一種沼氣發電、燃燒利用系統的制作方法
【專利摘要】一種沼氣發電、燃燒利用系統，包括污水糞便池、發酵預處理池、太陽能熱水器、可控集箱式發酵裝置、脫硫器、儲氣柜、沼氣發電裝置和沼氣加熱裝置，污水糞便池的出口通與發酵預處理池的進口連接，發酵預處理池的出口與可控集箱式發酵裝置的進口連接，太陽能熱水器的出水口分別與發酵預處理池和可控集箱式發酵裝置的熱水進口連接，可控集箱式發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電裝置和沼氣加熱裝置的進氣口連接。本實用新型設計合理，結構簡單，對厭氧發酵過程中的污水糞便攪拌均勻，有助于提高沼氣產量，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】一種沼氣發電、燃燒利用系統
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于沼氣利用【技術領域】，尤其涉及一種沼氣發電、燃燒利用系統。
【背景技術】
[0002]沼氣是有機物質在厭氧條件下，經過微生物的發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現的，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，在厭氧(沒有氧氣)條件下發酵，類繁多的沼氣發酵微生物分解轉化，從而產生沼氣。沼氣是一種混合氣體，可以燃燒。沼氣是有機物經微生物厭氧消化而產生的可燃性氣體。
[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。空氣中如含有8.6?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、烘干農副產品、供暖、照明和氣焊等夕卜，還可作內燃機的燃料以及生產甲醇、福爾馬林、四氯化碳等化工原料。經沼氣裝置發酵后排出的料液和沉渣，含有較豐富的營養物質，可用作肥料和飼料。
[0004]沼氣是一些有機物質，在一定的溫度、濕度、酸度條件下，隔絕空氣(如用沼氣池)，經微生物作用(發酵)而產生的可燃性氣體。它含有少量硫化氫，所以略帶臭味。發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中的糖類、脂肪、蛋白質降解成簡單的物質，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，使一些簡單的物質變成甲烷。要正常地產生沼氣，必須為微生物創造良好的條件，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。有機物質發酵成沼氣，是多種厭氧菌活動的結果，因此要造成一個厭氧菌活動的缺氧環境。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氣率最高。第三，沼氣池要有充足的養分。微生物要生存、繁殖，必須從發酵物質中吸取養分。在沼氣池的發酵原料中，人畜糞便能提供氮元素，農作物的秸桿等纖維素能提供碳元素。第四，發酵原料要含適量水，一般要求沼氣池的發酵原料中含水80%左右，過多或過少都對產氣不利。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村逐步推廣開來，對于農村具有以下作用:(1)沼氣不僅能解決農村能源問題，而且能增加有機肥料資源，提高質量和增加肥效，從而提高農作物產量，改良土壤；(2)使用沼氣，能大量節省秸桿、干草等有機物，以便用來生產牲畜飼料和作為造紙原料及手工業原材料；(3)興辦沼氣可以減少亂砍樹木和亂鏟草皮的現象，保護植被，使農業生產系統逐步向良性循環發展；(4)興辦沼氣，有利于凈化環境和減少疾病的發生。這是因為在沼氣池發酵處理過程中，人畜糞便中的病菌大量死亡，使環境衛生條件得到改善；(5)用沼氣煮飯照明，既節約家庭經濟開支，又節約家庭主婦的勞作時間，降低勞動強度；(6)使用沼肥，提高農產品質量和品質，增加經濟收入，降低農業污染，為無公害農產品生產奠定基礎。常用的物質循環利用型生態系統主要有種植業一養殖業一沼氣工程三結合、養殖業一漁業一種植業三結合及養殖業一漁業一林業三結合的生態工程等類型。其中種植業一養殖業一沼氣工程三結合的物質循環利用型生態工程應用最為普遍，效果最好。
[0006]但現有的沼氣發酵處理系統中的厭氧發酵池中的原料存在攪拌不均勻的問題，影響到沼氣產量，另外，用于沼氣儲存的儲氣柜密封效果差，容易產生漏氣，影響到沼氣的長期儲存使用。
實用新型內容
[0007]本實用新型為了解決現有技術中的不足之處，提供一種沼氣產量高、儲氣柜密封性好的沼氣發電、燃燒利用系統。
[0008]為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案:一種沼氣發電、燃燒利用系統，包括污水糞便池、發酵預處理池、太陽能熱水器、可控集箱式發酵裝置、脫硫器、儲氣柜、沼氣發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酵預處理池的進口連接，發酵預處理池的出口通過第二污液管與可控集箱式發酵裝置的進口連接，第一污液管和第二污液管上均設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酵預處理池和可控集箱式發酵裝置的熱水進口連接，兩根熱水管上分別設有熱水閥門，可控集箱式發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有氣閥門和壓力表，第三氣管和第四氣管上均設有氣體流量計；
[0009]所述可控集箱式發酵裝置包括頂部敞口的儲液池，儲液池的一側上部設有進料口，儲液池的另一側下部設有出料口，儲液池頂部設有蓋板，蓋板上設有傳動連接的電機和減速機，減速機的動力驅動端傳動連接有豎直伸向儲液池內部的攪拌軸，攪拌軸上設有至少一層的攪拌葉片，蓋板上設有熱水進口，所述沼氣出口開設在蓋板上。
[0010]本實用新型當中的儲氣柜具體結構如下: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徑，儲水箱內盛裝有水，儲氣箱的開口的扣在水里，儲氣箱頂部設有出氣管，儲水箱底部設有伸入到儲氣箱頂部的進氣管，儲水箱內壁的上部設有擋板，儲氣箱外壁的下部設有與擋板上下對應的限位板，儲水箱內的底部設有用于固定進氣管的斜撐桿。
[0011]采用上述技術方案，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酵預處理池中，先經過發酵預處理這樣有助于下一道厭氧發酵工序，提高產氣率，然后再經污水泵將發酵預處理過的污水糞便輸送到可控集箱式發酵裝置內，與此同時太陽能熱水器中的熱水有助于發酵預處理和厭氧發酵，可控集箱式發酵裝置上的電機通過減速機帶動攪拌軸轉動，攪拌軸上的攪拌葉片將儲液池內的污水糞便攪拌均勻，提高厭氧發酵的效果，從而提高沼氣產量，產生的沼氣進入到脫硫器內進行脫硫，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電裝置進行發電和沼氣加熱裝置進行加熱、取暖、做飯、洗浴等。
[0013]可控集箱式發酵裝置所產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。可控集箱式發酵裝置內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構，當沼氣通過進氣管進入到儲氣箱內儲存，當儲氣箱內的氣壓逐步增大時，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的沼氣進行釋放，當儲氣箱內的氣壓降低，儲氣箱就會下沉。水將儲氣箱的下口密封，結構簡單，密封效果好。斜撐桿確保進氣管保持豎直狀態。
[0015]本實用新型設計合理，結構簡單，對厭氧發酵過程中的污水糞便攪拌均勻，有助于提高沼氣產量，沼氣儲存的氣密性更好，防止沼氣泄露，沼氣用于發電、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構示意圖；
[0017]圖2是圖1中可控集箱式發酵裝置的結構示意圖；
[0018]圖3是圖1中儲氣柜的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]如圖1、圖2和圖3所示，一種沼氣發電、燃燒利用系統，包括污水糞便池1、發酵預處理池2、太陽能熱水器3、可控集箱式發酵裝置4、脫硫器5、儲氣柜6、沼氣發電裝置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與發酵預處理池2的進口連接，發酵預處理池2的出口通過第二污液管10與可控集箱式發酵裝置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分別與發酵預處理池2和可控集箱式發酵裝置4的熱水進口連接，兩根熱水管13上分別設有熱水閥門14，可控集箱式發酵裝置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上均設有氣閥門19和壓力表20，第三氣管17和第四氣管18上均設有氣體流量計21。
[0020]以上各種閥門用于調節、打開或關閉各節管路的作用，當某個設備出現問題進行檢修時，可以關閉各節管路。壓力表20用于監測可控集箱式發酵裝置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用于監測沼氣發電裝置7和沼氣加熱裝置8所使用沼氣的體積。
[0021]可控集箱式發酵裝置4包括頂部敞口的儲液池22，儲液池22的一側上部設有進料口 23，儲液池22的另一側下部設有出料口 24，儲液池22頂部設有蓋板25，蓋板25上設有傳動連接的電機26和減速機27，減速機27的動力驅動端傳動連接有豎直伸向儲液池22內部的攪拌軸28，攪拌軸28上設有至少一層的攪拌葉片29，蓋板25上設有熱水進口 30，所述沼氣出口 39開設在蓋板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的內徑，儲水箱31內盛裝有水33，儲氣箱32的開口的扣在水33里，儲氣箱32頂部設有出氣管34，儲水箱31底部設有伸入到儲氣箱32頂部的進氣管35，儲水箱31內壁的上部設有擋板36，儲氣箱32外壁的下部設有與擋板36上下對應的限位板37，儲水箱31內的底部設有用于固定進氣管35的斜撐桿38，這樣確保進氣管38保持豎直狀態。
[0023]本實用新型當中的污水糞便池1、發酵預處理池2、太陽能熱水器3、脫硫器5、沼氣發電裝置7和沼氣加熱裝置8均為現有成熟技術，具體構造不再贅述，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輸送到發酵預處理池2中，先經過發酵預處理這樣有助于下一道厭氧發酵工序，提高產氣率，然后再經污水泵12將發酵預處理過的污水糞便輸送到可控集箱式發酵裝置4內，與此同時太陽能熱水器3中的熱水有助于發酵預處理和厭氧發酵，可控集箱式發酵裝置4上的電機26通過減速機27帶動攪拌軸28轉動，攪拌軸28上的攪拌葉片29將儲液池22內的污水糞便，提高厭氧發酵的效果，從而提高沼氣產量，產生的沼氣進入到脫硫器5內進行脫硫，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電裝置7進行發電和沼氣加熱裝置8進行加熱、取暖、做飯、洗浴等。
[0025]可控集箱式發酵裝置4所產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。可控集箱式發酵裝置4內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采用水密封結構，當沼氣通過進氣管35進入到儲氣箱32內的氣壓逐漸增大時，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，結構簡單，密封效果好。
[0027]本實施例并非對本實用新型的形狀、材料、結構等作任何形式上的限制，凡是依據本實用新型的技術實質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方案的保護范圍。
【權利要求】
1.一種沼氣發電、燃燒利用系統，其特征在于:包括污水糞便池、發酵預處理池、太陽能熱水器、可控集箱式發酵裝置、脫硫器、儲氣柜、沼氣發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酵預處理池的進口連接，發酵預處理池的出口通過第二污液管與可控集箱式發酵裝置的進口連接，第一污液管和第二污液管上均設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酵預處理池和可控集箱式發酵裝置的熱水進口連接，兩根熱水管上分別設有熱水閥門，可控集箱式發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有氣閥門和壓力表，第三氣管和第四氣管上均設有氣體流量計； 所述可控集箱式發酵裝置包括頂部敞口的儲液池，儲液池的一側上部設有進料口，儲液池的另一側下部設有出料口，儲液池頂部設有蓋板，蓋板上設有傳動連接的電機和減速機，減速機的動力驅動端傳動連接有豎直伸向儲液池內部的攪拌軸，攪拌軸上設有至少一層的攪拌葉片，蓋板上設有熱水進口，所述沼氣出口開設在蓋板上。
【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 優先權日:2013年11月19日
【發明者】陳開碇, 王春曉, 張圓, 關樹義, 徐洪閣, 王恩勝, 賀建彪, 李俊峰 申請人:河南桑達能源環保有限公司