大，因此在相鄰板片29的距離、等腰三角形的底邊長(zhǎng)度、頂角、突起、翅片傾斜部分 與流體流動(dòng)方向的夾角之間滿足一個(gè)最優(yōu)化的尺寸關(guān)系。
[0112]因此，本實(shí)用新型是通過(guò)多個(gè)不同尺寸的換熱器的上千次數(shù)值模擬以及試驗(yàn)數(shù) 據(jù)，在滿足工業(yè)要求承壓情況下（IOMPa以下），在實(shí)現(xiàn)最大換熱量的情況下，總結(jié)出的最佳 的換熱板片的尺寸優(yōu)化關(guān)系。
[0113]相鄰的板片的距離為H，等腰三角形底邊的長(zhǎng)度為h，相鄰的傾斜部分的距離為w， 傾斜部分與板片之間的銳角的夾角為c，滿足如下公式：
[0114] 7*h/H=cl*Ln(L*sin(a)/(w*sin(c) )+c2，
[0115] sin(b/2) =c3+c4*sin(a)_c5*(sin(a) )2，
[0116] 其中Ln是對(duì)數(shù)函數(shù)，(：1、〇2、〇3、〇4、〇5是系數(shù)，
[0117] 0·24〈cl〈0·25，0·68〈c2〈0·70，0·87〈c3〈0·88，0·68〈c4〈0·70，1·14〈c5〈l · 15;
[0118] 19°<a<71°,55°<b<165〇,90 〇<c<70〇；
[0119] 10mm〈w〈15mm，6mm〈H〈14mm;
[0120] 0·19〈L*sin(a)/w〈0·41，0·29〈7*h/H〈0·47;
[0121] H是以相鄰板片相對(duì)的面之間的距離，W是以相鄰的傾斜部分相對(duì)的面在沿著板片 方向上的距離，L為等腰三角形的頂點(diǎn)到底邊中點(diǎn)的距離。
[0122] 作為優(yōu)選，cl=0.245，c2 = 0.694，
[0123] c3 = 0.873，c4 = 0.691，c5 = 1.1454。
[0124] 作為優(yōu)選，85°〈c〈80°。
[0125] 通過(guò)上述公式的出的"突起"的最佳的幾何尺度，可以提高換熱效率，同時(shí)可以實(shí) 現(xiàn)僅對(duì)粘性底層、或包含液膜、及至包含氣相邊界層不同尺度內(nèi)熱阻的強(qiáng)化，避免措施過(guò) 度，造成不必要的阻力損失。
[0126] 作為優(yōu)選，所述的同一排的相鄰的突起的底邊都在一條線上，同一排相鄰的突起 距離為S1，所述4乂11〈51〈6\1 1，其中51是以相鄰兩個(gè)等腰三角形突起的底邊的中點(diǎn)的距離。
[0127] 作為優(yōu)選，相鄰排的突起的等腰三角形的底邊互相平行，等腰三角形的頂點(diǎn)到底 邊中點(diǎn)的距離為L(zhǎng)，相鄰排的距離S2為4*L〈S2〈7*L。優(yōu)選為S2 = 5*L
[0128] 相鄰排的等腰三角形的底邊不同時(shí)，采取兩條底邊的加權(quán)平均數(shù)來(lái)計(jì)算。
[0129] 作為優(yōu)選，同一排的等腰三角形的夾角和底邊完全相同。即形狀完全相同，為相等 形。
[0130] 對(duì)于前面的公式，對(duì)于前后排尺寸不同的突起，也依然適用。
[0131] 對(duì)于沒(méi)有提到的具體尺寸參數(shù)，按照正常的換熱器進(jìn)行設(shè)計(jì)。
[0132] 作為本實(shí)用新型制備甲烷的另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，如圖8所示。與圖1的第一個(gè)實(shí) 施例相比，不同在于取消了生物反應(yīng)器23,直接在厭氧發(fā)酵罐26中進(jìn)行生物反應(yīng)。
[0133] 作為優(yōu)選，厭氧發(fā)酵罐分為兩部分，第一部分進(jìn)行產(chǎn)生沼氣的反應(yīng)，第二部分是產(chǎn) 生甲烷的反應(yīng)，沼氣和氣流9混合的部分。
[0134] 在厭氧發(fā)酵罐中，先輸入一部分甲烷菌，作為種子，在合成甲烷的過(guò)程中，來(lái)自厭 氧發(fā)酵罐中產(chǎn)生的甲烷與種子甲烷菌進(jìn)行反應(yīng)，進(jìn)一步生成甲烷菌。
[0135] 作為優(yōu)選，在生產(chǎn)過(guò)程中，針對(duì)甲烷氣體的生成情況，還可以不斷的從外邊移植甲 烷菌。
[0136] 作為優(yōu)選，所述厭氧發(fā)酵罐設(shè)置甲烷菌移植通道，以便從外部移植甲烷菌。作為優(yōu) 選，可以根據(jù)甲烷的產(chǎn)出情況來(lái)移植甲烷菌。如果發(fā)現(xiàn)甲烷產(chǎn)出低于正常數(shù)值，則打開閥 門，向厭氧發(fā)酵罐內(nèi)移植甲烷菌。
[0137] 作為優(yōu)選，可以在厭氧發(fā)酵罐中的第二部分中設(shè)置氫氣濃度檢測(cè)裝置、甲烷濃度 檢測(cè)裝置、二氧化碳濃度檢測(cè)裝置，分別檢測(cè)厭氧發(fā)酵罐中氫氣、甲烷、二氧化碳的摩爾數(shù)， 并根據(jù)檢測(cè)的結(jié)果如前面所述來(lái)自動(dòng)調(diào)整調(diào)整三通閥，使厭氧發(fā)酵罐中的氣體含量達(dá)到最 佳的比例。
[0138] 作為優(yōu)選，在氣流9的通道上設(shè)置閥門，通過(guò)閥門控制進(jìn)入?yún)捬醢l(fā)酵罐內(nèi)的氣流9 的流量。
[0139] 作為優(yōu)選，在氣流9的通道上設(shè)置閥門，用于控制進(jìn)入生物反應(yīng)器中的氣流9,從而 控制進(jìn)入生物反應(yīng)器中的氫氣的數(shù)量。
[0140] 如果測(cè)量的生物反應(yīng)器中氫氣的含量較低，則控制器自動(dòng)增加閥門的開度，如果 測(cè)量氫氣含量較高，則控制器自動(dòng)減少閥門的開度。當(dāng)然，也可以采用手動(dòng)方式控制。
[0141] 圖8實(shí)施例中沒(méi)有介紹的其他情況與圖1的實(shí)施例相同，就不在具體介紹。
[0142] 雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例披露如上，但本實(shí)用新型并非限定于此。任何本 領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本實(shí)用 新型的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種生物質(zhì)甲烷的制備裝置，其特征在于:包括厭氧發(fā)酵罐、氣化爐、壓縮機(jī)、膜分離 器和冷凝器，氣化爐依次經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)、膜分離器和冷凝器后連接厭氧發(fā)酵罐，在生物反應(yīng)器 中，進(jìn)行合成甲燒的反應(yīng)。2. 如權(quán)利要求1所述的制備裝置，其特征在于，氣化爐通過(guò)合成氣潔凈裝置連接壓縮 機(jī)。3.如權(quán)利要求1所述的制備裝置，其特征在于，壓縮機(jī)、膜分離器和冷凝器分別是兩個(gè)， 所述氣化爐依次經(jīng)過(guò)第一級(jí)壓縮機(jī)、第一級(jí)膜分離器、第一級(jí)冷凝器、第二級(jí)壓縮機(jī)、第二 季膜分離器和第二級(jí)冷凝器后連接厭氧發(fā)酵罐。4. 如權(quán)利要求2所述的制備裝置，其特征在于，在冷凝器和厭氧發(fā)酵罐之間的管路上設(shè) 置閥門。5.如權(quán)利要求1所述的制備裝置，其特征在于，所述冷凝器為板翅式冷凝器，板翅式冷 凝器包括互相平行的板片，所述板片之間設(shè)置翅片，所述翅片包括傾斜于板片的傾斜部分， 在傾斜部分上通過(guò)沖壓方式加工突起，從而使傾斜部分兩側(cè)的流體通過(guò)傾斜部分上沖壓方 式形成的孔連通;所述突起從傾斜部分沿著混合氣體流動(dòng)方向向外延伸。6. 如權(quán)利要求5所述的制備裝置，其特征在于，所述突起延伸的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，沿著混合物的 流動(dòng)方向，同一個(gè)傾斜部分設(shè)置多個(gè)突起，沿著混合物的流動(dòng)方向，所述的長(zhǎng)度L越來(lái)越大。7. 如權(quán)利要求1所述的制備裝置，其特征在于，在冷凝器和厭氧發(fā)酵罐之間的管路上設(shè) 置二氧化碳濃度檢測(cè)裝置、氫氣濃度檢測(cè)裝置和流速檢測(cè)裝置中的至少一個(gè)。8. 如權(quán)利要求1所述的制備裝置，其特征在于，厭氧發(fā)酵罐分為兩部分，第一部分進(jìn)行 厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣的反應(yīng)的部分，第二部分是沼氣和來(lái)自氣化爐的合成氣合成甲烷反應(yīng)的 部分。9.如權(quán)利要求1所述的制備裝置，其特征在于，厭氧發(fā)酵罐中的第二部分中設(shè)置氫氣濃 度檢測(cè)裝置、甲烷濃度檢測(cè)裝置、二氧化碳濃度檢測(cè)裝置的至少一個(gè)。10. 如權(quán)利要求1-7之一的所述的制備裝置，其特征在于，所述厭氧發(fā)酵罐中設(shè)置甲烷 菌移植通道。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種生物質(zhì)甲烷的制備裝置，包括厭氧發(fā)酵罐、氣化爐、壓縮機(jī)、膜分離器和冷凝器，氣化爐依次經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)、膜分離器和冷凝器后連接厭氧發(fā)酵罐，在生物反應(yīng)器中，進(jìn)行合成甲烷的反應(yīng)。本實(shí)用新型通過(guò)設(shè)置在厭氧發(fā)酵罐中直接反應(yīng)，省去了生物反應(yīng)器，同時(shí)在厭氧發(fā)酵罐中通過(guò)生物方法來(lái)實(shí)現(xiàn)甲烷的生產(chǎn)，節(jié)省了成本，同時(shí)提高了甲烷的生產(chǎn)效率。
【IPC分類】C12M1/34, C12M1/107, C10J3/20
【公開號(hào)】CN205133525
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521002699
【發(fā)明人】李海龍, 孫鍥, 陳巖
【申請(qǐng)人】山東大學(xué)
【公開日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2015年12月3日