在歐美國家，凸輪轉(zhuǎn)子泵廣泛應(yīng)用于沼氣處理工藝。近些年隨著社會主義新農(nóng)村建設(shè)工程的推進(jìn)，利用干稻草、青草、菜葉等農(nóng)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(fèi)大國，新能源的開發(fā)利用對國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

  沼氣工程原料預(yù)處理技術(shù)中，根據(jù)其主要原料來源的不同，可把原料預(yù)處理工藝分為三種類型。

1 能源植物為主的原料預(yù)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(dá)600～1000m3/t，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于動物糞便的產(chǎn)氣率。由種植制度方面來看，一年一熟、連片種植的農(nóng)藝制度為能源作物收獲機(jī)械化創(chuàng)造了很好的條件，從而節(jié)省了大量的原料收集成本。

2 以畜禽糞便為主的原料預(yù)處理工藝

    規(guī)模化禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速，伴隨而來的是大量的動物糞便（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)化組合實用工程系統(tǒng)，目標(biāo)是追求較高的能源、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。在國外，沼氣原料以畜禽養(yǎng)殖業(yè)的糞便和農(nóng)產(chǎn)品加工廠的有機(jī)廢棄物、污泥、餐余為主。一般情況下，原料是用罐車從附近的農(nóng)場直接運(yùn)送過來，部分采用管道輸送到沼氣工廠。

3 以有機(jī)垃圾為主的原料預(yù)處理工藝

  由于垃圾中含有大量的非有機(jī)成分，垃圾需要經(jīng)過破碎、轉(zhuǎn)鼓篩分和磁力分選等預(yù)處理工序。經(jīng)過預(yù)處理后的有機(jī)垃圾與蒸汽及消化后物料經(jīng)混合后采用液壓驅(qū)動固體泵通過管道送到消化罐內(nèi)。

沼氣工程原料收貯、預(yù)處理中幾種主要裝備

漿料雜物切碎機(jī)

 在沼氣工程中，原料來源廣泛，主要是能源作物秸稈、青草、谷類、動物的糞便、垃圾等，它們中混有各種粒度較大的雜物，如雞糞中的雞毛、牛糞中的長草和沙礫等。因此，要采用切碎機(jī)對其進(jìn)行切割、破碎，以保證下游泵和其他機(jī)械設(shè)備的運(yùn)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(nèi)外沼氣工程中應(yīng)用最廣泛的輸送泵，但是螺桿泵也存在維修費(fèi)用高、能耗高的缺點，對于TS濃度超過25%的原料輸送也無能為力，針對這些情況，目前在歐洲有的沼氣工程中采用了凸輪轉(zhuǎn)子泵和高密度固體泵。

凸輪泵

 羅德旋轉(zhuǎn)凸輪泵的轉(zhuǎn)子由一對同步齒輪帶動，相對旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子與泵殼之間為無間隙設(shè)計，形成相對密閉的腔體，轉(zhuǎn)子不斷的轉(zhuǎn)動，把介質(zhì)由入口端推到出口端。羅德旋轉(zhuǎn)凸輪泵的結(jié)構(gòu)是完全對稱的，可以實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。凸輪轉(zhuǎn)子泵是自吸、無閥、正排泵，可以輸送各種粘稠或含有顆粒物的介質(zhì)，結(jié)構(gòu)緊湊，對介質(zhì)剪切小，運(yùn)行震動小。羅德凸輪轉(zhuǎn)子泵結(jié)構(gòu)示意圖。

A—機(jī)械密封；B—軸；C—減速齒輪；D—同步齒輪；E—轉(zhuǎn)子；F—快開式泵蓋；G—軸承；H—耐磨襯板

凸輪轉(zhuǎn)子泵特點：

● 結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小，節(jié)省了土建成本。

● 可通過含大尺寸的固體顆粒物，且不容易堵塞。

● 快速開啟式設(shè)計的泵蓋，實現(xiàn)了泵的在線維護(hù)。

● 泵殼整體鑄造而成，泵殼內(nèi)壁配有軸向保護(hù)襯板，當(dāng)輸送研磨性強(qiáng)的介質(zhì)時，可同時選用徑向保護(hù)襯板。 

● 雙端面軸承支撐，避免懸臂式結(jié)構(gòu)泵運(yùn)轉(zhuǎn)時軸變形和部件磨損。

● 自吸性能好，可達(dá)8.7m

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

● 螺旋型設(shè)計轉(zhuǎn)子，在運(yùn)行時脈動很小，管路振動很小。轉(zhuǎn)子可以根據(jù)輸送介質(zhì)的種類進(jìn)行選擇。羅德有多種材料的轉(zhuǎn)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, 可以滿足客戶的各種需求。

● 完全對稱設(shè)計允許泵在任何情況下逆向運(yùn)轉(zhuǎn)。       

 雖然凸輪轉(zhuǎn)子泵的整機(jī)造價較高，但與螺桿泵相比，其主要易損件的使用壽命長、費(fèi)用低，能效比高；因此從長期使用的角度來看，凸輪轉(zhuǎn)子泵還是具有運(yùn)行成本低的優(yōu)勢。此外，凸輪轉(zhuǎn)子泵還具有結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小的特點。

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