專利名稱：一種雙熱能增溫型沼氣系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種沼氣工程，尤其涉及一種雙熱能增溫型沼氣系統，具體適用于實現沼氣工程的六高四低效果，“六高”指高濃度、高溫度、高攪拌率、高產氣率、高節能與高性價比，“四低”指罐體低、投資低、危險性低、運行成本低。
背景技術：
目前，中國的大中型沼氣工程采用的都為傳統的USR或CSTR工藝，這些工藝不僅濃度低(TS 3% - 5%)、溫度低(10 - 250C )、產氣率低(單位容積產氣率為0.3-0. 5m3/m3 · d 左右)，而且在關鍵設備上存在能耗大、效率低、冬季不能正常運行等問題，節能減排效益和循環經濟效益受設備的制約也不能充分顯現。相對而言，發達國家的大中型沼氣工程采取的工藝卻不僅具有高濃度(TS 8 - 12%),中高溫(中溫38°C或高溫53°C)、產氣率高(單位容積產氣率在2m3/m3 ·(!左右)的優點，而且能實現常年穩定運行，即使在零下20°C的冬季環境中，其產氣發電仍很穩定，節能減排效益顯著。由此可見，我國沼氣工程的整體水平與發達國家相比存在較大差距，該情況已延續幾十年，急需改變！
中國專利授權公告號為CN101597562B，授權公告日為2012年2月22日的發明專利公開了一種大中型沼氣工程二級厭氧發酵與發電系統，屬于沼氣生產裝置，它包括預處理池、 一級發酵池、二級發酵池和沼渣池；預處理池由進料管與USR反應器連通，該USR反器由溢流管和導氣管與二級發酵池連通，USR反應器和二級發酵池各由排渣管與沼渣池連通，該二級發酵池通過沼氣凈化裝置向發電機供氣。雖然該發明實現了沼氣發酵由小型生產模式向集中高效的大型模式轉化，具有成本低、廢水處理效率高等優點，但它仍具有以下缺陷
首先，該發明中的預處理池只是簡單的沉淀池，糞水經它預處理后難以獲取較高濃度的發酵液，而發酵液濃度低不僅會降低產氣率，而且會增加發酵罐的體積，發酵罐體積增大不僅會提高投資運行成本，而且會大大的增加能耗，節能性差。因此該發明不僅濃度低、產氣率低，而且罐體高、投資運行成本高、節能性差。其次，該發明中USR反應器的罐壁是裝填有保溫隔熱材料的夾層結構，且在夾層中設置有與鍋爐相通的熱水管以增溫發酵罐，由于該設計中的鍋爐是普通鍋爐，封閉性不強，在燃燒過程中會有大量火星產生，難以應用在發酵罐的附近，否則會發生爆炸，必須在安全規范以上的距離(20米以上)才能為發酵罐增溫，這種模式會造成40%-50%的熱能從煙囪、爐體釋放和在遠程輸送過程中被損耗掉，節能性較差；此外，該種保溫設計沒有充分利用太陽能，白白浪費了現有的環保型能源。因此該發明不僅節能性差，而且沒充分利用太陽能。再次，該發明利用沼氣凈化裝置中水封器、脫硫器、脫水器對發酵罐中產出的沼氣進行氣水分離，不僅設備多、成本高、能耗高，而且只具備氣水分離這一個功能，功能較少、 性價比較低。因此該發明不僅成本高、節能性差，而且功能較少、性價比較低。第四，該發明只在二級發酵池的側部設置有一個攪拌機，由于該攪拌機為普通攪拌機，且只能在側部進行攪拌，總體攪拌效率較差。因此該發明的攪拌率低。

發明內容
本發明的目的是克服現有技術中存在的低濃度、低溫度、低攪拌率、低產氣率、低節能、低性價比、投資運行成本高的缺陷與問題，提供一種高濃度、高溫度、高攪拌率、高產氣率、高節能、高性價比、投資運行成本低的六高雙熱能增溫型沼氣工程。為實現以上目的，本發明的技術解決方案是一種雙熱能增溫型沼氣系統，包括發酵罐、進料裝置、沼氣凈化裝置與沼渣處理裝置，所述發酵罐上設置有進料口、沼氣口與溢流口，進料口通過進料泵與進料裝置相通，沼氣口通過沼氣管與沼氣凈化裝置相通，溢流口通過溢流管與沼渣處理裝置相通，且在發酵罐上還設置有增溫裝置與攪拌裝置；
所述增溫裝置包括太陽能增溫裝置與輔助熱能增溫裝置，該輔助熱能增溫裝置與太陽能增溫裝置均為圓弧形結構，太陽能增溫裝置繞罐體的南側壁設置，輔助熱能增溫裝置繞罐體的北側壁設置，且輔助熱能增溫裝置、太陽能增溫裝置的頂部均設置有平臺；所述太陽能增溫裝置、輔助熱能增溫裝置、平臺、地面與罐體的側壁共同形成封閉結構，且罐體側壁的顏色為黑色。所述太陽能增溫裝置是一號太陽能增溫房，所述輔助熱能增溫裝置是生物能增溫房，且生物能增溫房的寬度是一號太陽能增溫房寬度的2 - 3倍；
所述一號太陽能增溫房包括弧形的透明玻璃墻與封閉門，透明玻璃墻繞南側壁設置， 透明玻璃墻的兩端各設置一封閉門，透明玻璃墻的頂部設置有平臺，且透明玻璃墻、封閉門、平臺、地面與南側壁共同形成一封閉結構；
所述生物能增溫房包括弧形的一號保溫磚墻、入門、出門與生物質網箱，一號保溫磚墻繞北側壁設置，一號保溫磚墻的兩端分別設置有入門與出門，一號保溫磚墻的頂部設置有平臺，且一號保溫磚墻、入門、出門、平臺、地面與北側壁共同形成一封閉結構；所述生物能增溫房內部的底面設置有滑軌，滑軌的兩端與入門、出門相對應，滑軌的上方設置有多層生物質網箱，該生物質網箱內充填有浸泡后的秸稈。所述太陽能增溫裝置是二號太陽能增溫房，所述輔助熱能增溫裝置是全封閉鍋爐直熱式增溫房，二號太陽能增溫房與全封閉鍋爐直熱式增溫房相通，且全封閉鍋爐直熱式增溫房的寬度是二號太陽能增溫房寬度的1 - 1. 5倍；
所述二號太陽能增溫房包括弧形的透明玻璃墻與封閉門，透明玻璃墻繞南側壁設置， 透明玻璃墻的兩端分別與封閉門、二號保溫磚墻相連接，透明玻璃墻的頂部設置有平臺；
所述全封閉鍋爐直熱式增溫房包括弧形的二號保溫磚墻、入門與全封閉安全節能型沼氣鍋爐，二號保溫磚墻繞北側壁設置，所述二號保溫磚墻的兩端分別與入門、透明玻璃墻相連接，二號保溫磚墻的頂部設置有平臺；所述封閉門、透明玻璃墻、二號保溫磚墻、入門、平臺、地面、北側壁與南側壁共同形成一封閉結構；
所述全封閉安全節能型沼氣鍋爐包括燃燒部、容水部、煙筒與導熱排煙管；所述燃燒部與容水部均為封閉式結構，燃燒部、容水部的橫截面相一致，燃燒部的頂部與容水部的底部固定連接；所述燃燒部內設置有沼氣猛火爐，沼氣猛火爐的側部設置有沼氣進管與進風管， 沼氣進管的另一端與儲氣柜相通，沼氣猛火爐的頂部與容水部內設置的導熱排煙管相通， 導熱排煙管的另一端經容水部頂部設置的封閉罩與煙筒相通，所述導熱排煙管的數量為三至八根，且沿同一圓周均勻設置；所述容水部的側部設置有上出水管與下出水管，上出水管依次經熱水循環泵、繞罐體側壁設置的低散熱片、繞罐體側壁設置的高散熱片后與下出水管相通。所述進風管的一端與沼氣猛火爐的側部相通，所述煙筒的一端與導熱排煙管相通，進風管、煙筒的另一端均經二號保溫磚墻后延伸至二號保溫磚墻外設置的防火安全區內。所述發酵罐包括罐體及其頂部設置的氣膜，氣膜包括內膜與外膜，氣膜的內部與空氣管相通，罐體側壁上近底部的部位設置有與進料裝置相通的進料口，罐體側壁上位于內膜、液面排料高度線之間的部位設置有沼氣口與沖淋頭，液面排料高度線的下方設置有溢流口，沼氣口經沼氣管與沼氣凈化裝置相通，沖淋頭與溢流口相對應，溢流口經溢流管與沼渣處理裝置相通，且沖淋頭位于沼氣口、溢流口之間。所述沼氣凈化裝置包括多功能自動調節器與凈化器，所述多功能自動調節器包括氣水分離器、正負壓保護器、沼氣管與空氣管；所述沼氣管包括沼氣左管與沼氣右管，沼氣左管、沼氣右管的一端均與發酵罐內的沼氣口相通，另一端則分別延伸至正負壓保護器、氣水分離器的內部，在沼氣右管上位于氣水分離器內部的部分開設有多個導氣孔，沼氣左管上近發酵罐的一端設置有沼氣壓力表；所述空氣管的一端延伸至正負壓保護器的內部，另一端依次經空氣壓力表、壓力變送器后與增壓風機相通，增壓風機的另一端與發酵罐頂部設置的氣膜相通，壓力變送器的另一端與變頻器相連接；
所述氣水分離器的頂部設置有與凈化器相通的沼氣出口，氣水分離器的底部通過氣水單向閥與正負壓保護器的底部相通；
所述正負壓保護器的頂部設置有排氣口，側壁上近頂部的部位設置有進水管、近底部的部位設置有進排兩用水口，進水管上設置有電磁閥，進排兩用水口的另一端與直排閥相通，直排閥與進水管之間豎立設置有多個并聯的水位壓力調節閥，最低的水位壓力調節閥高過空氣管的出氣口，空氣管的出氣口比沼氣左管的出氣口高，最低的水位壓力調節閥與氣水分離器的底部同高；
所^水位壓力調節閥與直排閥之間的距離即為正負壓保護器內壓力水位線的高度，每條壓力水位線都對應一個壓力值，直排閥對應的壓力水位線為0cm、對應的壓力值為Okpa。所述空氣管的出氣口比沼氣左管的出氣口高2cm，所述水位壓力調節閥的數量為十個，十個水位壓力調節閥對應的壓力水位線、壓力值分別為
壓力水位線為5cm，壓力值為0. 5kpa ； 壓力水位線為10cm，壓力值為1. Okpa ； 壓力水位線為15cm，壓力值為1. 5kpa ； 壓力水位線為20cm，壓力值為2. Okpa ； 壓力水位線為25cm，壓力值為2. 5kpa ； 壓力水位線為30cm，壓力值為3. Okpa ； 壓力水位線為35cm，壓力值為3. 5kpa ； 壓力水位線為40cm，壓力值為4. Okpa ； 壓力水位線為45cm，壓力值為4. 5kpa ； 壓力水位線為50cm，壓力值為5. Okpa0所述進料裝置包括調配池與至少兩個沉淀池，所述沼渣處理裝置包括沼液余熱導熱池與固液分離器；
所述調配池的左側面與同軸設置的沉淀池相通、上側面通過污水格柵與沉沙池相通、 下側面通過散熱金屬板與沼液余熱導熱相接觸，相鄰的沉淀池之間以及沉淀池與調配池之間都設置有全封閉式的隔離墻，隔離墻頂部的一端開設有溢流上口，相鄰的溢流上口位于同一對角線的兩端，隔離墻底部的中間部位設置有隔離單向閥門；
所述調配池底部的上下兩側均設置有橫向傾斜基，調配池底部上近發酵罐的部位設置有進料泵，調配池頂部的正中部位設置有調配攪拌機；所述沉淀池底部的上下兩側均設置有橫向傾斜基，最外側的沉淀池底部的左側還設置有豎向傾斜基，該豎向傾斜基的上下兩端均與橫向傾斜基相連接；所述進料泵、調配攪拌機、隔離單向閥門的中軸線都與調配池的中軸線相重合；
所述沼液余熱導熱池頂部的正中部位設置有熱量均勻分布攪拌機，內部設置有水封器與沼液泵，水封器經溢流管與溢流口相通，沼液泵近水封器設置，且沼液泵與設置在沼液余熱導熱池外部的固液分離器相連接；所述散熱金屬板的兩側分別與沼液余熱導熱池、調配池相接觸，且在散熱金屬板上近調配池的一側設置有多個散熱角鐵。所述調配池、沼液余熱導熱池的頂部覆蓋有同一個透明的玻璃罩或玻璃房。所述固液分離器的出渣口與生物制肥設備相連接。與現有技術相比，本發明的有益效果為
1、本發明一種雙熱能增溫型沼氣系統中的增溫裝置包括繞罐體南側壁設置的太陽能增溫裝置與繞罐體北側壁設置的輔助熱能增溫裝置，該設計不僅能夠雙重增溫，增溫效果好，而且充分利用了太陽能，環保性強；同時，太陽能增溫裝置、輔助熱能增溫裝置、平臺、地面與罐體的側壁共同形成封閉結構，該封閉結構能減弱熱能的散發，提高增溫效果。在具體應用時，根據實際需要采取一號太陽能增溫房、生物能增溫房搭配或二號太陽能增溫房、全封閉鍋爐直熱式增溫房的搭配，其中，生物能增溫房利用的是秸稈發酵產生的熱能，不僅增溫效果好，而且利用的是生物質能，成本低、環保性強；全封閉鍋爐直熱式增溫房的核心是全封閉安全節能型沼氣鍋爐，該全封閉安全節能型沼氣鍋爐是全封閉結構，使用時不產生火星，安全性強，可在發酵罐旁近距離的使用，而不像現有技術那樣必須將鍋爐置于20米以外的安全距離為罐體增溫，有效避免了大量的熱能從煙囪、爐體散失以及在遠程輸送過程中被損耗掉，其產生的所有熱能都能用于發酵罐的增溫，熱損耗幾乎為零，同時，全封閉安全節能型沼氣鍋爐完全不用一次能源，只采用自產的沼氣，且其用氣量僅為傳統大鍋爐的十分之一，大大降低了能耗與成本。因此本發明不僅高溫度、高節能，而且投資運行成本低、環保性強。2、本發明一種雙熱能增溫型沼氣系統中采取調配池、沉淀池對物料進行處理以得到發酵液，并在調配池上配套使用沼液余熱導熱池以提高發酵液的溫度；其中，調配池、沉淀池中主要通過橫向傾斜基、豎向傾斜基將物料中分離出的發酵液富集在調配池、沉淀池底部的中部，且在抽取時，發酵液能不斷由沉淀池向調配池底部的中部流動，并由隔離單向閥門防止發酵液的倒流，最終確保從調配池抽得的發酵液具有較高的濃度，與現有技術TS 3%-5%相比，其濃度可提高一倍以上，達到TS 10%- 12%;發酵液的濃度提高，不僅能夠提高產氣率，而且能降低發酵罐的體積，從而降低投資運行成本、能耗與危險性；此外，與調配池配套使用的沼液余熱導熱池利用發酵罐中溢流出的熱沼液的熱量對調配池中的發酵液增溫，不僅能夠提高發酵液的溫度，而且能重復利用熱沼液，節能性較強。因此本發明不僅高濃度、高溫度、高產氣率、高節能，而且罐體低、投資運行成本低、危險性低。3、本發明一種雙熱能增溫型沼氣系統中的沼氣凈化裝置包括多功能自動調節器與凈化器，多功能自動調節器包括氣水分離器、正負壓保護器、沼氣管與空氣管，與現有技術相比，不僅設備少、成本低、能耗低，而且氣水分離器、正負壓保護器相互配合能實現自動氣水分離、自動排水補水、自動排氣、防止沼氣同步泄漏浪費、負壓保護、自動恒壓等多種功能，功能較多，此外，這些功能的實現都不需要人工，完全自動進行，能節省成本，具有較高的性價比。因此本發明不僅設備少、成本低，而且高節能、高性價比。4、本發明一種雙熱能增溫型沼氣系統中通過太陽能增溫裝置、輔助熱能增溫裝置能將發酵罐的溫度增至50°C以上，比現有技術的10 - 20°C高出很多，通過調配池、沉淀池、沼液余熱導熱池能夠提供濃度為TS 10%- 12%、溫度為30°C左右的發酵液，從而確保發酵液具有較高的濃度與溫度，便于罐內菌群的存活與快速繁殖，菌群繁殖的越快，對發酵液分解的就越多，產氣也就越多，單位容積產氣率在2. 0m3/m3 · d左右，遠高于現有技術的 0.3-0. 5m3/m3 · d。因此本發明具有高產氣率的特點。5、本發明一種雙熱能增溫型沼氣系統中的攪拌裝置采取的是專利號為 ZL201020278791. 1，名稱為“一種往復刮渣式沼液攪拌裝置”的裝置，該裝置不僅能夠能適應濃度為8%以上的任何發酵液，而且可攪拌90%以上的液體，能在高濃渣無堵情況下實現 90%全面積攪拌。因此本發明具有高攪拌率的特點。


圖1是本發明的整體結構示意圖。圖2是圖1中太陽能增溫裝置、輔助熱能增溫裝置的結構示意圖。圖3是一號太陽能增溫房、生物能增溫房的結構示意圖。圖4是圖3的俯視圖。圖5是二號太陽能增溫房、全封閉鍋爐直熱式增溫房的結構示意圖。圖6是圖5的俯視圖。圖7是圖5中全封閉安全節能型沼氣鍋爐的結構示意圖。圖8是圖1中多功能自動調節器的結構示意圖。圖9是多功能自動調節器與發酵罐的連接示意圖。圖10是調配池、沉淀池、沼液余熱導熱池的結構示意圖。圖11是圖10在A-A方向的剖視圖。圖12是圖10在B-B方向的剖視圖。圖中發酵罐A、罐體Al、南側壁All、北側壁A12、氣膜A2、內膜A21、外膜A22、液面排料高度線A3、沖淋頭A4、平臺A5、地面A6、沼氣區A7 ；
太陽能增溫裝置B、輔助熱能增溫裝置C、沼氣凈化裝置D、進料裝置E、進料口 E1、進料泵E2、沼渣處理裝置F、攪拌裝置G ；
一號太陽能增溫房H、透明玻璃墻HI、封閉門H2、生物能增溫房I、一號保溫磚墻II、入門12、出門13、生物質網箱14、滑軌15 ；
二號太陽能增溫房J、全封閉鍋爐直熱式增溫房K、二號保溫磚墻K1、全封閉安全節能型沼氣鍋爐L、燃燒部Li、容水部L2、煙筒L3、導熱排煙管L4、沼氣猛火爐L5、沼氣進管L6、 進風管L7、封閉罩L8、上出水管L9、下出水管L10、低散熱片L11、高散熱片L12、熱水循環泵 L13 ；
多功能自動調節器M、凈化器N、氣水分離器0、沼氣出口 01、氣水單向閥02、正負壓保護器P、排氣口 P1、進水管P2、電磁閥P21、進排兩用水口 P3、直排閥P4、水位壓力調節閥P5 ； 生物制肥設備R、固液分離器S、儲氣柜T ；
調配池U、沉沙池U1、污水格柵U11、散熱金屬板U2、散熱角鐵U21、隔離墻U3、溢流上口 U31、隔離單向閥門U32、橫向傾斜基U4、調配攪拌機TO、沉淀池V、豎向傾斜基VI、沼液余熱導熱池W、水封器W1、沼液泵W2、熱量均勻分布攪拌機W3 ；
沼氣管X、沼氣口 XI、沼氣左管X2、沼氣右管X3、導氣孔X31、沼氣壓力表X4、空氣管Y、 空氣壓力表Y1、壓力變送器Y2、變頻器TO、增壓風機W、溢流管Z、溢流口 Z1。
具體實施例方式以下結合

和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明。參見圖1 -圖12，一種雙熱能增溫型沼氣系統，包括發酵罐A、進料裝置E、沼氣凈化裝置D與沼渣處理裝置F，所述發酵罐A上設置有進料口 El、沼氣口 Xl與溢流口 Zl，進料口 El通過進料泵E2與進料裝置E相通，沼氣口 Xl通過沼氣管X與沼氣凈化裝置D相通， 溢流口 Zl通過溢流管Z與沼渣處理裝置F相通，且在發酵罐A上還設置有增溫裝置與攪拌裝置G;
所述增溫裝置包括太陽能增溫裝置B與輔助熱能增溫裝置C，該輔助熱能增溫裝置C與太陽能增溫裝置B均為圓弧形結構，太陽能增溫裝置B繞罐體Al的南側壁All設置，輔助熱能增溫裝置C繞罐體Al的北側壁A12設置，且輔助熱能增溫裝置C、太陽能增溫裝置B的頂部均設置有平臺A5 ；所述太陽能增溫裝置B、輔助熱能增溫裝置C、平臺A5、地面A6與罐體Al的側壁共同形成封閉結構，且罐體Al側壁的顏色為黑色。所述太陽能增溫裝置B是一號太陽能增溫房H，所述輔助熱能增溫裝置C是生物能增溫房I，且生物能增溫房I的寬度是一號太陽能增溫房H寬度的2 - 3倍；
所述一號太陽能增溫房H包括弧形的透明玻璃墻Hl與封閉門H2，透明玻璃墻Hl繞南側壁All設置，透明玻璃墻Hl的兩端各設置一封閉門H2，透明玻璃墻Hl的頂部設置有平臺 A5，且透明玻璃墻HI、封閉門H2、平臺A5、地面A6與南側壁All共同形成一封閉結構；
所述生物能增溫房I包括弧形的一號保溫磚墻II、入門12、出門13與生物質網箱14， 一號保溫磚墻Il繞北側壁A12設置，一號保溫磚墻Il的兩端分別設置有入門12與出門13， 一號保溫磚墻Il的頂部設置有平臺A5，且一號保溫磚墻II、入門12、出門13、平臺A5、地面 A6與北側壁A12共同形成一封閉結構；所述生物能增溫房I內部的底面設置有滑軌15，滑軌15的兩端與入門12、出門13相對應，滑軌15的上方設置有多層生物質網箱14，該生物質網箱14內充填有浸泡后的秸稈。所述太陽能增溫裝置B是二號太陽能增溫房J，所述輔助熱能增溫裝置C是全封閉鍋爐直熱式增溫房K，二號太陽能增溫房J與全封閉鍋爐直熱式增溫房K相通，且全封閉鍋爐直熱式增溫房K的寬度是二號太陽能增溫房J寬度的1 - 1. 5倍；
所述二號太陽能增溫房J包括弧形的透明玻璃墻Hl與封閉門H2，透明玻璃墻Hl繞南
10CN 102533535 A
側壁All設置，透明玻璃墻Hl的兩端分別與封閉門H2、二號保溫磚墻Kl相連接，透明玻璃墻Hl的頂部設置有平臺A5;
所述全封閉鍋爐直熱式增溫房K包括弧形的二號保溫磚墻K1、入門12與全封閉安全節能型沼氣鍋爐L，二號保溫磚墻Kl繞北側壁A12設置，所述二號保溫磚墻Kl的兩端分別與入門12、透明玻璃墻Hl相連接，二號保溫磚墻Kl的頂部設置有平臺A5 ；所述封閉門H2、透明玻璃墻Hl、二號保溫磚墻Kl、入門12、平臺A5、地面A6、北側壁A12與南側壁Al 1共同形成一封閉結構；
所述全封閉安全節能型沼氣鍋爐L包括燃燒部Li、容水部L2、煙筒L3與導熱排煙管 L4 ；所述燃燒部Ll與容水部L2均為封閉式結構，燃燒部Li、容水部L2的橫截面相一致，燃燒部Ll的頂部與容水部L2的底部固定連接；所述燃燒部Ll內設置有沼氣猛火爐L5，沼氣猛火爐L5的側部設置有沼氣進管L6與進風管L7，沼氣進管L6的另一端與儲氣柜T相通， 沼氣猛火爐L5的頂部與容水部L2內設置的導熱排煙管L4相通，導熱排煙管L4的另一端經容水部L2頂部設置的封閉罩L8與煙筒L3相通，所述導熱排煙管L4的數量為三至八根， 且沿同一圓周均勻設置；所述容水部L2的側部設置有上出水管L9與下出水管L10，上出水管L9依次經熱水循環泵L13、繞罐體Al側壁設置的低散熱片L11、繞罐體Al側壁設置的高散熱片L12后與下出水管LlO相通。所述進風管L7的一端與沼氣猛火爐L5的側部相通，所述煙筒L3的一端與導熱排煙管L4相通，進風管L7、煙筒L3的另一端均經二號保溫磚墻Kl后延伸至二號保溫磚墻Kl 外設置的防火安全區內。所述發酵罐A包括罐體Al及其頂部設置的氣膜A2，氣膜A2包括內膜A21與外膜 A22，氣膜A2的內部與空氣管Y相通，罐體Al側壁上近底部的部位設置有與進料裝置E相通的進料口 E1，罐體Al側壁上位于內膜A21、液面排料高度線A3之間的部位設置有沼氣口 Xl與沖淋頭A4，液面排料高度線A3的下方設置有溢流口 Zl，沼氣口 Xl經沼氣管X與沼氣凈化裝置D相通，沖淋頭A4與溢流口 Zl相對應，溢流口 Zl經溢流管Z與沼渣處理裝置F 相通，且沖淋頭A4位于沼氣口 XI、溢流口 Zl之間。所述沼氣凈化裝置D包括多功能自動調節器M與凈化器N，所述多功能自動調節器 M包括氣水分離器0、正負壓保護器P、沼氣管X與空氣管Y ；所述沼氣管X包括沼氣左管X2 與沼氣右管X3，沼氣左管X2、沼氣右管X3的一端均與發酵罐A內的沼氣口 Xl相通，另一端則分別延伸至正負壓保護器P、氣水分離器0的內部，在沼氣右管X3上位于氣水分離器0內部的部分開設有多個導氣孔X31，沼氣左管X2上近發酵罐A的一端設置有沼氣壓力表X4 ； 所述空氣管Y的一端延伸至正負壓保護器P的內部，另一端依次經空氣壓力表Y1、壓力變送器Y2后與增壓風機W相通，增壓風機W的另一端與發酵罐A頂部設置的氣膜A2相通，壓力變送器Y2的另一端與變頻器TO相連接；
所述氣水分離器0的頂部設置有與凈化器N相通的沼氣出口 01，氣水分離器0的底部通過氣水單向閥02與正負壓保護器P的底部相通；
所述正負壓保護器P的頂部設置有排氣口 P1，側壁上近頂部的部位設置有進水管P2、 近底部的部位設置有進排兩用水口 P3，進水管P2上設置有電磁閥P21，進排兩用水口 P3的另一端與直排閥P4相通，直排閥P4與進水管P2之間豎立設置有多個并聯的水位壓力調節閥P5，最低的水位壓力調節閥P5高過空氣管Y的出氣口，空氣管Y的出氣口比沼氣左管X2的出氣口高，最低的水位壓力調節閥P5與氣水分離器0的底部同高；
所述水位壓力調節閥P5與直排閥P4之間的距離即為正負壓保護器P內壓力水位線的高度，每條壓力水位線都對應一個壓力值，直排閥P4對應的壓力水位線為0cm、對應的壓力值為Okpa。所述空氣管Y的出氣口比沼氣左管X2的出氣口高2cm，所述水位壓力調節閥P5的數量為十個，十個水位壓力調節閥P5對應的壓力水位線、壓力值分別為
壓力水位線為5cm，壓力值為0. 5kpa ； 壓力水位線為10cm，壓力值為1. Okpa ； 壓力水位線為15cm，壓力值為1. 5kpa ； 壓力水位線為20cm，壓力值為2. Okpa ； 壓力水位線為25cm，壓力值為2. 5kpa ； 壓力水位線為30cm，壓力值為3. Okpa ； 壓力水位線為35cm，壓力值為3. 5kpa ； 壓力水位線為40cm，壓力值為4. Okpa ； 壓力水位線為45cm，壓力值為4. 5kpa ； 壓力水位線為50cm，壓力值為5. Okpa0所述進料裝置E包括調配池U與至少兩個沉淀池V，所述沼渣處理裝置F包括沼液余熱導熱池W與固液分離器S ；
所述調配池U的左側面與同軸設置的沉淀池V相通、上側面通過污水格柵Ull與沉沙池Ul相通、下側面通過散熱金屬板U2與沼液余熱導熱池W相接觸，相鄰的沉淀池V之間以及沉淀池V與調配池U之間都設置有全封閉式的隔離墻U3，隔離墻U3頂部的一端開設有溢流上口 U31，相鄰的溢流上口 U31位于同一對角線的兩端，隔離墻U3底部的中間部位設置有隔離單向閥門U32 ；
所述調配池U底部的上下兩側均設置有橫向傾斜基U4，調配池U底部上近發酵罐A的部位設置有進料泵E2，調配池U頂部的正中部位設置有調配攪拌機U5 ；所述沉淀池V底部的上下兩側均設置有橫向傾斜基U4，最外側的沉淀池V底部的左側還設置有豎向傾斜基 VI，該豎向傾斜基Vl的上下兩端均與橫向傾斜基U4相連接；所述進料泵E2、調配攪拌機 U5、隔離單向閥門U32的中軸線都與調配池U的中軸線相重合；
所述沼液余熱導熱池W頂部的正中部位設置有熱量均勻分布攪拌機W3，內部設置有水封器Wl與沼液泵W2，水封器Wl經溢流管Z與溢流口 Zl相通，沼液泵W2近水封器Wl設置， 且沼液泵W2與設置在沼液余熱導熱池W外部的固液分離器S相連接；所述散熱金屬板U2 的兩側分別與沼液余熱導熱池W、調配池U相接觸，且在散熱金屬板U2上近調配池U的一側設置有多個散熱角鐵U21。所述調配池U、沼液余熱導熱池W的頂部覆蓋有同一個透明的玻璃罩或玻璃房。所述固液分離器S的出渣口與生物制肥設備R相連接。本發明的原理說明如下
本發明一種雙熱能增溫型沼氣系統中的“六高”指高濃度(TS 10%-12%)、高溫度 (500C以上)、高攪拌率(在高濃渣無堵情況下實現90%全面積攪拌)、高產氣率(2. 0m3/m3-d 左右)、高節能與高性價比。
一、太陽能增溫裝置B與輔助熱能增溫裝置C
傳統大型沼氣工程的保溫工藝都是在罐體表面裹上一層保溫棉，這種保溫模式最大的弊端是保溫的同時又拒絕了太陽能的進入，其保溫效果很差，只能保證罐體的溫度是10-20°C，降低了發酵罐內的發酵溫度，不僅降低了產氣率，導致單位容積產氣率只有 0.3-0. 5，而且造成發酵物料分解消化停留時間長。參見圖2，為了提高增溫效果，同時也為了盡可能的節省能源與增強環保性，本發明在罐體Al側壁的南北兩側分別設置了太陽能增溫裝置B與輔助熱能增溫裝置C，不僅能通過太陽能增溫裝置B使用太陽能，節省增溫成本，增強環保性，而且通過輔助熱能增溫裝置C確保無論何時都能實現增溫。兩者相互配合，確保本發明在提高增溫效果的基礎上，盡可能的節省成本。1、一號太陽能增溫房H與二號太陽能增溫房J
參見圖3 -圖6，一號太陽能增溫房H、二號太陽能增溫房J都設置于罐體Al側壁的南面，即繞南側壁All設置，使用中，太陽光穿過透明玻璃墻Hl直射到黑色(黑色能取得最大的吸收太陽能效果)的罐體Al側壁上，被罐體Al側壁所吸收，從而提升罐體Al的溫度，且由于太陽能增溫房是一個封閉結構，因而吸收后的太陽能可較好的富集，不易散失，能全用于罐體Al的增溫，只要有陽光，就能確南側壁All —直處于太陽光加熱的狀態。一號太陽能增溫房H與生物能增溫房I不相通，二號太陽能增溫房J與全封閉鍋爐直熱式增溫房K相通，因而一號太陽能增溫房H與生物能增溫房I的寬度相差較大，二號太陽能增溫房J與全封閉鍋爐直熱式增溫房K的寬度相差較小，具體的寬度根據罐體Al的體積與工程大小而定，一般而言，一號太陽能增溫房H的寬度為0. 5米，生物能增溫房I的寬度為1. 2米，二號太陽能增溫房J的寬度為0. 5米，全封閉鍋爐直熱式增溫房K的寬度為 0. 6 米。2、生物能增溫房I:
參見圖3與圖4，生物能增溫房I位于發酵罐A的北部，即繞罐體Al的北側壁A12設置。 它內部擱置有多層生物質網箱14，生物質網箱14內有浸泡的秸稈，秸稈發酵后可產生60多度的高溫，從而不斷的對罐體Al側壁加熱，提升了罐體Al的溫度，能確保罐體Al的溫度位于50°C以上，遠高于現有技術的10-20°C，大大提高了增溫效果，而且利用的是秸稈產生的生物質能，成本低，環保性強。秸稈的使用期限為為7 - 30天(視罐體Al溫度和環境溫度的變化以及秸稈再利用所需的時間而定)，期限滿后就得更換生物質網箱14，其方法為 先打開一號保溫磚墻Il 一端的入門12，再將新生物質網箱14放在滑軌15上，然后在滑軌 15上推動新生物質網箱14以頂動舊生物質網箱14，此時，滑軌15另一側的舊生物質網箱 14就會被頂出出門13，從而起到更換生物質網箱14的目的。3、全封閉鍋爐直熱式增溫房K
現有技術中也采用鍋爐加熱方式，但由于其采用的鍋爐在使用中會產生大量的火星， 因而不能在發酵罐A的旁邊使用，否則會爆炸，只能將鍋爐置于20米以外的安全距離為罐體Al增溫，導致40% - 50%的熱能從煙囪、爐體散失以及在遠程輸送過程中被損耗掉，浪費極大。參見圖5-圖7，本發明在全封閉鍋爐直熱式增溫房K中采用的是全封閉安全節能型沼氣鍋爐L，它主要由燃燒部Ll與容水部L2構成，燃燒部Li、容水部L2均為封閉式結構，燃燒部Li、容水部L2的橫截面相一致，燃燒部Ll的頂部與容水部L2的底部固定連接， 使得全封閉安全節能型沼氣鍋爐L在整體上是全封閉結構，加之爐體上連接的各種進出管道都延伸至二號保溫磚墻Kl外的防火安全區內，從而確保全封閉安全節能型沼氣鍋爐L在使用中不會產生火星，因而可將其設置在發酵罐A的旁邊使用。由于全封閉安全節能型沼氣鍋爐L設置在發酵罐A的旁邊，因而它產生的所有熱量都被封閉在全封閉鍋爐直熱式增溫房K內以增溫發酵罐A，增溫效果較好。全封閉安全節能型沼氣鍋爐L的增溫方式包括兩部分，一部分是通過繞罐體Al設置的散熱片(也可用別的散熱設施，如散熱管等)，另一部分是通過煙筒L3(煙筒L3的出煙口位于二號保溫磚墻Kl 外的防火安全區內)，本設計中的煙筒L3在全封閉鍋爐直熱式增溫房K內盡可能的延伸，其長度以熱量全部散發在全封閉鍋爐直熱式增溫房K內為止。此外，全封閉安全節能型沼氣鍋爐L完全不用一次能源，只采用自產的沼氣，且其用氣量僅為傳統大鍋爐的十分之一，大大降低了能耗與成本。由此可見，全封閉鍋爐直熱式增溫房K不僅增溫效果較好，而且成本低、節能性強。在建造過程中，如工程資金較寬裕，也可在南邊的二號太陽能增溫房J內用同樣的方法放置另一個全封閉安全節能型沼氣鍋爐L，其增溫效果更佳。二、調配池U、沉淀池V與沼液余熱導熱池W
現有沼氣工程中，畜牧場排出的低濃度的糞水經過簡單沉淀后就作為發酵液輸進發酵罐A，其濃度很低(TS 3%-5%)。低濃度的發酵液不僅會降低產氣率，而且其內部包含的無營養的清水相對較多，無營養的清水不僅不發酵，不產生發酵溫度，而且還會稀釋、降低發酵物料產生的溫度以及外來的雙熱能增溫，從而降低發酵溫度，進而連鎖造成升溫難、耗能高、運行成本高的不良循環。本發明通過調配池U、沉淀池V提高發酵液的濃度，通過沼液余熱導熱池W提高發酵液的溫度。1、沼液余熱導熱池W:
參見圖10-圖12，沼液余熱導熱池W—般設置于調配池U的一側，兩者之間通過散熱金屬板U2 (也可用別的導熱裝置)相接觸，并不相通，使用時，沼液余熱導熱池W通過散熱金屬板U2及其上設置的散熱角鐵U21將熱量傳遞給調配池U,從而提高調配池U中發酵液的溫度。沼液余熱導熱池W自身的溫度來源于熱沼液，該熱沼液經溢流管Z從發酵罐A中流進水封器W1，然后進入沼液余熱導熱池W，由于熱沼液的溫度很高，一般為53°C左右，而沼液余熱導熱池W—側的調配池U內的溫度一般只有10°C左右，通過散熱金屬板U2的導熱，可將調配池U內發酵液的溫度提到30°C左右，不僅提高了發酵液的溫度，而且重復利用了熱沼液的熱量，節能價值很大。當熱量傳導后，即沼液余熱導熱池W或調配池U內的溫度達到預定溫度值時，就可由沼液泵W2將冷卻后的熱沼液抽給沼液余熱導熱池W外部的固液分離器S以進行固液分離。散熱金屬板U2上靠近調配池U的一側裝有多個散熱角鐵U21 (也可用散熱片、散熱塊等別的散熱設施)以增強熱傳遞效果，散熱角鐵U21還可起到加強肋的作用，散熱金屬板U2的兩端通過固定膨脹螺栓與沼液余熱導熱池W的側部固定連接，并在固定連接處用水泥進行二次澆灌，二次澆灌起到加固和防滲漏的作用。散熱金屬板U2的安裝方法有多種， 如將散熱金屬板U2澆鑄在圈梁中等。此外，在實際應用中，為提高增溫效果，也可將沼液余熱導熱池W整體放在調配池 U的內部或將調配池U包圍起來進行增溫，這樣設置增溫效果會更好，但成本比放在側部要高，因此使用時要考慮性價比。如果在嚴寒地區，還可在調配池U和沼液余熱導熱池W的上方設置透明的玻璃罩或玻璃房，該玻璃罩或玻璃房既可起到保溫的作用，也可在晴天時利用太陽能增溫。2、調配池U與沉淀池V
參見圖10 -圖12，調配池U與多個沉淀池V同軸設置，沉淀池V的數量視養殖場排出的污水量決定，相鄰的沉淀池V之間以及沉淀池V與調配池U之間都設置有全封閉式的隔離墻U3，隔離墻U3頂部的一端開設有溢流上口 U31，相鄰的溢流上口 U31位于同一對角線的兩端，隔離墻U3底部的中間部位設置有隔離單向閥門U32，調配池U底部上近發酵罐A的部位設置有進料泵E2，調配池U頂部的正中部位設置有調配攪拌機TO，調配攪拌機TO用于攪勻調配池U內溶液的濃度與溫度，隔離單向閥門U32、進料泵E2、調配攪拌機TO的中軸線都與調配池U的中軸線相重合。調配池U、沉淀池V底部的上下兩側都設置有橫向傾斜基 U4,最外側的沉淀池V底部的左側還設置有豎向傾斜基VI，該豎向傾斜基Vl的上下兩端均與橫向傾斜基U4相連接。使用中，污水經溢流上口 U31從調配池U逐個流向沉淀池V，沉淀時，污水分離為清水與發酵液，清水上浮，發酵液下沉，上浮的清水經溢流上口 U31流向下一個沉淀池V，下沉的發酵液被隔離單向閥門U32阻擋以防止倒流進下一個沉淀池V，下沉的發酵液被橫向傾斜基U4擋向池底的中部，同時，最外側沉淀池V內的豎向傾斜基Vl把沉積在池底各個死角的發酵液擋向池底的中部，在橫向傾斜基U4、豎向傾斜基Vl的作用下， 發酵液富集于池底的中部，而在隔離墻U3底部的中間部位正好設置有隔離單向閥門U32， 富集的發酵液就可以通過隔離單向閥門U32流向調配池U中的進料泵E2處，發酵液的濃度由調配池U至最外側沉淀池V依次降低，此時，不僅能確保調配池U中發酵液的濃度高于任何一個沉淀池V，而且能確保調配池U中進料泵E2處發酵液的濃度最高，而進料泵E2又近發酵罐A設置，因此進料泵E2能為發酵罐A提供較高濃度的發酵液，與現有技術TS濃度只有3% - 5%相比，本發明發酵液的TS濃度能達到10% - 12%。三、多功能自動調節器M
現有沼氣工程的氣水分離、正負壓保護均采用傳統的人工排水、補水的低效危險模式， 傳統氣水分離器如不定期檢查排水，輕則積水升高減少罐體容積，影響氣水分離效率，重則堵塞輸氣管道；傳統正負壓保護器如不定期檢查補水，夏季會出現滿氣柜的沼氣瞬間全泄漏的情況，甚至會引發火險或爆炸。本發明把傳統技術中單一的氣水分離器、正負壓保護器改革為多功能自動調節器 M。多功能自動調節器M能把氣水分離器0分離出的、多余的水供給正負壓保護器P，正好起到排——補的“黃金搭檔”功能，且在補到設定的參數時還能自動排水。此外，當氣水分離器0排出的水不夠補給正負壓保護器P時，本裝置還能自動補進自來水，從而大大提高了安全性和自動化運行管理的水平。參見圖8與圖9，多功能自動調節器M各個功能的實現過程如下 1、自動排水與自動補水功能
空氣管Y、沼氣左管X2、沼氣右管X3的壓力一致，且沒有超過正負壓保護器P內的水壓，此時，沼氣右管X3在氣水分離器0內進行氣水分離，氣水分離器0將沼氣與水分離開， 沼氣從沼氣出口 01流向凈化器N，水則貯存在氣水分離器0內，當貯存的水的水位高出正負壓保護器P內的水位時，貯存的水則從氣水單向閥02流進正負壓保護器P，如果正負壓保護器P內缺水，流進的水起補水作用，實現自動補水功能；如果正負壓保護器P內不缺水，流進的水就會增高水位，從而高出預定壓力水位線，但高出的水會從預定壓力水位線所對應的水位壓力調節閥P5流出，實現自動排水功能。由此可見，多功能自動調節器M具有自動排水、進水功能。2、自動排氣功能
正負壓保護器P內的水壓與空氣管Y的壓力一致，起到對空氣管Y氣壓的監控作用。如果空氣管Y的氣壓過高，就會高于水壓，從而噴出多余的空氣，這些空氣就會從水底泛出水面，并通過排氣口 Pl排出，從而實現自動排氣。由此可見，多功能自動調節器M具有自動排氣功能。3、防止沼氣同步泄漏浪費功能
正常情況下，由于沼氣右管X3位于氣水分離器0內的空腔中，沼氣左管X2位于正負壓保護器P內的水面下，且水壓大于或等于空氣管Y、沼氣左管X2、沼氣右管X3的壓力，因而沼氣不從沼氣左管X2流出，而只從沼氣右管X3流出以進行氣水分離。但當儲氣柜T滿了壓力過大或用戶停止用氣等別的原因使得氣水分離器0內的沼氣不能從沼氣出口 01排出時，如沼氣出口 01堵塞，沼氣右管X3內的沼氣就會被反頂進沼氣左管X2與發酵罐A內的沼氣區A7，造成發酵罐A內沼氣區A7的氣壓繼續上升，沼氣壓力上升就會向上頂起氣膜 A2，對氣膜A2起擠壓作用，氣膜A2被擠壓，其內部的空氣就會被擠進空氣管Y，從而增加空氣管Y的壓力，雖然此時空氣管Y的壓力與沼氣管X的壓力一致(氣膜A2被擠壓后處于平衡狀態，因而空氣管Y壓力與沼氣管X壓力一致)，但由于空氣管Y在水面下的深度比沼氣左管X2淺一點，一般為2cm左右，承受的水壓也就低一點，因此還是空氣管Y中的空氣先排放，并通過排氣口 Pl排出正負壓保護器P，同時，沼氣右管X3內沼氣的反頂行為一直在進行，壓力繼續上升，沼氣區A7、氣膜A2的氣壓一直在增強，空氣管Y、沼氣左管X2的氣壓也一直在增強，但只有空氣管Y在排空氣，沼氣左管X2卻不排沼氣，這個過程一直持續到沼氣區A7、氣膜A2的氣壓增大到大于沼氣左管X2所受的水壓，也就是沼氣左管X2的氣壓增加到大于沼氣左管X2所受的水壓時，沼氣左管X2內的沼氣才會開始排出，然后通過排氣口 Pl 排出正負壓保護器P，從而最大程度上防止沼氣同步泄漏浪費。由此可見，多功能自動調節器M具有防止沼氣同步泄漏浪費功能。4、負壓保護功能
正常情況下，當發酵罐A內排放沼液過量或沼氣區A7向外供氣管路中有增壓裝置抽吸發酵罐A內沼氣過量時都會導致發酵罐A內產生負壓，如果不及時解決，發酵罐A就會被小于空氣壓力的負壓擠壓損壞，為防止這種危險情況產生，本發明當發酵罐A內產生負壓時， 正負壓保護器P內的水就會吸進沼氣左管X2直至流進發酵罐A內，當正負壓保護器P內的水全部吸空后，正負壓保護器P外的大氣就會依次通過排氣口 Pl、正負壓保護器P、沼氣左管X2流進發酵罐A內，從而消除發酵罐A內的負壓，解決大氣對發酵罐A擠壓的危險。由上可見，多功能自動調節器M具有負壓保護的功能。5、自動恒壓功能
當沼氣輸送壓力不夠時，壓力變送器Y2(由于空氣管Y與沼氣管X的壓力一致，因而可從空氣管Y上設置的壓力變送器Υ2讀出沼氣管X的壓力，如果將壓力變送器Υ2安裝在沼氣管X上，會因腐蝕造成其壽命很短)能隨時從本裝置中取樣送給變頻器Υ3以執行增壓指令，當壓力增加到設定參數時則可自動停止，從而實現恒壓的目的。由上可見，多功能自動調節器M具有自動恒壓功能。6、自動氣水分離功能
熱沼氣從發酵罐A內的沼氣區A7輸出，經沼氣右管X3、氣水分離器0冷凝，冷凝后得到的沼氣和水在氣水分離器0中，水的比重大，自然掉入罐下，沼氣自動分離開，在壓力的作用下通過沼氣出口 01進入凈化器N，從而實現氣水分離的目的。由上可見，多功能自動調節器M具有自動氣水分離的功能。四、攪拌裝置G
傳統大型沼氣工程的攪拌工藝，目前全世界千篇一律都是用螺旋槳模式攪拌，這種模式只有20% (罐內被攪拌的液體與未攪拌到的液體比例是20%)的攪拌率，而且只適合低濃度具有流動性的液體，一般只適用3% - 5%濃度(干物質與水的比例)的液體，超過8%的濃度就無法攪拌更難出渣。本發明中的攪拌裝置G采取的是專利號為ZL201020278791. 1，名稱為“一種往復刮渣式沼液攪拌裝置”的裝置，該裝置不僅能適應濃度為8%以上的任何發酵液，而且可攪拌 90%以上的液體，能在高濃渣無堵情況下實現90%全面積攪拌。本裝置打破了沼氣行業傳統螺旋漿式高耗低效攪拌模式(螺旋漿式攪拌面積小、死角多、能耗高、產氣率低，濃渣無法攪拌排出)，本裝置不僅能實現高濃全面攪拌、無死角，而且能耗小(單位功率<3. 6W/m3罐體， 比傳統斜攪拌單位功率10W/m3罐體低3倍左右)，并能適用秸稈干式(TS 30%)連續發酵工藝。本裝置能大大減少發酵罐的容積，降低物料增溫熱量以及沼肥的運輸量，能成倍的提高單位容積產氣率，在同等溫度下，產氣率可提高1倍左右。五、高產氣率
本發明通過太陽能增溫裝置B、輔助熱能增溫裝置C將發酵罐A的溫度增至50°C以上，比現有技術的10 - 20°C高出很多，通過調配池U、沉淀池V、沼液余熱導熱池W提供濃度為TS 10%- 12%、溫度為30°C左右的發酵液，從而確保發酵液具有較高的濃度與溫度，便于發酵罐A內菌群的存活與快速繁殖，菌群繁殖的越快，對發酵液分解的就越多，產氣也就越多，單位容積產氣率在2.0 m3/m3 ·(!左右，遠高于現有技術的0. 3-0. 5 m3/m3 ·(!。因此本發明具有高產氣率的特點。六、發酵罐A
與現有技術發酵液濃度只有TS 3%-5%相比，本發明能使發酵液濃度提高一倍以上， 達到TS 10%- 12%。發酵液的濃度提高，不僅能提高產氣率，而且能降低發酵罐A的體積，濃度提高一倍，發酵罐A的體積就能減少一倍，發酵罐A的體積與高度降低1倍以上，不僅降低投資、提高效率，還能降低前期投資與后期成本，并能減少很多方面的危險性，如
降低前期投資指的是降低發酵罐的制造成本以及與它相配套的其余設備的制造成本，如罐體的基礎、罐體的增溫與保溫設施以及勞資、工期等。降低后期運行成本指的是用水量減少，不再稀釋降低溫度；進料耗電時間短；攪拌功耗小；增溫耗能成倍減少；污水量減小。減少危險性指的是減少基礎超載下沉危險、罐體傾斜危險、罐壁超壓崩裂甚至解體危險、高罐風荷及雷擊危險以及高空作業危險。實施例1 一種雙熱能增溫型沼氣系統，包括發酵罐A、進料裝置E、沼氣凈化裝置D與沼渣處理裝置F，發酵罐A的內部設置攪拌裝置G，外部設置有增溫裝置，該增溫裝置包括太陽能增溫裝置B與輔助熱能增溫裝置C ；所述進料裝置E包括調配池U與至少兩個沉淀池V，所述沼氣凈化裝置D包括多功能自動調節器M與凈化器N，所述沼渣處理裝置F包括沼液余熱導熱池 W與固液分離器S，固液分離器S的出渣口與生物制肥設備R相連接；
所述發酵罐A包括罐體Al及其頂部設置的氣膜A2，氣膜A2包括內膜A21與外膜A22， 氣膜A2的內部與空氣管Y相通，罐體Al側壁的顏色為黑色，罐體Al側壁上近底部的部位設置有與進料裝置E相通的進料口 El，罐體Al側壁上位于內膜A21、液面排料高度線A3之間的部位設置有沼氣口 Xl與沖淋頭A4，液面排料高度線A3的下方設置有溢流口 Z1，沼氣口 Xl經沼氣管X與沼氣凈化裝置D相通，沖淋頭A4與溢流口 Zl相對應，溢流口 Zl經溢流管Z與沼渣處理裝置F相通，且沖淋頭A4位于沼氣口 XI、溢流口 Zl之間；
所述太陽能增溫裝置B是一號太陽能增溫房H，所述輔助熱能增溫裝置C是生物能增溫房I，生物能增溫房I的寬度是1. 2米，一號太陽能增溫房H的寬度是0. 5米，所述一號太陽能增溫房H包括弧形的透明玻璃墻Hl與封閉門H2，透明玻璃墻Hl繞南側壁All設置，透明玻璃墻Hl的兩端各設置一封閉門H2，透明玻璃墻Hl的頂部設置有平臺A5，且透明玻璃墻HI、封閉門H2、平臺A5、地面A6與南側壁All共同形成一封閉結構；所述生物能增溫房I 包括弧形的一號保溫磚墻II、入門12、出門13與生物質網箱14，一號保溫磚墻Il繞北側壁 A12設置，一號保溫磚墻Il的兩端分別設置有入門12與出門13，一號保溫磚墻Il的頂部設置有平臺A5，且一號保溫磚墻11、入門12、出門13、平臺A5、地面A6與北側壁A12共同形成一封閉結構；所述生物能增溫房I內部的底面設置有滑軌15，滑軌15的兩端與入門12、 出門13相對應，滑軌15的上方設置有多層生物質網箱14，該生物質網箱14內充填有浸泡后的秸稈；
所述多功能自動調節器M包括氣水分離器0、正負壓保護器P、沼氣管X與空氣管Y ；所述沼氣管X包括沼氣左管X2與沼氣右管X3，沼氣左管X2、沼氣右管X3的一端均與發酵罐 A內的沼氣口 Xl相通，另一端則分別延伸至正負壓保護器P、氣水分離器0的內部，在沼氣右管X3上位于氣水分離器0內部的部分開設有多個導氣孔X31，沼氣左管X2上近發酵罐A 的一端設置有沼氣壓力表X4 ；所述空氣管Y的一端延伸至正負壓保護器P的內部，另一端依次經空氣壓力表Y1、壓力變送器Y2后與增壓風機W相通，增壓風機W的另一端與發酵罐A頂部設置的氣膜A2相通，壓力變送器Y2的另一端與變頻器TO相連接；所述氣水分離器0的頂部設置有與凈化器N相通的沼氣出口 01，氣水分離器0的底部通過氣水單向閥02 與正負壓保護器P的底部相通；所述正負壓保護器P的頂部設置有排氣口 P1，側壁上近頂部的部位設置有進水管P2、近底部的部位設置有進排兩用水口 P3，進水管P2上設置有電磁閥P21，進排兩用水口 P3的另一端與直排閥P4相通，直排閥P4與進水管P2之間豎立設置有十個并聯的水位壓力調節閥P5，最低的水位壓力調節閥P5高過空氣管Y的出氣口，空氣管Y的出氣口比沼氣左管X2的出氣口高2cm，最低的水位壓力調節閥P5與氣水分離器0的底部同高；
所述水位壓力調節閥P5與直排閥P4之間的距離即為正負壓保護器P內壓力水位線的高度，每條壓力水位線都對應一個壓力值，直排閥P4對應的壓力水位線為0cm、對應的壓力值為Okpa ；所述十個水位壓力調節閥P5對應的壓力水位線、壓力值分別為壓力水位線為5cm，壓力值為0. 5kpa ； 壓力水位線為10cm，壓力值為1. Okpa ； 壓力水位線為15cm，壓力值為1. 5kpa ； 壓力水位線為20cm，壓力值為2. Okpa ； 壓力水位線為25cm，壓力值為2. 5kpa ； 壓力水位線為30cm，壓力值為3. Okpa ； 壓力水位線為35cm，壓力值為3. 5kpa ； 壓力水位線為40cm，壓力值為4. Okpa ； 壓力水位線為45cm，壓力值為4. 5kpa ； 壓力水位線為50cm，壓力值為5. Okpa ；
所述調配池U的左側面與同軸設置的沉淀池V相通、上側面通過污水格柵Ull與沉沙池Ul相通、下側面通過散熱金屬板U2與沼液余熱導熱池W相接觸，相鄰的沉淀池V之間以及沉淀池V與調配池U之間都設置有全封閉式的隔離墻U3，隔離墻U3頂部的一端開設有溢流上口 U31，相鄰的溢流上口 U31位于同一對角線的兩端，隔離墻U3底部的中間部位設置有隔離單向閥門U32 ；
所述調配池U底部的上下兩側均設置有橫向傾斜基U4，調配池U底部上近發酵罐A的部位設置有進料泵E2，調配池U頂部的正中部位設置有調配攪拌機U5 ；所述沉淀池V底部的上下兩側均設置有橫向傾斜基U4，最外側的沉淀池V底部的左側還設置有豎向傾斜基 VI，該豎向傾斜基Vl的上下兩端均與橫向傾斜基U4相連接；所述進料泵E2、調配攪拌機 U5、隔離單向閥門U32的中軸線都與調配池U的中軸線相重合；
所述沼液余熱導熱池W頂部的正中部位設置有熱量均勻分布攪拌機W3，內部設置有水封器Wl與沼液泵W2，水封器Wl經溢流管Z與溢流口 Zl相通，沼液泵W2近水封器Wl設置， 且沼液泵W2與設置在沼液余熱導熱池W外部的固液分離器S相連接；所述散熱金屬板U2 的兩側分別與沼液余熱導熱池W、調配池U相接觸，且在散熱金屬板U2上近調配池U的一側設置有多個散熱角鐵U21 ；
所述調配池U、沼液余熱導熱池W的頂部覆蓋有同一個透明的玻璃罩或玻璃房。
實施例2
基本情況同實施例1，不同之處在于所述太陽能增溫裝置B是二號太陽能增溫房J，所述輔助熱能增溫裝置C是全封閉鍋爐直熱式增溫房K，二號太陽能增溫房J與全封閉鍋爐直熱式增溫房K相通，全封閉鍋爐直熱式增溫房K的寬度是0. 6米，二號太陽能增溫房J的寬度是0.5米；
所述二號太陽能增溫房J包括弧形的透明玻璃墻Hl與封閉門H2，透明玻璃墻Hl繞南側壁All設置，透明玻璃墻Hl的兩端分別與封閉門H2、二號保溫磚墻Kl相連接，透明玻璃墻Hl的頂部設置有平臺A5 ；所述全封閉鍋爐直熱式增溫房K包括弧形的二號保溫磚墻K1、 入門12與全封閉安全節能型沼氣鍋爐L，二號保溫磚墻Kl繞北側壁A12設置，所述二號保溫磚墻Kl的兩端分別與入門12、透明玻璃墻Hl相連接，二號保溫磚墻Kl的頂部設置有平臺A5 ；所述封閉門H2、透明玻璃墻HI、二號保溫磚墻K1、入門12、平臺A5、地面A6、北側壁 A12與南側壁All共同形成一封閉結構；
所述全封閉安全節能型沼氣鍋爐L包括燃燒部Li、容水部L2、煙筒L3與導熱排煙管
19L4 ；所述燃燒部Ll與容水部L2均為封閉式結構，燃燒部Li、容水部L2的橫截面相一致，燃燒部Ll的頂部與容水部L2的底部固定連接；所述燃燒部Ll內設置有沼氣猛火爐L5，沼氣猛火爐L5的側部設置有沼氣進管L6與進風管L7，沼氣進管L6的另一端與儲氣柜T相通， 沼氣猛火爐L5的頂部與容水部L2內設置的導熱排煙管L4相通，導熱排煙管L4的另一端經容水部L2頂部設置的封閉罩L8與煙筒L3相通，所述導熱排煙管L4的數量為三至八根， 且沿同一圓周均勻設置；所述容水部L2的側部設置有上出水管L9與下出水管L10，上出水管L9依次經熱水循環泵L13、繞罐體Al側壁設置的低散熱片L11、繞罐體Al側壁設置的高散熱片L12后與下出水管LlO相通；
所述進風管L7的一端與沼氣猛火爐L5的側部相通，所述煙筒L3的一端與導熱排煙管 L4相通，進風管L7、煙筒L3的另一端均經二號保溫磚墻Kl后延伸至二號保溫磚墻Kl外設置的防火安全區內。由上可見，傳統CSTR或USR工藝濃度低、溫度低、攪拌率低、耗能高、產氣率低、冬季不產氣，而本發明則是一個“六高四低”的高效工藝，即高濃度、高溫度、高攪拌率、高產氣率、高節能、高性價比，罐體低、投資低、危險性低、運行成本低。按1000立方為例，如下是傳統CSTR或USR工藝與本發明的綜合對比表
權利要求
1.一種雙熱能增溫型沼氣系統，包括發酵罐(A)、進料裝置(E)、沼氣凈化裝置(D)與沼渣處理裝置(F)，所述發酵罐(A)上設置有進料口(El)、沼氣口(Xl)與溢流口(Zl)，進料口 (El)通過進料泵(E2)與進料裝置(E)相通，沼氣口(Xl)通過沼氣管(X)與沼氣凈化裝置 (D)相通，溢流口(Zl)通過溢流管(Z)與沼渣處理裝置(F)相通，且在發酵罐(A)上還設置有增溫裝置與攪拌裝置(G)，其特征在于所述增溫裝置包括太陽能增溫裝置(B)與輔助熱能增溫裝置(C)，該輔助熱能增溫裝置(C)與太陽能增溫裝置(B)均為圓弧形結構，太陽能增溫裝置(B)繞罐體(Al)的南側壁 (Al 1)設置，輔助熱能增溫裝置(C)繞罐體(Al)的北側壁(A12)設置，且輔助熱能增溫裝置 (C)、太陽能增溫裝置(B)的頂部均設置有平臺(A5)；所述太陽能增溫裝置(B)、輔助熱能增溫裝置(C)、平臺(A5)、地面(A6)與罐體(Al)的側壁共同形成封閉結構，且罐體(Al)側壁的顏色為黑色。
2.根據權利要求1所述的一種雙熱能增溫型沼氣系統，其特征在于所述太陽能增溫裝置(B)是一號太陽能增溫房(H)，所述輔助熱能增溫裝置(C)是生物能增溫房(I)，且生物能增溫房(I)的寬度是一號太陽能增溫房(H)寬度的2 - 3倍；所述一號太陽能增溫房(H)包括弧形的透明玻璃墻(Hl)與封閉門(H2)，透明玻璃墻 (Hl)繞南側壁(Al 1)設置，透明玻璃墻(Hl)的兩端各設置一封閉門(H2)，透明玻璃墻(Hl) 的頂部設置有平臺(A5)，且透明玻璃墻(HI)、封閉門(H2)、平臺(A5)、地面(A6)與南側壁 (All)共同形成一封閉結構；所述生物能增溫房(I)包括弧形的一號保溫磚墻(II)、入門(12)、出門(13)與生物質網箱(14)，一號保溫磚墻(Il)繞北側壁(A12)設置，一號保溫磚墻(Il)的兩端分別設置有入門(12)與出門(13)，一號保溫磚墻(Il)的頂部設置有平臺(A5)，且一號保溫磚墻(II)、 入門(12)、出門(13)、平臺(A5)、地面(A6)與北側壁(A12)共同形成一封閉結構；所述生物能增溫房(I)內部的底面設置有滑軌(15)，滑軌(15)的兩端與入門(12)、出門(13)相對應， 滑軌(15)的上方設置有多層生物質網箱(14)，該生物質網箱(14)內充填有浸泡后的秸稈。
3.根據權利要求1所述的一種雙熱能增溫型沼氣系統，其特征在于所述太陽能增溫裝置(B)是二號太陽能增溫房(J)，所述輔助熱能增溫裝置(C)是全封閉鍋爐直熱式增溫房 (K)，二號太陽能增溫房(J)與全封閉鍋爐直熱式增溫房(K)相通，且全封閉鍋爐直熱式增溫房(K)的寬度是二號太陽能增溫房(J)寬度的1 - 1. 5倍；所述二號太陽能增溫房(J)包括弧形的透明玻璃墻(Hl)與封閉門(H2)，透明玻璃墻 (Hl)繞南側壁(All)設置，透明玻璃墻(Hl)的兩端分別與封閉門(H2)、二號保溫磚墻(Kl) 相連接，透明玻璃墻(Hl)的頂部設置有平臺(A5)；所述全封閉鍋爐直熱式增溫房(K)包括弧形的二號保溫磚墻(K1)、入門(12)與全封閉安全節能型沼氣鍋爐(L)，二號保溫磚墻(Kl)繞北側壁(A12)設置，所述二號保溫磚墻 (Kl)的兩端分別與入門(12)、透明玻璃墻(Hl)相連接，二號保溫磚墻(Kl)的頂部設置有平臺(A5);所述封閉門(H2)、透明玻璃墻(HI)、二號保溫磚墻(K1)、入門(12)、平臺(A5)、地面 (A6)、北側壁(A12)與南側壁(All)共同形成一封閉結構；所述全封閉安全節能型沼氣鍋爐(L)包括燃燒部(Li)、容水部(L2)、煙筒(L3)與導熱排煙管(L4);所述燃燒部(Li)與容水部(L2)均為封閉式結構，燃燒部(Li )、容水部(L2)的橫截面相一致，燃燒部(Li)的頂部與容水部(L2)的底部固定連接；所述燃燒部(Li)內設置有沼氣猛火爐(L5)，沼氣猛火爐(L5)的側部設置有沼氣進管(L6)與進風管(L7)，沼氣進管 (L6)的另一端與儲氣柜(T)相通，沼氣猛火爐(L5)的頂部與容水部(L2)內設置的導熱排煙管(L4)相通，導熱排煙管(L4)的另一端經容水部(L2)頂部設置的封閉罩(L8)與煙筒(L3) 相通，所述導熱排煙管(L4)的數量為三至八根，且沿同一圓周均勻設置；所述容水部(L2) 的側部設置有上出水管(L9)與下出水管(L10)，上出水管(L9)依次經熱水循環泵(L13)、繞罐體(Al)側壁設置的低散熱片(L11)、繞罐體(Al)側壁設置的高散熱片(L12)后與下出水管(LlO)相通。
4.根據權利要求3所述的一種雙熱能增溫型沼氣系統，其特征在于所述進風管(L7) 的一端與沼氣猛火爐(L5)的側部相通，所述煙筒(L3)的一端與導熱排煙管(L4)相通，進風管(L7)、煙筒(L3)的另一端均經二號保溫磚墻(Kl)后延伸至二號保溫磚墻(Kl)外設置的防火安全區內。
5.根據權利要求1、2、3或4所述的一種雙熱能增溫型沼氣系統，其特征在于所述發酵罐(A)包括罐體(Al)及其頂部設置的氣膜(A2)，氣膜(A2)包括內膜(A21)與外膜(A22)， 氣膜(A2)的內部與空氣管(Y)相通，罐體(Al)側壁上近底部的部位設置有與進料裝置(E) 相通的進料口(E1)，罐體(Al)側壁上位于內膜(A21)、液面排料高度線(A3)之間的部位設置有沼氣口(Xl)與沖淋頭(A4)，液面排料高度線(A3)的下方設置有溢流口(Z1)，沼氣口 (Xl)經沼氣管(X)與沼氣凈化裝置(D)相通，沖淋頭(A4)與溢流口(Zl)相對應，溢流口(Zl) 經溢流管(Z )與沼渣處理裝置(F)相通，且沖淋頭(A4 )位于沼氣口( X1)、溢流口( Z1)之間。
6.根據權利要求5所述的一種雙熱能增溫型沼氣系統，其特征在于所述沼氣凈化裝置(D)包括多功能自動調節器(M)與凈化器(N)，所述多功能自動調節器(M)包括氣水分離器(0)、正負壓保護器(P)、沼氣管(X)與空氣管(Y);所述沼氣管(X)包括沼氣左管(X2)與沼氣右管(X3)，沼氣左管(X2)、沼氣右管(X3)的一端均與發酵罐(A)內的沼氣口(Xl)相通，另一端則分別延伸至正負壓保護器(P)、氣水分離器(0)的內部，在沼氣右管(X3)上位于氣水分離器(0)內部的部分開設有多個導氣孔(X31)，沼氣左管(X2)上近發酵罐(A)的一端設置有沼氣壓力表(X4)；所述空氣管(Y)的一端延伸至正負壓保護器 (P)的內部，另一端依次經空氣壓力表(Y1)、壓力變送器(Y2)后與增壓風機(Y4)相通，增壓風機(Y4)的另一端與發酵罐(A)頂部設置的氣膜(A2)相通，壓力變送器(Y2)的另一端與變頻器(Y3)相連接；所述氣水分離器(0)的頂部設置有與凈化器(N)相通的沼氣出口(01)，氣水分離器(0) 的底部通過氣水單向閥(02)與正負壓保護器(P)的底部相通；所述正負壓保護器(P)的頂部設置有排氣口(P1)，側壁上近頂部的部位設置有進水管 (P2)、近底部的部位設置有進排兩用水口(P3)，進水管(P2)上設置有電磁閥(P21)，進排兩用水口(P3)的另一端與直排閥(P4)相通，直排閥(P4)與進水管(P2)之間豎立設置有多個并聯的水位壓力調節閥(P5)，最低的水位壓力調節閥(P5)高過空氣管(Y)的出氣口，空氣管(Y)的出氣口比沼氣左管(X2)的出氣口高，最低的水位壓力調節閥(P5)與氣水分離器 (0)的底部同高；所述水位壓力調節閥(P5)與直排閥(P4)之間的距離即為正負壓保護器(P)內壓力水位線的高度，每條壓力水位線都對應一個壓力值，直排閥(P4)對應的壓力水位線為0cm、對應的壓力值為Okpa。
7.根據權利要求6所述的一種雙熱能增溫型沼氣系統，其特征在于所述空氣管(Y)的出氣口比沼氣左管(X2)的出氣口高2cm，所述水位壓力調節閥(P5)的數量為十個，十個水位壓力調節閥(P5)對應的壓力水位線、壓力值分別為壓力水位線為5cm，壓力值為0. 5kpa ； 壓力水位線為10cm，壓力值為1. Okpa ； 壓力水位線為15cm，壓力值為1. 5kpa ； 壓力水位線為20cm，壓力值為2. Okpa ； 壓力水位線為25cm，壓力值為2. 5kpa ； 壓力水位線為30cm，壓力值為3. Okpa ； 壓力水位線為35cm，壓力值為3. 5kpa ； 壓力水位線為40cm，壓力值為4. Okpa ； 壓力水位線為45cm，壓力值為4. 5kpa ； 壓力水位線為50cm，壓力值為5. Okpa。
8.根據權利要求5所述的一種雙熱能增溫型沼氣系統，其特征在于所述進料裝置(E)包括調配池(U)與至少兩個沉淀池(V)，所述沼渣處理裝置(F)包括沼液余熱導熱池(W)與固液分離器(S)；所述調配池(U)的左側面與同軸設置的沉淀池(V)相通、上側面通過污水格柵(Ull)與沉沙池(Ul)相通、下側面通過散熱金屬板(U2)與沼液余熱導熱池(W)相接觸，相鄰的沉淀池(V)之間以及沉淀池(V)與調配池(U)之間都設置有全封閉式的隔離墻(U3)，隔離墻(U3) 頂部的一端開設有溢流上口(U31)，相鄰的溢流上口(U31)位于同一對角線的兩端，隔離墻 (U3)底部的中間部位設置有隔離單向閥門(U32)；所述調配池(U)底部的上下兩側均設置有橫向傾斜基(U4)，調配池(U)底部上近發酵罐(A)的部位設置有進料泵(E2)，調配池(U)頂部的正中部位設置有調配攪拌機(U5);所述沉淀池(V)底部的上下兩側均設置有橫向傾斜基(U4)，最外側的沉淀池(V)底部的左側還設置有豎向傾斜基(VI)，該豎向傾斜基(Vl)的上下兩端均與橫向傾斜基(U4)相連接；所述進料泵(E2)、調配攪拌機(U5)、隔離單向閥門(U32)的中軸線都與調配池(U)的中軸線相重合；所述沼液余熱導熱池(W)頂部的正中部位設置有熱量均勻分布攪拌機(W3)，內部設置有水封器(Wl)與沼液泵(W2)，水封器(Wl)經溢流管(Z)與溢流口(Zl)相通，沼液泵(W2) 近水封器(Wl)設置，且沼液泵(W2)與設置在沼液余熱導熱池(W)外部的固液分離器(S)相連接；所述散熱金屬板(U2)的兩側分別與沼液余熱導熱池(W)、調配池(U)相接觸，且在散熱金屬板(U2)上近調配池(U)的一側設置有多個散熱角鐵(U21)。
9.根據權利要求8所述的一種雙熱能增溫型沼氣系統，其特征在于所述調配池(U)、 沼液余熱導熱池(W)的頂部覆蓋有同一個透明的玻璃罩或玻璃房。
10.根據權利要求8所述的一種雙熱能增溫型沼氣系統，其特征在于所述固液分離器 (S)的出渣口與生物制肥設備(R)相連接。
全文摘要
一種雙熱能增溫型沼氣系統，包括發酵罐、進料裝置、沼氣凈化裝置與沼渣處理裝置，發酵罐內外分別設置有攪拌裝置與增溫裝置；所述增溫裝置包括太陽能增溫裝置與輔助熱能增溫裝置，輔助熱能增溫裝置為生物能增溫房或全封閉鍋爐直熱式增溫房，所述進料裝置包括調配池與沉淀池，所述沼渣處理裝置包括沼液余熱導熱池以及與生物制肥設備相連接的固液分離器，調配池的側面分別設置有沉淀池、沼液余熱導熱池與沉沙池，所述沼氣凈化裝置包括多功能自動調節器與凈化器，多功能自動調節器包括氣水分離器與正負壓保護器。本設計不僅高濃度、高溫度、高攪拌率、高產氣率、高節能、高性價比，而且罐體低、投資低、危險性低、運行成本低。
文檔編號C12M1/107GK102533535SQ201210070209
公開日2012年7月4日 申請日期2012年3月16日 優先權日2012年3月16日
發明者方朝陽 申請人:方朝陽