專利名稱：寒冷地區(qū)沼氣成套技術(shù)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種寒冷地區(qū)沼氣成套技術(shù)設(shè)備，屬沼氣實(shí)用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
沼氣是有機(jī)物在厭氧條件下經(jīng)微生物的發(fā)酵作用生成的一種可 燃性混合氣體。其主要成份是甲坤和二氧化碳，通常情況下甲烷
(CH4)約占60%左右，二氧化碳(C02)約占40%左右。發(fā)展沼氣 事業(yè)既可生產(chǎn)沼氣用作能源，又可處理有機(jī)廢物以保護(hù)環(huán)境，經(jīng)沼氣 發(fā)酵后的沼渣，沼液是優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥料。沼氣建設(shè)將農(nóng)民生活、生產(chǎn) 和生態(tài)農(nóng)業(yè)緊密聯(lián)系在一起，在促進(jìn)農(nóng)民脫貧致富，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào) 整和農(nóng)業(yè)與農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展等方面起著重大作用。
沼氣的產(chǎn)生，是有機(jī)物在隔絕空氣和保持一定的溫度、濕度、酸 堿度等條件下，經(jīng)過多種微生物(統(tǒng)稱沼氣細(xì)菌)的發(fā)酵分解而產(chǎn)生 的。沼氣發(fā)酵的溫度范圍較大， 一般在8-60。C條件下都能產(chǎn)生沼氣。 溫度對(duì)沼氣發(fā)酵的影響，實(shí)際上是對(duì)發(fā)酵原料發(fā)酵速度的影響，當(dāng)溫 度升高時(shí)，沼氣細(xì)菌的生命活動(dòng)旺盛，發(fā)酵原料的發(fā)酵速度快，沼氣 池產(chǎn)氣量大，發(fā)酵周期就短；當(dāng)發(fā)酵溫度低時(shí)，發(fā)酵原料的發(fā)酵速度 慢，沼氣池產(chǎn)氣量少，發(fā)酵周期較長(zhǎng)；在池內(nèi)發(fā)酵間溫度低于8。C時(shí) 沼氣無法產(chǎn)生。
目前農(nóng)村家庭式沼氣池，在冬季氣溫零下7-8。C的情況下，在沼 氣池上部增加保溫措施，如牛、馬糞，地膜或柴草覆蓋，仍然可以產(chǎn) 生沼氣。更進(jìn)一步的技術(shù)模式是將沼氣池、畜禽舍、廁所、農(nóng)作物栽 培室安排在日光溫室內(nèi)，形成一個(gè)封閉的體系。日光溫室是利用塑料 薄膜的透光和阻散性能，并配套復(fù)合保溫墻體結(jié)構(gòu)，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為 熱能，同時(shí)保護(hù)和阻止熱量及水份的散失，達(dá)到增溫、保溫的目的，
使冬季室內(nèi)、外溫差可達(dá)到30。C左右，在室外溫度零下20°C條件， 日光溫室內(nèi)溫度可保持在10。C左右，8-10m3的沼氣池產(chǎn)生的沼氣可 供4 口之家做二餐飯用。但是這種日光溫度沼氣池資金投入較大，一 般農(nóng)戶建不起，同時(shí)沼氣池也不是一個(gè)獨(dú)立體，必須與畜禽舍、廁所、 農(nóng)作物栽培室其中一種或多種聯(lián)合起來才能見效。并且在室外氣溫達(dá) 到零下20°C以下時(shí)不能產(chǎn)生沼氣。
還有一種太陽(yáng)能沼氣罐裝置，CN200967821Y專制文獻(xiàn)公布了這 種技術(shù)，優(yōu)越性在于安裝太陽(yáng)能集熱器，把常溫發(fā)酵改變?yōu)橹鸁岚l(fā)酵， 在零下20aC以上的氣溫下繼續(xù)保持產(chǎn)氣是可行的。但由于該裝置太 陽(yáng)能集熱器導(dǎo)管中沒有任何導(dǎo)熱介質(zhì)，使寒冷地區(qū)冬季微弱的^:陽(yáng)能 熱量不能充分發(fā)揮出來，也沒有儲(chǔ)熱裝置相配套，沒有其它燃料、電 力等加熱輔助措施，失去陽(yáng)光就失去了熱源，致使該裝置夜間單純依 靠薄薄的玻璃鋼殼體來抵卸十幾個(gè)小時(shí)零下20-30。C的嚴(yán)寒，正常產(chǎn) 氣是不可能的。同時(shí)，進(jìn)料出料不能連續(xù)作業(yè)，而是采取一次性完全 大換料的方式，這在寒冷地區(qū)的冬季也是不可取的。所以，對(duì)高緯度 寒冷地區(qū)全年四季產(chǎn)生沼氣并不適用。
本發(fā)明的目的就是提供一種在室外溫度達(dá)到零下20。C以下，經(jīng) 緯度北緯38。C以北條件下仍然可以正常產(chǎn)生沼氣，能夠獨(dú)立使用， 安裝簡(jiǎn)便，操作容易，造價(jià)低廉，適合寒冷地區(qū)使用的沼氣技術(shù)設(shè)備， 設(shè)備自成一體，功能齊全，用戶可直接安裝使用， 一年四季運(yùn)行產(chǎn)氣。
本發(fā)明的優(yōu)越性在于
1、增溫系統(tǒng)可靠。釆用了太陽(yáng)能介質(zhì)增溫，太陽(yáng)能儲(chǔ)熱增溫， 吸熱膜增溫，沼氣加熱爐介質(zhì)增溫四重增溫措施，可根據(jù)室外溫度的 變化采取不同的增溫方式，以滿足殼體內(nèi)微生物生命活動(dòng)的需要。特 別是保證冬季室外溫度零下20°C以下時(shí)發(fā)酵間正常產(chǎn)氣。
2、 保溫系統(tǒng)可靠。采用了保溫板、保溫泡沫、保溫涂料、保溫 隔離層四重保溫措施，以防止殼體內(nèi)溫度外泄。
3、 可根據(jù)發(fā)酵程度進(jìn)料、出料。不需要停氣大換料。以保持產(chǎn) 氣的穩(wěn)定性和連續(xù)性。
4、 由于設(shè)備功能齊全，標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，克服了傳統(tǒng)沼氣池因建造技 術(shù)參差不齊，要經(jīng)反復(fù)調(diào)試方能使用的復(fù)雜程序。 一步到位，安裝完 畢按說明書操作就可以產(chǎn)氣。
寒冷地區(qū)沼氣成套技術(shù)設(shè)備，為寒冷地區(qū)冬季零下20°C以下北 緯38°以北條件下沼氣生產(chǎn)提供了技術(shù)保障。使過去北方沼氣半年使 用半年閑的狀況得到改善?？梢栽谖鞅秉S土高原，西北風(fēng)沙區(qū)，青藏 高原、東北平原山區(qū)、內(nèi)蒙古自治區(qū)等廣大寒冷地區(qū)實(shí)施應(yīng)用
發(fā)明內(nèi)容
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本發(fā)明提供了一種寒冷地區(qū)沼氣成套技術(shù)設(shè)備，在室外溫度達(dá)到 零下20°C以下北緯38°以北條件下，實(shí)現(xiàn)沼氣池正常運(yùn)行產(chǎn)氣。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的-
所述寒冷地區(qū)沼氣成套技術(shù)設(shè)備，它包括玻璃鋼殼體、太陽(yáng)能介 質(zhì)增溫器、沼氣灶介質(zhì)加熱爐、殼體吸熱保溫層、下半球吸熱保溫層、 壓力自動(dòng)控制閥門、溫度監(jiān)測(cè)儀、出料攪拌器和輸氣管道。
所述玻璃鋼殼體，殼體下半球呈橢圓形，上半球呈削球形，殼體 內(nèi)設(shè)有貯氣箱、發(fā)酵間、進(jìn)料管、出料管，殼體的上半球頂端設(shè)有進(jìn) 料口與進(jìn)料管相通，用以向發(fā)酵間投入新料源，進(jìn)料口上面有蓋板， 上半球頂端還設(shè)有出料口與出料管相通，發(fā)酵完的沼渣、沼液由出料 口用出料攪拌器抽出。出料口上設(shè)有水壓箱，水壓箱的功能是維持正 常氣壓和儲(chǔ)存太陽(yáng)能熱量，進(jìn)料口之上水壓箱上面裝有蓋板。殼體上 半球頂端中部設(shè)有中心天窗，用作進(jìn)入殼體內(nèi)檢修、采光通風(fēng)、排除 殘存有害氣體。中心天窗下部設(shè)有水封圈，以防止氣體外泄，上部設(shè) 有活動(dòng)蓋板。殼體上半球中心天窗旁設(shè)有導(dǎo)氣管，用以輸送沼氣。
所述太陽(yáng)能介質(zhì)增溫器，由太陽(yáng)能吸熱體吸收的太陽(yáng)能熱量通過 介質(zhì)導(dǎo)熱管輸送到水壓箱和發(fā)酵間內(nèi)。介質(zhì)導(dǎo)熱管在水壓箱和發(fā)酵間 分別圍繞二圈以上，以充分散發(fā)熱量。利用物質(zhì)溫度升高時(shí)吸熱、降 低時(shí)放熱的特性，水壓箱的水可以做為顯熱儲(chǔ)熱的介質(zhì)來儲(chǔ)備熱能。
在發(fā)酵間溫度下降時(shí)給予補(bǔ)充熱量。室外氣溫達(dá)到20°C以上時(shí)，太 陽(yáng)能增溫器停止供熱。
所述沼氣灶加熱爐，是在沼氣灶上加設(shè)余熱吸收器，沼氣灶使用 時(shí)的余熱被吸收后，通過介質(zhì)導(dǎo)管把熱量輸送到水壓箱和發(fā)酵間。在 強(qiáng)寒冷條件下，加熱爐做為預(yù)備措施，可以確保沼氣設(shè)備正常產(chǎn)氣。
所述殼體吸熱保溫層，包括發(fā)泡塑料、保溫涂料、膨漲腔體、吸 熱塑料膜，四種物質(zhì)結(jié)合為一體，對(duì)水壓間和殼體進(jìn)行保溫。
所述下半球吸熱保溫層，設(shè)在地下和地表層。下半球埋在地下， 圍圈開掘與下半球同樣深度的土溝，鋪墊塑料薄膜，然后土溝里填埋 牛糞、馬糞、鋸沫、樹葉、農(nóng)作物秸桿等一種或多種填埋物，填埋物
上地面覆蓋吸熱塑料膜。當(dāng)室外溫度提升后，土溝內(nèi)的填埋物可做為 發(fā)酵原料投入沼氣設(shè)備內(nèi)生產(chǎn)沼氣。
所述壓力自動(dòng)控制閥門安裝在導(dǎo)氣管上，殼體內(nèi)產(chǎn)氣過多使用不 完時(shí)，為防止殼體脹裂，根據(jù)限定壓力設(shè)定自動(dòng)開啟功能，將多余沼 氣排放，確保安全。
所述溫度監(jiān)測(cè)儀，把溫度感應(yīng)器設(shè)在發(fā)酵間，反應(yīng)盤設(shè)在殼體外， 可隨時(shí)觀察發(fā)酵間溫度變化情況，以便采取相應(yīng)措施。
所述出料攪拌器，套筒可用金屬管或塑料管制作。套筒內(nèi)設(shè)一抽 拉桿，抽拉桿的上端有把手，下端有活塞，主要用于抽排殼體內(nèi)沉渣、
沼液、污泥回流和結(jié)殼破碎。
所述輸氣管，與導(dǎo)氣管用三通相接輸送沼氣到使用的位置，輸氣 管上設(shè)有開關(guān)，控制氣量大小或截止。
本發(fā)明寒冷地區(qū)沼氣成套技術(shù)設(shè)備，解決了零下20°C生產(chǎn)沼氣 難的問題，解決了北方地區(qū)沼氣半年產(chǎn)氣半年閑的問題。對(duì)改善農(nóng)民 生產(chǎn)、生活條件，對(duì)保護(hù)生態(tài)環(huán)境都起到了良好的作用。


圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)安裝示意圖； 圖2為圖1的俯示圖3為太陽(yáng)能介質(zhì)導(dǎo)熱管和沼氣灶加熱爐介質(zhì)導(dǎo)熱管在水壓箱 和發(fā)酵間的安裝示意圖4為上半球殼體和水壓箱吸熱保溫層結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為下半球殼體保溫層結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為沼氣灶加熱爐結(jié)構(gòu)示意圖。
對(duì)各幅附圖中的標(biāo)示說明如下(1)玻璃鋼殼體；(2)殼體吸熱 保溫層；(3)下半球保溫層；(4)出料管；(5)沉渣層；(6)發(fā)酵間 散熱管；(7)發(fā)酵間；(8)貯氣箱；(9)進(jìn)料管；(10)進(jìn)料口； (11) 進(jìn)料口蓋板；(12),導(dǎo)氣管；(13)壓力自動(dòng)控制閥門；(14)三通；
(15)凝水瓶；(16)沼氣輸送管；(17)壓力表；(18)太陽(yáng)能介質(zhì) 導(dǎo)熱管；(19)水壓箱蓋板；(20)水壓箱；(21)沼氣灶加熱爐介質(zhì) 導(dǎo)管；(22)水壓箱散熱管；(23)中心天窗蓋板；(24)中心天窗水 封圈；(25)中心天窗；(26)溫度感應(yīng)器；(27)水壓箱吸熱保溫層； (28)出料口； (29)膨脹腔體；(30)發(fā)泡塑料；(31)保溫涂料； (32)吸熱塑料膜；(33)地面吸熱塑料膜；(34)填埋物；(35)塑 料薄膜；(36)調(diào)風(fēng)板；(37)噴嘴；(38)放射器；(39)余熱吸收器;
(40)沼氣燃燒孔；(41)介質(zhì)導(dǎo)熱管；(42) 土溝；(43)沼氣灶加熱爐。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步說明 實(shí)施例一
如圖l所示，玻璃鋼殼體(O為整體結(jié)構(gòu)，殼體內(nèi)分為三部分， 上層貯氣箱(8)，中層發(fā)酵間(7)，下層沉渣層(5)，玻璃鋼殼體(1) 頂端有三個(gè)口，包括進(jìn)料口 (10)，出料口 (28)和中心天窗(25)， 中心天窗(25)旁設(shè)有導(dǎo)氣管(12)，導(dǎo)氣管(12)下部伸入貯氣箱
(8)內(nèi)，上部安裝三通(14)，三通(14) 一端安裝壓力自動(dòng)控制閥 門(.13)，另一端連接凝水瓶(15)，凝水瓶(15)頂部連接沼氣輸送 管(16)，中心天窗(25)的另一側(cè)安裝壓力表(17)，壓力表(17) 旁、出料口 (28)上部設(shè)置水壓箱(20)，進(jìn)料口 (10)的下部連接 進(jìn)料管(9)，上部有進(jìn)料口蓋板(11)，出料口 (28)的下部連接出 料管(4)，水壓箱(20)上部有水壓箱蓋板(19)，中心天窗(25) 底部設(shè)置中心天窗水封圈(24)，頂部有中心天窗蓋板(23)，發(fā)酵間
(7)內(nèi)殼壁上安裝溫度感應(yīng)器(26)。 實(shí)施例二
在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，如圖2所示，在玻璃鋼殼體(1)的外部， 包裝殼體吸熱保溫層(2)，包裝下半球保溫層(3)，水壓箱(20)的 外部包裝水壓箱吸熱保溫層(27)，進(jìn)料口 (10)，導(dǎo)氣管(12)，中 心天窗(25)，水壓箱(20)的位置在玻璃鋼殼體(1)內(nèi)同一圓心線 上。
實(shí)施例三
在實(shí)施例一、例二的基礎(chǔ)上，如圖3所示，水壓箱(20)上部一
側(cè)安裝太陽(yáng)能介質(zhì)導(dǎo)熱管(18)，另一側(cè)安裝沼氣灶加熱爐介質(zhì)導(dǎo)管 (21)， 二種導(dǎo)管進(jìn)入水壓箱(20)，連接水壓箱散熱管(22)，水壓 箱散熱管(22)連接發(fā)酵間散熱管(6)。 實(shí)施例四
在實(shí)施例一、例二、例三的基礎(chǔ)上，如圖4所示，殼體吸熱保溫 層(2)共分四層，在玻璃鋼殼體(1)外部粘貼發(fā)泡塑料(30)，發(fā) 泡塑料(30)外部涂刷保溫涂料(31)，保溫涂料(31)外部用膨脹 膠構(gòu)成膨脹腔體(29)，膨脹腔體(29)外部纏貼吸熱塑料膜(32)。
實(shí)施例五
在實(shí)施例一、例二、例三、例四的基礎(chǔ)上，如圖5所示，下半球 保溫層(3)埋在地下，開掘土溝(42)，溝寬60公分以上，土溝平 整后鋪墊塑料薄膜(35)，填充牛糞、馬糞、鋸沬、樹葉、農(nóng)作物秸 桿等一種或多種填埋物(34)，填埋物(34)上面與地面相平的位置 覆蓋吸熱塑料膜(33)。
實(shí)施例六
在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，如圖6所示，沼氣灶加熱爐(43)，由調(diào) 風(fēng)板(36)、噴嘴(37)、引射器(38)、余熱吸收器(39)、沼氣燃燒 孔(40)、介質(zhì)導(dǎo)熱管(41)構(gòu)成。
權(quán)利要求
1、一種寒冷地區(qū)沼氣成套技術(shù)設(shè)備，包括玻璃鋼殼體(1)、殼體吸熱保溫層(2)、下半球保溫層(3)、發(fā)酵間散熱管(6)、導(dǎo)氣管(12)、壓力自動(dòng)控制閥門(13)、三通(14)、凝水瓶(15)、壓力表(17)、太陽(yáng)能介質(zhì)導(dǎo)熱管(18)、沼氣灶加熱爐介質(zhì)導(dǎo)熱管(21)、水壓箱散熱管(22)、溫度感應(yīng)器(26)、水壓箱吸熱保溫層(27)、膨脹腔體(29)、發(fā)泡塑料(30)、保溫涂料(31)、吸熱塑料膜(32)、地面吸熱塑料膜(33)、填埋物(34)、塑料薄膜(35)、介質(zhì)導(dǎo)熱管(41)、土溝(42)、沼氣灶加熱爐(43)，其特征在于a、在玻璃鋼殼體(1)外部包裝殼體吸熱保溫層(2)，殼體吸熱保溫層由四層材料構(gòu)成，在玻璃鋼殼體(1)外部粘貼發(fā)泡塑料(30)，發(fā)泡塑料(30)外部涂刷保溫涂料(31)，保溫涂料(31)的外部用膨脹膠構(gòu)成膨脹腔體(29)，膨脹腔體(29)外部纏貼吸熱塑料膜(32)。b、下半球保溫層(3)埋在地下，圍繞玻璃鋼殼體(1)下半球開掘土溝(42)，溝寬60公分以上，土溝(42)平整后鋪墊塑料薄膜(35)，在鋪墊塑料薄膜(35)的土溝(42)中填充牛糞、馬糞、鋸沫、樹葉、農(nóng)作物秸桿等一種或多種填埋物(34)，填埋物(34)上面與地面相平的位置覆蓋吸熱塑料膜(33)。c、水壓箱(20)上部一側(cè)安裝太陽(yáng)能介質(zhì)導(dǎo)熱管(18)，另一側(cè)安裝沼氣灶加熱爐介質(zhì)導(dǎo)熱管(21)，二種導(dǎo)管進(jìn)入水壓箱(20)連接水壓箱散熱管(22)，水壓箱散熱管(22)連接發(fā)酵間散熱管(6)。d、沼氣灶加熱爐(43)設(shè)置余熱吸收器(39)，吸收的沼氣燃燒熱量由介質(zhì)導(dǎo)熱管(41)輸出。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的寒冷地區(qū)沼氣成套技術(shù)設(shè)備，其特征在于導(dǎo)氣管(12)的上部安裝三通(14),三通(14) 一端安裝壓 力自動(dòng)控制閥門(13),另一端連接凝水瓶(15)，凝水瓶(15)頂部 連接沼氣輸送管(16)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的寒冷地區(qū)沼氣成套技術(shù)設(shè)備，其特征 在于中心天窗(25)的一側(cè)安裝壓力表(17)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的寒冷地區(qū)沼氣成套技術(shù)設(shè)備，其特征 在于水壓箱(20)的外部包裝水壓箱吸熱保溫層(27)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種寒冷地區(qū)成套技術(shù)設(shè)備，可以在經(jīng)緯度北緯38℃以北，氣溫零下20℃以下的條件正常運(yùn)行產(chǎn)生沼氣。技術(shù)方案包括玻璃鋼殼體吸熱保溫層，下半球保溫層，太陽(yáng)能集熱介質(zhì)導(dǎo)熱增溫，沼氣加熱爐介質(zhì)導(dǎo)熱增溫，吸熱膜腔體增溫?？筛鶕?jù)室外溫度變化采取不同的增溫方式，以滿足殼體內(nèi)微生物生命活動(dòng)的需要。本設(shè)備功能齊全，標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，按說明書就可以安裝產(chǎn)氣。在農(nóng)村、城鎮(zhèn)都能實(shí)施應(yīng)用。
文檔編號(hào)C12M1/107GK101182462SQ20071018741
公開日2008年5月21日 申請(qǐng)日期2007年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月23日
發(fā)明者張迎秋 申請(qǐng)人:張迎秋