
[0067] 作为优选,在生物反应器中,先输入一部分甲烧菌,作为种子,在合成甲烧的过程 中,来自厌氧发酵罐中的甲烧与种子甲烧菌进行反应,进一步生成甲烧菌,同时生物反应器 中的生成的甲烧的一部分也会与种子甲烧菌进行反应,进一步生成甲烧菌。
[0068] 在生产过程中,针对甲烧气体的生成情况,还可W不断的从外边移植甲烧菌。
[0069] 作为优选,所述生物反应器设置甲烧菌移植通道,W便从外部移植甲烧菌。作为优 选,可W根据甲烧的产出情况来移植甲烧菌。如果发现甲烧产出的效率低于一定数值,则打 开阀口,向生物反应器内移植甲烧菌。
[0070] 甲烧的产出效率可W根据输入的二氧化碳、氨气的数量来判断,采用实际产生的 甲烧和理论上产生的甲烧的比例,理论上产生的甲烧采用输入的二氧化碳和氨气的数量来 计算。
[0071] 作为优选,冷凝器9的冷凝溫度是25摄氏度。主要是将水蒸气冷凝排除。
[0072] 反应的具体的实施例参见图表1。
[0076] 表2: -个优选的实施例反应条件及结果
[0077] 作为优选,气流2中的氨气含量为95% W上,基本上可W达到100%。
[0078] 生物反应器6中产生的甲烧在冷凝器中冷凝中,气流在液化中非共沸多组分混合 介质冷凝的热阻机制与纯组分物质冷凝有明显区别,理论分析和实验已证明换热系数比纯 组分冷凝明显降低。现有对非共沸混合介质冷凝换热的研究更多集中在含一种不凝气体的 工况,采用低纹槽、人工粗糖度表面等措施减小平均液膜厚度在纯组分冷凝时被证实效果 突出的措施,在含不凝气体情况下效果有时不明显,而在合成甲烧的气流的冷凝换热过程 和机理更为复杂,冷凝过程通常包含两种W上的不凝气体,换热情况更加复杂。
[0079] 针对上述问题,本实用新型提供了一种新的板翅式换热器,从而解决甲烧合成过 程中沸点不同的多组分混合介质的冷凝。
[0080] 如果没有特殊说明,设及公式的,7"表示除法,"X"、"*"表示乘法。
[0081] 如图2所示,一种用于非共沸多组分混合物冷凝的板翅式换热器,所述板翅式换热 器包括互相平行的板片12,所述相邻的板片12之间形成流体通道11,所述相邻的板片12之 间设置翅片16。所述翅片16包括与板片12倾斜的倾斜部分13,所述倾斜部分互相平行。在倾 斜部分13上通过冲压方式加工突起15,从而使倾斜部分13两侧的流体通过倾斜部分13上通 过冲压方式形成的孔连通;所述突起15从倾斜部分13向外延伸。
[0082] 因为倾斜部分13互相平行,因此相邻的倾斜部分13与上下板片之间构成了平行四 边形通道。
[0083] 通过设置突起15,具有如下的优点:
[0084] 1) -方面可W破坏层流底层,另一方面与"打孔"翅片相比,未因打孔损失换热面 积,而且"刺"和"孔"可W分别在不同高度上扰动流体,强化不同的热阻环节;
[0085] 2)冲压"微刺"形成的小孔,借助"微刺"下游压力场的影响,可实现翅片两侧介质 的压力及质量交换,对粘性底层和液膜的稳定性造成破坏,强化换热。
[0086] 3)针对非共沸多组分混合物的流体,能够借助"微刺"实现扩大气液界面W及气相 边界层与冷却壁面的接触面积并增强扰动;
[0087] 4)易加工实现,制作难度和成本不会明显上升。
[0088] 在板翅式换热器内采取上述措施,能够极大的提高了非共沸混合介质冷凝换热简 易又有效的技术。与采取"打孔"翅片相比,能够提高20-13%的换热效率。
[0089] 作为优选,所述的突起15与混合物的流动方向所形成的夹角为锐角。
[0090] 作为优选,如图3所示,所述的翅片16为倾斜型翅片,所述翅片16包括水平部分14 和倾斜部分13,所述水平部分14与板片12平行并且与板片12贴在一起,所述倾斜部分13与 水平部分14连接。
[0091] 如图7所示,所述突起15的延伸方向与混合物的流动方向的夹角为a,如图4所示, 沿着混合物的流动方向,同一个倾斜部分13设置多个突起15,沿着混合物的流动方向,所述 的夹角a越来越大。
[0092] 通过实验发现,通过夹角a的逐渐变大,与夹角a完全相同相比,可W实现更高的换 热效率,能够大约提高10%左右的换热效率。
[0093] 作为优选,沿着混合物的流动方向,夹角a变大的幅度越来越小。通过实验发现,变 化夹角a的变大的幅度,可W保证换热效率的情况下,进一步降低流动阻力,能够大约降低 5 %左右的流动阻力。
[0094] 作为优选,所述突起15为等腰Ξ角形,所述等腰Ξ角形的底边设置在倾斜部分13 上,作为优选,底边与倾斜部分的倾斜角度相同,所述等腰Ξ角形的顶角为b,沿着混合物的 流动方向,同一
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