1.本实用新型涉及垃圾处理领域，具体涉及一种厨余垃圾的厌氧沼气脱水装置。


背景技术：

2.随着城市化进程不断加快，城市生活垃圾产生量也越来越大，导致城市环境污染严重，其中，厨余垃圾对环境的的污染和公共卫生安全的危害日益显现，厨余垃圾处理是目前垃圾分类的重点。
3.厨余垃圾在厌氧条件下，经过微生物的发酵作用会产生能源性产物沼气，利于厨余垃圾资源化利用。沼气从厌氧发酵装置产出时含有大量的水分，特别是高温发酵与中温发酵含水量更大，在管路输配过程中沼气中的水分会析出，使输配系统的阻力增大，甚至使管道堵塞，水与沼气中的硫化氢共同作用，还会加速管道及阀门、流量计的腐蚀，因此沼气必须进行脱水处理。
4.传统用于厨余垃圾的沼气脱水装置普遍依靠管网对沼气冷却脱水，往往存在脱水效果差、脱水效率低的问题，亟待解决。


技术实现要素：

5.为解决上述背景技术中阐述的技术问题，本实用新型的目的在于提出一种厨余垃圾的厌氧沼气脱水装置，本技术将通气管的通气进口和通气出口设于换热器壳体的同一端，冷却腔的进口和出口分别设于换热器壳体的两端，沼气在换热器的同一端进出，冷却水能够同时冷却刚进入换热器和将要排出换热器的沼气，冷却腔内温度均匀，由此，沼气在换热器内能够均匀充分的降温，避免出现只有冷却腔前端或者后端能够对位于通气管内的沼气降温，造成脱水不均匀不充分的情况，提高了脱水效果和脱水效率。
6.为了达到上述目的，本技术提出一种厨余垃圾的厌氧沼气脱水装置，其包括：换热器、制冷器、水箱和气水分离器，其中，所述换热器包括壳体和若干通气管，所述壳体围成冷却腔，若干所述通气管设于所述冷却腔，所述壳体两端分别设有与所述冷却腔连通的第一冷却开口和第二冷却开口，所述通气管具有位于所述壳体一端的通气进口和通气出口；所述制冷器连通所述第一冷却开口和所述第二冷却开口，所述制冷器为所述冷却腔提供冷却水；所述水箱对所述制冷器供水；所述气水分离器具有进气口、出气口和排水口，所述进气口与所述通气出口连通。
7.由上，含水沼气经前端工序排出后通入通气管，通气管位于冷却腔，冷却腔内充满了由制冷器提供的冷却水，由此含水沼气通入通气管后迅速降温，由于水蒸气遇冷析出的特性，含水沼气中的水分迅速析出形成冷凝水，在气水分离器的作用下，当含水沼气排出通气管时冷凝水被气水分离器排出，无水沼气经气水分离器的出气口排出。
8.当沼气的流向与冷却水的流向为单程的同向或者相向移动时，容易出现冷却腔前端和后端的温度不一，沼气有效降温时间过短，造成沼气降温不均匀充分，降低降温效果和降温效率的情况。
9.由此，本技术将通气管的通气进口和通气出口设于换热器壳体的同一端，冷却腔的进口和出口，即第一冷却开口和第二冷却开口分别设于换热器壳体的两端，沼气在换热器的同一端进出，冷却水能够同时冷却刚进入换热器和将要排出换热器的沼气，冷却腔内温度均匀，由此，沼气在换热器内能够均匀充分的降温，避免出现只有冷却腔前端或者后端能够对位于通气管内的沼气降温，造成脱水不均匀不充分的情况，提高脱水效果和脱水效率。
10.本领域技术人员能够理解的是，本技术文件中所述制冷器为市场上常见的制冷器，如压缩式制冷器、吸收式制冷器、蒸汽喷射式制冷器或者半导体制冷器。
11.进一步的，所述换热器包括端盖，所述端盖设有进气部和出气部，所述进气部和所述出气部分别对应所述通气进口和所述通气出口设置，所述通气进口连接有进气管道，所述通气出口连接有出气管道。
12.进一步的，所述进气管道和所述出气管道分别与第一风机和第二风机相连，所述第一风机将气流通入所述进气管道，所述第二风机将气流排出所述出气管道。
13.进一步的，还包括控制器，所述出气管道设有测温器，所述测温器位于所述气水分离器的出气口，所述控制器经导线分别与所述测温器和所述制冷器相连。
14.进一步的，所述出气管道设有测湿器，所述测湿器位于所述测温器的后侧，所述测湿器后侧的进气管道设有旁通管，所述旁通管和所述出气管道连接处设有电磁阀，所述旁通管的另一端和所述进气管道连通。
15.进一步的，所述制冷器设有进水口，所述气水分离器的排水口与所述制冷器的进水口连通。
16.进一步的，若干所述通气管道在所述冷却腔内呈弯曲状。
17.进一步的，所述气水分离器为离心式气水分离器。
18.进一步的，所述气水分离器的出气口处设有干燥器，所述干燥器内设有干燥剂。
19.进一步的，所述干燥剂为硅胶、活性氧化铝、复式干燥剂中的任意一种。
20.本技术的有益效果如下：
21.1.本技术将通气管的通气进口和通气出口设于换热器壳体的同一端，冷却腔的进口和出口，即第一冷却开口和第二冷却开口分别设于换热器壳体的两端，沼气在换热器的同一端进出，冷却水能够同时冷却刚进入换热器和将要排出换热器的沼气，冷却腔内温度均匀，由此，沼气在换热器内能够均匀充分的降温，避免出现只有冷却腔前端或者后端能够对位于通气管内的沼气降温，造成脱水不均匀不充分的情况，提高脱水效果和脱水效率；
22.2.第一风机和第二风机的设置加快了沼气在管道中的运输速度，第一风机加快了含水沼气通入换热器的速度，第二风机加快了脱水后沼气通入后续装置的速度，提高了沼气的脱水效率，保证了后续装置的连续运转，提高了厨余垃圾的厌氧沼气的处理效率；
23.3.沼气的冷凝水析出效果直观体现在沼气的降温程度，本技术还包括控制器，出气管道设有测温器，测温器位于气水分离器的出气口，控制器经导线分别与测温器和制冷器相连，由此，在出气管道处设置测温器，使得沼气的温度可视化，利于直接判断沼气是否达到目标脱水温度，控制器可根据实际测得的沼气温度调节制冷器的工作状态，进一步提高了沼气脱水效果和脱水效率，保证了整体装置的脱水可靠性；
24.4.在测温器后侧设置测湿器，使得沼气含水量可视化，利于直接判断沼气含水量
是否达到规定标准，不符合标准时，位于旁通管和出气管道连接处的电磁阀打开，旁通管连通出气管道，将沼气再次通入进气管道进行降温脱水，进一步保证了沼气的脱水效果，提高了整体装置的脱水可靠性；
25.5.制冷器设有进水口，气水分离器的排水口与制冷器的进水口连通，由此设置，经气水分离器排出的冷凝水可回流到制冷器的进水口，由制冷器再次进行制冷后可以再次通入冷却腔，冷凝水重复利用，利于可持续发展；
26.6.沼气降温的面积直关体现于通气管道与冷却水的接触面积，通气管道在冷却腔内呈弯曲状，由此设置，加大了通气管道与冷却水的接触面积，加大了沼气降温的面积，提高了沼气的降温效果，因此利于进一步提高脱水效果；
27.7.气水分离器的出气口处设有干燥器，干燥器内设有干燥剂，由此设置，经气水分离器去除冷凝水后的沼气排出后进入干燥器与干燥剂接触，干燥剂对沼气再次进行脱水处理，进一步提高了沼气的脱水率，保证沼气含水量经脱水后达到规定标准，保证整体装置的可靠性。
附图说明
28.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
29.图1为本技术一个实施例的正视图的结构示意图；
30.图2为本技术一个实施例中的换热器的立体结构示意图；
31.图3为本技术一个实施例中的换热器正视图的剖视结构示意图；
32.图4为本技术一个实施例中的换热器的前视结构示意图；
33.图5为本技术一个实施例中的换热器的后视结构示意图；
34.1.换热器；11.壳体；12.通气管；13.冷却腔；14.第一冷却开口；15.第二冷却开口；16.通气进口；17.通气出口；18.端盖；181.进气部；182.出气部；183.进气管道；184.出气管道；
35.2.制冷器；21.进水口；
36.3.水箱；
37.4.气水分离器；41.进气口；42.出气口；43.排水口；
38.5.第一风机；
39.6.第二风机；
40.7.控制器；
41.8.测温器；
42.9.测湿器；91.旁通管；92.电磁阀；
43.10.干燥器；
44.箭头a.沼气气流方向；箭头b.沼气气流方向；箭头c.冷却水方向；箭头d.冷却水流动方向。
具体实施方式
45.为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式，在各图中相同的标号表示结构相同或结构相似但功能相同的部件。
46.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
47.当沼气的流向与冷却水的流向为单程的同向或者相向移动时，容易出现冷却前端和后端的温度不一，沼气有效降温时间过短，造成沼气降温不均匀充分，降低降温效果和降温效率的情况。
48.因此，示例性的，参照图1至图5，本技术提出一种厨余垃圾的厌氧沼气脱水装置，将通气管12的通气进口和通气出口设于换热器壳体11的同一端，冷却腔13的进口和出口分别设于换热器1壳体11的两端，沼气在换热器1的同一端进出，冷却水能够同时冷却刚进入换热器1和将要排出换热器1的沼气，冷却腔13内温度均匀，由此，沼气在换热器1内能够均匀充分的降温，避免出现只有冷却腔13前端或者后端能够对位于通气管12内的沼气降温，造成脱水不均匀不充分的情况，提高了脱水效果和脱水效率。
49.示例性的，具体技术方案如下：
50.参照图1至图5，本技术为一种厨余垃圾的厌氧沼气脱水装置，其包括：换热器1、制冷器2、水箱3和气水分离器4，其中，换热器1包括壳体11和若干通气管12，壳体11围成冷却腔13，若干通气管12设于冷却腔13，壳体11两端分别设有与冷却腔13连通的第一冷却开口14和第二冷却开口15，通气管12具有位于壳体11一端的通气进口16和通气出口17；制冷器2连通第一冷却开口14和第二冷却开口15，制冷器2为冷却腔13提供冷却水；水箱3对制冷器2供水；气水分离器4具有进气口41、出气口42和排水口43，进气口41与通气出口17连通。
51.由上，含水沼气经前端工序排出后通入通气管12，通气管12位于冷却腔13，冷却腔13内充满了由制冷器2提供的冷却水，由此含水沼气通入通气管12后迅速降温，由于水蒸气遇冷析出的特性，含水沼气中的水分迅速析出形成冷凝水，在气水分离器4的作用下，当含水沼气排出通气管12时冷凝水被气水分离器4排出，无水沼气经气水分离器4的出气口42排出。
52.参照图1至图5，本技术将通气管12的通气进口16和通气出口17设于换热器1壳体11的同一端，冷却腔13的进口和出口，即第一冷却开口14和第二冷却开口15分别设于换热器1壳体11的两端，沼气在换热器1的同一端进出，冷却水能够同时冷却刚进入换热器1和将要排出换热器1的沼气，冷却腔13内温度均匀，由此，沼气在换热器1内能够均匀充分的降温，避免出现只有冷却腔13前端或者后端能够对位于通气管12内的沼气降温，造成脱水不均匀不充分的情况，提高脱水效果和脱水效率。
53.本领域技术人员能够理解的是，本技术文件中制冷器2为市场上常见的制冷器，如压缩式制冷器、吸收式制冷器、蒸汽喷射式制冷器或者半导体制冷器。
54.示例性的，参照图1至图5，换热器1包括端盖18，端盖18设有进气部181和出气部182，进气部181和出气部182分别对应通气进口16和通气出口17设置，通气进口16连接有进气管道183，通气出口17连接有出气管道184。换热器1的通气进口16和通气出口17的规格可
以根据不同的需求设置，端盖18的设置利于换热器1与市面上的管道规格进行匹配，便于市场化。
55.示例性的，参照图1至图5，进气管道183和出气管道184分别与第一风机5和第二风机6相连，第一风机5将气流通入进气管道183，第二风机6将气流排出出气管道184。第一风机5和第二风机6的设置加快了沼气在管道中的运输速度，第一风机5加快了含水沼气通入换热器1的速度，第二风机6加快了脱水后沼气通入后续装置的速度，提高了沼气的脱水效率，保证了后续装置的连续运转，提高了厨余垃圾的厌氧沼气的处理效率。
56.示例性的，参照图1至图5，还包括控制器7，出气管道184设有测温器8，测温器8位于气水分离器4的出气口42，控制器7经导线分别与测温器8和制冷器2相连。沼气的冷凝水析出效果直观体现在沼气的降温程度，在出气管道184处设置测温器8，使得沼气的温度可视化，利于直接判断沼气是否达到目标脱水温度，控制器7可根据实际测得的沼气温度调节制冷器2的工作状态，由此，进一步提高了沼气脱水效果和脱水效率，保证了整体装置的脱水可靠性。
57.示例性的，参照图1至图5，出气管道184设有测湿器9，测湿器9位于测温器8的后侧，测湿器9后侧的进气管道183设有旁通管91，旁通管91和出气管道184连接处设有电磁阀92，旁通管91的另一端和进气管道183连通。在测温器8后侧设置测湿器9，使得沼气含水量可视化，利于直接判断沼气含水量是否达到规定标准，不符合标准时，位于旁通管91和出气管道184连接处的电磁阀92打开，旁通管91连通出气管道184，将沼气再次通入进气管道183进行降温脱水，进一步保证了沼气的脱水效果，提高了整体装置的脱水可靠性。
58.示例性的，参照图1至图5，制冷器2设有进水口21，气水分离器4的排水口43与制冷器2的进水口21连通。由此设置，经气水分离器4排出的冷凝水可回流到制冷器2的进水口21，由制冷器2再次进行制冷后可以再次通入冷却腔13，冷凝水重复利用，利于可持续发展。
59.示例性的，参照图1至图5，若干通气管12道在冷却腔13内呈弯曲状。沼气降温的面积直关体现于通气管12道与冷却水的接触面积，由此设置，加大了通气管12道与冷却水的接触面积，加大了沼气降温的面积，提高了沼气的降温效果，因此利于进一步提高脱水效果。
60.示例性的，参照图1至图5，气水分离器4为离心式气水分离器。采用离心式气水分离器利于进一步提高沼气脱水效果，提高脱水效率，保证后端设备的连续运行。本领域技术人员能够理解的是，本技术的离心式气水分离器4为市面上常见的离心式气水分离器，通过降速、离心、碰撞、变向、凝聚等原理，除去沼气中的液态水分。湿气在冷却过程中冷凝后，在离心式气水分离器4中的挡板廹使气体改变方向二次，并以设计好的速度旋转，产生离心力高效地分离出液体，并及时排放出冷凝液，具有除水效率高、安全可靠的特点。
61.示例性的，参照图1至图5，气水分离器4的出气口42处设有干燥器10，干燥器10内设有干燥剂。由此设置，经气水分离器4去除冷凝水后的沼气排出后进入干燥器10与干燥剂接触，干燥剂对沼气再次进行脱水处理，实现对沼气的二次脱水，进一步提高了沼气的脱水效果，保证沼气含水量经脱水后达到规定标准，保证整体装置的可靠性。
62.示例性的，干燥剂为硅胶、活性氧化铝、复式干燥剂中的任意一种。利用硅胶、活性氧化铝或者复式干燥剂对沼气再次进行脱水，通过固体表面力作用实现水分的脱除，采用此种依靠固体物理脱水的方法的干燥剂可以再生，利于环保可持续发展。本领域技术人员
能够理解的是，本技术文件的干燥剂还可以为脱水溶剂，如含有氯化钙、氯化锂或者甘醇类的溶剂。
63.本领域技术人员能够理解的是，本技术中每段冷却水流经的管道处都设有泵体。
64.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
65.以上仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。