一種沼氣發(fā)電、燃燒利用系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種沼氣發(fā)電、燃燒利用系統(tǒng)，包括污水糞便池、發(fā)酵預處理池、太陽能熱水器、可控集箱式發(fā)酵裝置、脫硫器、儲氣柜、沼氣發(fā)電裝置和沼氣加熱裝置，污水糞便池的出口通與發(fā)酵預處理池的進口連接，發(fā)酵預處理池的出口與可控集箱式發(fā)酵裝置的進口連接，太陽能熱水器的出水口分別與發(fā)酵預處理池和可控集箱式發(fā)酵裝置的熱水進口連接，可控集箱式發(fā)酵裝置的沼氣出口與脫硫器的進氣口連接，脫硫器的出氣口與儲氣柜的進氣口連接，儲氣柜的出氣口分別與沼氣發(fā)電裝置和沼氣加熱裝置的進氣口連接。本實用新型設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)簡單，對厭氧發(fā)酵過程中的污水糞便攪拌均勻，有助于提高沼氣產(chǎn)量，沼氣儲存的氣密性更好，防止沼氣泄露，實用性強，易于推廣應用。
【專利說明】一種沼氣發(fā)電、燃燒利用系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于沼氣利用【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種沼氣發(fā)電、燃燒利用系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]沼氣是有機物質(zhì)在厭氧條件下，經(jīng)過微生物的發(fā)酵作用而生成的一種混合氣體。由于這種氣體最先是在沼澤中發(fā)現(xiàn)的，所以稱為沼氣。人畜糞便、秸桿、污水等各種有機物在密閉的沼氣池內(nèi)，在厭氧(沒有氧氣)條件下發(fā)酵，類繁多的沼氣發(fā)酵微生物分解轉(zhuǎn)化，從而產(chǎn)生沼氣。沼氣是一種混合氣體，可以燃燒。沼氣是有機物經(jīng)微生物厭氧消化而產(chǎn)生的可燃性氣體。
[0003]沼氣是多種氣體的混合物，一般含甲烷50?70%，其余為二氧化碳和少量的氮、氫和硫化氫等。其特性與天然氣相似?？諝庵腥绾?.6?20.8%(按體積計)的沼氣時，就會形成爆炸性的混合氣體。沼氣除直接燃燒用于炊事、烘干農(nóng)副產(chǎn)品、供暖、照明和氣焊等夕卜，還可作內(nèi)燃機的燃料以及生產(chǎn)甲醇、福爾馬林、四氯化碳等化工原料。經(jīng)沼氣裝置發(fā)酵后排出的料液和沉渣，含有較豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，可用作肥料和飼料。
[0004]沼氣是一些有機物質(zhì)，在一定的溫度、濕度、酸度條件下，隔絕空氣(如用沼氣池)，經(jīng)微生物作用(發(fā)酵)而產(chǎn)生的可燃性氣體。它含有少量硫化氫，所以略帶臭味。發(fā)酵是復雜的生物化學變化，有許多微生物參與。反應大致分兩個階段:(I)微生物把復雜的有機物質(zhì)中的糖類、脂肪、蛋白質(zhì)降解成簡單的物質(zhì)，如低級脂肪酸、醇、醛、二氧化碳、氨、氫氣和硫化氫等。(2)由甲烷菌種的作用，使一些簡單的物質(zhì)變成甲烷。要正常地產(chǎn)生沼氣，必須為微生物創(chuàng)造良好的條件，使它能生存、繁殖。沼氣池必須符合多種條件。首先，沼氣池要密閉。有機物質(zhì)發(fā)酵成沼氣，是多種厭氧菌活動的結(jié)果，因此要造成一個厭氧菌活動的缺氧環(huán)境。在建造沼氣池時要注意隔絕空氣，不透氣、不滲水。其次，沼氣池里要維持20?40°C，因為通常在這種溫度下產(chǎn)氣率最高。第三，沼氣池要有充足的養(yǎng)分。微生物要生存、繁殖，必須從發(fā)酵物質(zhì)中吸取養(yǎng)分。在沼氣池的發(fā)酵原料中，人畜糞便能提供氮元素，農(nóng)作物的秸桿等纖維素能提供碳元素。第四，發(fā)酵原料要含適量水，一般要求沼氣池的發(fā)酵原料中含水80%左右，過多或過少都對產(chǎn)氣不利。第五，沼氣池的pH值一般控制在7?8.5。
[0005]近些年來，沼氣作為一種清潔能源在廣大農(nóng)村逐步推廣開來，對于農(nóng)村具有以下作用:(1)沼氣不僅能解決農(nóng)村能源問題，而且能增加有機肥料資源，提高質(zhì)量和增加肥效，從而提高農(nóng)作物產(chǎn)量，改良土壤；(2)使用沼氣，能大量節(jié)省秸桿、干草等有機物，以便用來生產(chǎn)牲畜飼料和作為造紙原料及手工業(yè)原材料；(3)興辦沼氣可以減少亂砍樹木和亂鏟草皮的現(xiàn)象，保護植被，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)逐步向良性循環(huán)發(fā)展；(4)興辦沼氣，有利于凈化環(huán)境和減少疾病的發(fā)生。這是因為在沼氣池發(fā)酵處理過程中，人畜糞便中的病菌大量死亡，使環(huán)境衛(wèi)生條件得到改善；(5)用沼氣煮飯照明，既節(jié)約家庭經(jīng)濟開支，又節(jié)約家庭主婦的勞作時間，降低勞動強度；(6)使用沼肥，提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和品質(zhì)，增加經(jīng)濟收入，降低農(nóng)業(yè)污染，為無公害農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。常用的物質(zhì)循環(huán)利用型生態(tài)系統(tǒng)主要有種植業(yè)一養(yǎng)殖業(yè)一沼氣工程三結(jié)合、養(yǎng)殖業(yè)一漁業(yè)一種植業(yè)三結(jié)合及養(yǎng)殖業(yè)一漁業(yè)一林業(yè)三結(jié)合的生態(tài)工程等類型。其中種植業(yè)一養(yǎng)殖業(yè)一沼氣工程三結(jié)合的物質(zhì)循環(huán)利用型生態(tài)工程應用最為普遍，效果最好。
[0006]但現(xiàn)有的沼氣發(fā)酵處理系統(tǒng)中的厭氧發(fā)酵池中的原料存在攪拌不均勻的問題，影響到沼氣產(chǎn)量，另外，用于沼氣儲存的儲氣柜密封效果差，容易產(chǎn)生漏氣，影響到沼氣的長期儲存使用。
實用新型內(nèi)容
[0007]本實用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種沼氣產(chǎn)量高、儲氣柜密封性好的沼氣發(fā)電、燃燒利用系統(tǒng)。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案:一種沼氣發(fā)電、燃燒利用系統(tǒng)，包括污水糞便池、發(fā)酵預處理池、太陽能熱水器、可控集箱式發(fā)酵裝置、脫硫器、儲氣柜、沼氣發(fā)電裝置和沼氣加熱裝置，污水糞便池的出口通過第一污液管與發(fā)酵預處理池的進口連接，發(fā)酵預處理池的出口通過第二污液管與可控集箱式發(fā)酵裝置的進口連接，第一污液管和第二污液管上均設(shè)有污水閥門和污水泵，太陽能熱水器的出水口通過兩根熱水管分別與發(fā)酵預處理池和可控集箱式發(fā)酵裝置的熱水進口連接，兩根熱水管上分別設(shè)有熱水閥門，可控集箱式發(fā)酵裝置的沼氣出口通過第一氣管與脫硫器的進氣口連接，脫硫器的出氣口通過第二氣管與儲氣柜的進氣口連接，儲氣柜的出氣口分別通過第三氣管和第四氣管與沼氣發(fā)電裝置和沼氣加熱裝置的進氣口連接，第一氣管、第二氣管、第三氣管和第四氣管上均設(shè)有氣閥門和壓力表，第三氣管和第四氣管上均設(shè)有氣體流量計；
[0009]所述可控集箱式發(fā)酵裝置包括頂部敞口的儲液池，儲液池的一側(cè)上部設(shè)有進料口，儲液池的另一側(cè)下部設(shè)有出料口，儲液池頂部設(shè)有蓋板，蓋板上設(shè)有傳動連接的電機和減速機，減速機的動力驅(qū)動端傳動連接有豎直伸向儲液池內(nèi)部的攪拌軸，攪拌軸上設(shè)有至少一層的攪拌葉片，蓋板上設(shè)有熱水進口，所述沼氣出口開設(shè)在蓋板上。
[0010]本實用新型當中的儲氣柜具體結(jié)構(gòu)如下:儲氣柜包括頂部敞口的儲水箱和底部敞口的儲氣箱，儲水箱和儲氣箱均呈圓筒形，儲氣箱的外徑小于儲水箱的內(nèi)徑，儲水箱內(nèi)盛裝有水，儲氣箱的開口的扣在水里，儲氣箱頂部設(shè)有出氣管，儲水箱底部設(shè)有伸入到儲氣箱頂部的進氣管，儲水箱內(nèi)壁的上部設(shè)有擋板，儲氣箱外壁的下部設(shè)有與擋板上下對應的限位板，儲水箱內(nèi)的底部設(shè)有用于固定進氣管的斜撐桿。
[0011]采用上述技術(shù)方案，本實用新型具有以下有益效果:
[0012]污水糞便池中的污水糞便通過污水泵輸送到發(fā)酵預處理池中，先經(jīng)過發(fā)酵預處理這樣有助于下一道厭氧發(fā)酵工序，提高產(chǎn)氣率，然后再經(jīng)污水泵將發(fā)酵預處理過的污水糞便輸送到可控集箱式發(fā)酵裝置內(nèi)，與此同時太陽能熱水器中的熱水有助于發(fā)酵預處理和厭氧發(fā)酵，可控集箱式發(fā)酵裝置上的電機通過減速機帶動攪拌軸轉(zhuǎn)動，攪拌軸上的攪拌葉片將儲液池內(nèi)的污水糞便攪拌均勻，提高厭氧發(fā)酵的效果，從而提高沼氣產(chǎn)量，產(chǎn)生的沼氣進入到脫硫器內(nèi)進行脫硫，然后在儲存到儲氣柜當中，然后再分別使用儲氣柜中的氣體通過沼氣發(fā)電裝置進行發(fā)電和沼氣加熱裝置進行加熱、取暖、做飯、洗浴等。
[0013]可控集箱式發(fā)酵裝置所產(chǎn)生的沼液和沼渣可以直接作為肥料施入田間，也可以采用一系列工藝制造出有機肥?？煽丶涫桨l(fā)酵裝置內(nèi)的沼渣的取出采用掀開蓋板取出，沼液通過儲液池的出料口排出。[0014]儲氣柜采用水密封結(jié)構(gòu)，當沼氣通過進氣管進入到儲氣箱內(nèi)儲存，當儲氣箱內(nèi)的氣壓逐步增大時，儲氣箱上浮，上浮到一定位置后，限位板在擋板的阻擋下儲氣箱不再上浮，此時就需要將儲氣箱內(nèi)的沼氣進行釋放，當儲氣箱內(nèi)的氣壓降低，儲氣箱就會下沉。水將儲氣箱的下口密封，結(jié)構(gòu)簡單，密封效果好。斜撐桿確保進氣管保持豎直狀態(tài)。
[0015]本實用新型設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)簡單，對厭氧發(fā)酵過程中的污水糞便攪拌均勻，有助于提高沼氣產(chǎn)量，沼氣儲存的氣密性更好，防止沼氣泄露，沼氣用于發(fā)電、燃燒加熱等等，實用性強，易于推廣應用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的平面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是圖1中可控集箱式發(fā)酵裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3是圖1中儲氣柜的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0019]如圖1、圖2和圖3所示，一種沼氣發(fā)電、燃燒利用系統(tǒng)，包括污水糞便池1、發(fā)酵預處理池2、太陽能熱水器3、可控集箱式發(fā)酵裝置4、脫硫器5、儲氣柜6、沼氣發(fā)電裝置7和沼氣加熱裝置8，污水糞便池I的出口通過第一污液管9與發(fā)酵預處理池2的進口連接，發(fā)酵預處理池2的出口通過第二污液管10與可控集箱式發(fā)酵裝置4的進口連接，第一污液管9和第二污液管10上均設(shè)有污水閥門11和污水泵12，太陽能熱水器3的出水口通過兩根熱水管13分別與發(fā)酵預處理池2和可控集箱式發(fā)酵裝置4的熱水進口連接，兩根熱水管13上分別設(shè)有熱水閥門14，可控集箱式發(fā)酵裝置4的沼氣出口 39通過第一氣管15與脫硫器5的進氣口連接，脫硫器5的出氣口通過第二氣管16與儲氣柜6的進氣口連接，儲氣柜6的出氣口分別通過第三氣管17和第四氣管18與沼氣發(fā)電裝置7和沼氣加熱裝置8的進氣口連接，第一氣管15、第二氣管16、第三氣管17和第四氣管18上均設(shè)有氣閥門19和壓力表20，第三氣管17和第四氣管18上均設(shè)有氣體流量計21。
[0020]以上各種閥門用于調(diào)節(jié)、打開或關(guān)閉各節(jié)管路的作用，當某個設(shè)備出現(xiàn)問題進行檢修時，可以關(guān)閉各節(jié)管路。壓力表20用于監(jiān)測可控集箱式發(fā)酵裝置4、脫硫器5、儲氣柜
6、第一氣管15、第二氣管16、第三氣管17和第四氣管I中沼氣的壓力，確保沼氣利用過程中的安全性。氣體流量計21用于監(jiān)測沼氣發(fā)電裝置7和沼氣加熱裝置8所使用沼氣的體積。
[0021]可控集箱式發(fā)酵裝置4包括頂部敞口的儲液池22，儲液池22的一側(cè)上部設(shè)有進料口 23，儲液池22的另一側(cè)下部設(shè)有出料口 24，儲液池22頂部設(shè)有蓋板25，蓋板25上設(shè)有傳動連接的電機26和減速機27，減速機27的動力驅(qū)動端傳動連接有豎直伸向儲液池22內(nèi)部的攪拌軸28，攪拌軸28上設(shè)有至少一層的攪拌葉片29，蓋板25上設(shè)有熱水進口 30，所述沼氣出口 39開設(shè)在蓋板25上。
[0022]儲氣柜6包括頂部敞口的儲水箱31和底部敞口的儲氣箱32，儲水箱31和儲氣箱32均呈圓筒形，儲氣箱32的外徑小于儲水箱31的內(nèi)徑，儲水箱31內(nèi)盛裝有水33，儲氣箱32的開口的扣在水33里，儲氣箱32頂部設(shè)有出氣管34，儲水箱31底部設(shè)有伸入到儲氣箱32頂部的進氣管35，儲水箱31內(nèi)壁的上部設(shè)有擋板36，儲氣箱32外壁的下部設(shè)有與擋板36上下對應的限位板37，儲水箱31內(nèi)的底部設(shè)有用于固定進氣管35的斜撐桿38，這樣確保進氣管38保持豎直狀態(tài)。
[0023]本實用新型當中的污水糞便池1、發(fā)酵預處理池2、太陽能熱水器3、脫硫器5、沼氣發(fā)電裝置7和沼氣加熱裝置8均為現(xiàn)有成熟技術(shù)，具體構(gòu)造不再贅述，其中沼氣加熱裝置8可以進行加熱鍋爐、做飯、洗浴、采暖等等。
[0024]本實用新型在工作使用時，污水糞便池I中的污水糞便通過污水泵12輸送到發(fā)酵預處理池2中，先經(jīng)過發(fā)酵預處理這樣有助于下一道厭氧發(fā)酵工序，提高產(chǎn)氣率，然后再經(jīng)污水泵12將發(fā)酵預處理過的污水糞便輸送到可控集箱式發(fā)酵裝置4內(nèi)，與此同時太陽能熱水器3中的熱水有助于發(fā)酵預處理和厭氧發(fā)酵，可控集箱式發(fā)酵裝置4上的電機26通過減速機27帶動攪拌軸28轉(zhuǎn)動，攪拌軸28上的攪拌葉片29將儲液池22內(nèi)的污水糞便，提高厭氧發(fā)酵的效果，從而提高沼氣產(chǎn)量，產(chǎn)生的沼氣進入到脫硫器5內(nèi)進行脫硫，然后在儲存到儲氣柜6當中，然后再分別使用儲氣柜6中的氣體通過沼氣發(fā)電裝置7進行發(fā)電和沼氣加熱裝置8進行加熱、取暖、做飯、洗浴等。
[0025]可控集箱式發(fā)酵裝置4所產(chǎn)生的沼液和沼渣可以直接作為肥料施入田間，也可以采用一系列工藝制造出有機肥?？煽丶涫桨l(fā)酵裝置4內(nèi)的沼渣的取出采用掀開蓋板25，取出，沼液通過儲液池22的出料口 24排出。
[0026]儲氣柜6采用水密封結(jié)構(gòu)，當沼氣通過進氣管35進入到儲氣箱32內(nèi)的氣壓逐漸增大時，儲氣箱32上浮，上浮到一定位置后，限位板37在擋板36的阻擋下儲氣箱32不再上浮，此時就需要將儲氣箱內(nèi)的沼氣進行釋放，當氣壓降低，儲氣箱32就會下沉。儲氣柜6采用水密封，結(jié)構(gòu)簡單，密封效果好。
[0027]本實施例并非對本實用新型的形狀、材料、結(jié)構(gòu)等作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于本實用新型技術(shù)方案的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種沼氣發(fā)電、燃燒利用系統(tǒng)，其特征在于:包括污水糞便池、發(fā)酵預處理池、太陽能熱水器、可控集箱式發(fā)酵裝置、脫硫器、儲氣柜、沼氣發(fā)電裝置和沼氣加熱裝置，污水糞便池的出口通過第一污液管與發(fā)酵預處理池的進口連接，發(fā)酵預處理池的出口通過第二污液管與可控集箱式發(fā)酵裝置的進口連接，第一污液管和第二污液管上均設(shè)有污水閥門和污水泵，太陽能熱水器的出水口通過兩根熱水管分別與發(fā)酵預處理池和可控集箱式發(fā)酵裝置的熱水進口連接，兩根熱水管上分別設(shè)有熱水閥門，可控集箱式發(fā)酵裝置的沼氣出口通過第一氣管與脫硫器的進氣口連接，脫硫器的出氣口通過第二氣管與儲氣柜的進氣口連接，儲氣柜的出氣口分別通過第三氣管和第四氣管與沼氣發(fā)電裝置和沼氣加熱裝置的進氣口連接，第一氣管、第二氣管、第三氣管和第四氣管上均設(shè)有氣閥門和壓力表，第三氣管和第四氣管上均設(shè)有氣體流量計； 所述可控集箱式發(fā)酵裝置包括頂部敞口的儲液池，儲液池的一側(cè)上部設(shè)有進料口，儲液池的另一側(cè)下部設(shè)有出料口，儲液池頂部設(shè)有蓋板，蓋板上設(shè)有傳動連接的電機和減速機，減速機的動力驅(qū)動端傳動連接有豎直伸向儲液池內(nèi)部的攪拌軸，攪拌軸上設(shè)有至少一層的攪拌葉片，蓋板上設(shè)有熱水進口，所述沼氣出口開設(shè)在蓋板上。
【文檔編號】C12M1/107GK203668377SQ201320731097
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月19日
【發(fā)明者】陳開碇, 王春曉, 張圓, 關(guān)樹義, 徐洪閣, 王恩勝, 賀建彪, 李俊峰 申請人:河南桑達能源環(huán)保有限公司