在歐美國家，凸輪轉子泵廣泛應用于沼氣處理工藝。近些年隨著(zhù)社會(huì )主義新農村建設工程的推進(jìn)，利用干稻草、青草、菜葉等農業(yè)種植廢棄物替代部分畜禽糞便作為沼氣發(fā)酵原料已成趨勢。中國作為能源消費大國，新能源的開(kāi)發(fā)利用對國民經(jīng)濟的可持續發(fā)展具有重要的意義。

  沼氣工程原料預處理技術(shù)中，根據其主要原料來(lái)源的不同，可把原料預處理工藝分為三種類(lèi)型。

1 能源植物為主的原料預處理工藝

    從原料產(chǎn)氣率角度分析，玉米、甜菜等的干物質(zhì)產(chǎn)氣率可高達600～1000m3/t，遠遠高于動(dòng)物糞便的產(chǎn)氣率。由種植制度方面來(lái)看，一年一熟、連片種植的農藝制度為能源作物收獲機械化創(chuàng )造了很好的條件，從而節省了大量的原料收集成本。

2 以畜禽糞便為主的原料預處理工藝

    規?；蒺B殖業(yè)發(fā)展迅速，伴隨而來(lái)的是大量的動(dòng)物糞便（主要是雞糞、豬糞和牛糞）和相關(guān)的廢棄物，沼氣工程作為一項多項技術(shù)優(yōu)化組合實(shí)用工程系統，目標是追求較高的能源、經(jīng)濟和環(huán)境效益。在國外，沼氣原料以畜禽養殖業(yè)的糞便和農產(chǎn)品加工廠(chǎng)的有機廢棄物、污泥、餐余為主。一般情況下，原料是用罐車(chē)從附近的農場(chǎng)直接運送過(guò)來(lái)，部分采用管道輸送到沼氣工廠(chǎng)。

3 以有機垃圾為主的原料預處理工藝

  由于垃圾中含有大量的非有機成分，垃圾需要經(jīng)過(guò)破碎、轉鼓篩分和磁力分選等預處理工序。經(jīng)過(guò)預處理后的有機垃圾與蒸汽及消化后物料經(jīng)混合后采用液壓驅動(dòng)固體泵通過(guò)管道送到消化罐內。

沼氣工程原料收貯、預處理中幾種主要裝備

漿料雜物切碎機

 在沼氣工程中，原料來(lái)源廣泛，主要是能源作物秸稈、青草、谷類(lèi)、動(dòng)物的糞便、垃圾等，它們中混有各種粒度較大的雜物，如雞糞中的雞毛、牛糞中的長(cháng)草和沙礫等。因此，要采用切碎機對其進(jìn)行切割、破碎，以保證下游泵和其他機械設備的運行安全，提高使用壽命。

輸送泵

 發(fā)酵原料性狀的多樣性、高濃度對原料輸送泵提出了更高的要求。螺桿泵是目前國內外沼氣工程中應用最廣泛的輸送泵，但是螺桿泵也存在維修費用高、能耗高的缺點(diǎn)，對于TS濃度超過(guò)25%的原料輸送也無(wú)能為力，針對這些情況，目前在歐洲有的沼氣工程中采用了凸輪轉子泵和高密度固體泵。

凸輪泵

 羅德旋轉凸輪泵的轉子由一對同步齒輪帶動(dòng)，相對旋轉，轉子與泵殼之間為無(wú)間隙設計，形成相對密閉的腔體，轉子不斷的轉動(dòng)，把介質(zhì)由入口端推到出口端。羅德旋轉凸輪泵的結構是完全對稱(chēng)的，可以實(shí)現正反轉。凸輪轉子泵是自吸、無(wú)閥、正排泵，可以輸送各種粘稠或含有顆粒物的介質(zhì)，結構緊湊，對介質(zhì)剪切小，運行震動(dòng)小。羅德凸輪轉子泵結構示意圖。

A—機械密封；B—軸；C—減速齒輪；D—同步齒輪；E—轉子；F—快開(kāi)式泵蓋；G—軸承；H—耐磨襯板

凸輪轉子泵特點(diǎn)：

● 結構緊湊，占用空間小，節省了土建成本。

● 可通過(guò)含大尺寸的固體顆粒物，且不容易堵塞。

● 快速開(kāi)啟式設計的泵蓋，實(shí)現了泵的在線(xiàn)維護。

● 泵殼整體鑄造而成，泵殼內壁配有軸向保護襯板，當輸送研磨性強的介質(zhì)時(shí)，可同時(shí)選用徑向保護襯板。 

● 雙端面軸承支撐，避免懸臂式結構泵運轉時(shí)軸變形和部件磨損。

● 自吸性能好，可達8.7m

● 獨立的中間隔離腔，隔離腔充滿(mǎn)潤滑油，潤滑和冷卻機封。且可以檢測機械密封的狀態(tài)是否良好（機械密封損壞時(shí)，油會(huì )在壓力下由螺旋孔溢出）。

● 螺旋型設計轉子，在運行時(shí)脈動(dòng)很小，管路振動(dòng)很小。轉子可以根據輸送介質(zhì)的種類(lèi)進(jìn)行選擇。羅德有多種材料的轉子可供選擇：FPM、NBR、EPDM、不銹鋼、銅等。

● 流量范圍大，0.2~4000m³/h, 最大壓差為25bar, 可以滿(mǎn)足客戶(hù)的各種需求。

● 完全對稱(chēng)設計允許泵在任何情況下逆向運轉。       

 雖然凸輪轉子泵的整機造價(jià)較高，但與螺桿泵相比，其主要易損件的使用壽命長(cháng)、費用低，能效比高；因此從長(cháng)期使用的角度來(lái)看，凸輪轉子泵還是具有運行成本低的優(yōu)勢。此外，凸輪轉子泵還具有結構緊湊，占用空間小的特點(diǎn)。

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