《塞流式沼气池太阳能三联体增温装置.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《塞流式沼气池太阳能三联体增温装置.pdf(7页完整版)》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 102453672 A (43)申请公布日 2012.05.16 C N 1 0 2 4 5 3 6 7 2 A *CN102453672A* (21)申请号 201010518593.2 (22)申请日 2010.10.25 C12M 1/107(2006.01) F24J 2/00(2006.01) (71)申请人赵宾 地址 710075 陕西省西安市高新四路15号 (72)发明人赵宾 (74)专利代理机构西安新思维专利商标事务所 有限公司 61114 代理人韩翎 (54) 发明名称 塞流式沼气池太阳能三联体增温装置 (57) 摘要 本发明涉及一种塞流式沼气池太阳。
2、能三联体 增温装置,充分地利用太阳能所产生的热量给进 入沼气池的原料提前增温加热,大大提高了可再 生能源的利用率,工艺先进、运行稳定、处理效果 好、投资费用低,特别适用于规模化养殖场高浓度 有机粪污的处理,具有很好的经济效益、社会效益 与生态效益。本发明包括设置于沼气池一侧的日 光温室,日光温室内设置有阳光板热室,阳光板热 室内设置阳光板焖热水解酸化池、阳光板焖热计 量加热池和阳光板焖热沼液回流池,阳光板焖热 水解酸化池与阳光板焖热计量加热池通过通道连 通,阳光板焖热计量加热池和阳光板焖热沼液回 流池分别与沼气池连通,阳光板焖热计量加热池 并与设置在日光温室外的太阳能集热装置连接。 (51)I。
3、nt.Cl. 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 1/1页 2 1.一种塞流式沼气池太阳能三联体增温装置,其特征在于:包括设置于沼气池一侧的 日光温室(1),日光温室(1)内设置有阳光板热室(5),阳光板热室(5)内设置阳光板焖热 水解酸化池(2)、阳光板焖热计量加热池(3)和阳光板焖热沼液回流池(4),阳光板焖热水 解酸化池(2)与阳光板焖热计量加热池(3)通过通道连通,阳光板焖热计量加热池(3)和 阳光板焖热沼液回流池(4)分别与沼气池连通,阳光板焖热计量加热池(3)并与设置在日。
4、 光温室(1)外的太阳能集热装置(6)连接。 2.根据权利要求1所述的塞流式沼气池太阳能三联体增温装置,其特征在于:日光温 室(1)内设置有与太阳能集热装置(6)连接的锅炉(7),锅炉(7)与阳光板焖热计量加热池 (3)连接。 3.根据权利要求2所述的塞流式沼气池太阳能三联体增温装置,其特征在于:阳光板 热室(5)北高为2米,南高为0.85米,呈北高南低结构,夹角25度,依次设置阳光板焖热计 量加热池(3)、阳光板焖热水解酸化池(2)和阳光板焖热沼液回流池(4),阳光板热室(5) 宽5米,阳光板热室(5)将阳光板焖热计量加热池(3)、阳光板焖热水解酸化池(2)和阳光 板焖热沼液回流池(4)并排。
5、包围在里面,中间用12墙隔开,隔离墙高0.7米,四周围墙为30 保温墙,阳光板热室(5)上部设置厚度8mm聚碳酸酯中空板。 4.根据权利要求3所述的塞流式沼气池太阳能三联体增温装置,其特征在于:阳光板 焖热水解酸化池(2)原料入口位置设置有过滤栏槽(8),过滤栏槽(8)内部铺有7mm大小孔 眼的过滤纱网,水解酸化池(2)宽为1.5m,深0.7m,池内墙壁和底部铺有红泥塑料覆皮,在 原料入口处将阳光板设置为一块2m2m的活动盖板。 5.根据权利要求4所述的塞流式沼气池太阳能三联体增温装置,其特征在于:阳光板 焖热计量加热池(3)宽1.5m,深0.7m。 6.根据权利要求5所述的塞流式沼气池太阳能。
6、三联体增温装置,其特征在于:阳光板 焖热沼液回流池(4)宽1.5m,深0.7m,池内墙壁和底部铺有红泥塑料覆皮,回流池连通进料 口处设有单向阀。 权 利 要 求 书CN 102453672 A 1/4页 3 塞流式沼气池太阳能三联体增温装置 一、 技术领域 : 0001 本发明涉及一种沼气池附属装置,尤其是涉及一种塞流式沼气池太阳能三联体增 温装置。 二、 背景技术 : 0002 我国近年来畜牧业发展迅速,规模化畜禽养殖场数量增加很快,畜禽养殖场所排 放的粪污量,远远超过了其周围环境的承载能力。政府希望通过大中型沼气工程的实施,解 决畜禽养殖场对周围环境的污染,改善附近农村能源紧张的问题。沼气。
7、工程在其中发挥着 改善环境、生产清洁能源、发展优质高效生态农业的重要作用。 0003 现有的沼气工程由畜禽冲洗污水、人工干清粪经简单混合后进入厌氧消化装置进 行发酵,这样的发酵原料浓度不稳定(TS2-15),原料没有经过升温(常温发酵) 进入发酵装置,产气率低。有少数畜禽养殖场沼气工程采用中温(352)和高温发酵 (532),但由于未实施热电联用,所产的沼气在低温季节大部分或全部用于发酵原料的 增温,经济效益低,部分沼气工程为了给原料加温和发酵装置保温,安装了大型气煤混烧锅 炉,造成生产成本加大,出现负效益。因此,如何保证沼气工程常年稳定运行,降低生产成 本,提高经济效益成为沼气科研人员面临的。
8、重大课题。 三、 发明内容 : 0004 本发明为了解决上述背景技术中的不足之处,提供一种塞流式沼气池太阳能三联 体增温装置,其充分地利用太阳能所产生的热量给进入沼气池的原料提前增温加热,大大 提高了可再生能源的利用率,工艺先进、运行稳定、处理效果好、投资费用低,特别适用于规 模化养殖场高浓度有机粪污的处理,具有很好的经济效益、社会效益与生态效益。 0005 为实现上述目的,本发明采用的技术方案为: 0006 一种塞流式沼气池太阳能三联体增温装置,其特征在于:包括设置于沼气池一侧 的日光温室,日光温室内设置有阳光板热室,阳光板热室内设置阳光板焖热水解酸化池、阳 光板焖热计量加热池和阳光板焖热沼。
9、液回流池,阳光板焖热水解酸化池与阳光板焖热计量 加热池通过通道连通,阳光板焖热计量加热池和阳光板焖热沼液回流池分别与沼气池连 通,阳光板焖热计量加热池并与设置在日光温室外的太阳能集热装置连接。 0007 日光温室内设置有与太阳能集热装置连接的锅炉,锅炉与阳光板焖热计量加热池 连接。 0008 阳光板热室北高为2米,南高为0.85米,呈北高南低结构,夹角25度,依次设置 阳光板焖热计量加热池、阳光板焖热水解酸化池和阳光板焖热沼液回流池,阳光板热室宽 5米,阳光板热室将阳光板焖热计量加热池、阳光板焖热水解酸化池和阳光板焖热沼液回流 池并排包围在里面,中间用12墙隔开,隔离墙高0.7米,四周围墙为3。
10、0保温墙,阳光板热室 上部设置厚度8mm聚碳酸酯中空板。 0009 阳光板焖热水解酸化池原料入口位置设置有过滤栏槽,过滤栏槽内部铺有7mm大 说 明 书CN 102453672 A 2/4页 4 小孔眼的过滤纱网,水解酸化池宽为1.5m,深0.7m,池内墙壁和底部铺有红泥塑料覆皮,在 原料入口处将阳光板设置为一块2m2m的活动盖板。 0010 阳光板焖热计量加热池宽1.5m,深0.7m。 0011 阳光板焖热沼液回流池宽1.5m,深0.7m,池内墙壁和底部铺有红泥塑料覆皮,回 流池连通进料口处设有单向阀。 0012 与现有技术相比,本发明具有的优点和效果如下: 0013 1、本发明大量使用保温。
11、材料、吸热材料、保温透光材料为料液保温、增温。装置所 需热能是向太阳索取的,不但免费而且可再生,利用太阳能集热装置、日光温室、阳光板焖 热池、吸热红泥塑料把太阳能资源充分利用到沼气生产过程中,提高沼气池产气量。 0014 2、本发明把原料中悬浮固体和蛋白质、油脂、表面活性剂及Ca + 、NH 4 + 、S 2- 等物质,通 过清除粪渣、沉渣、水解、酸化,分解有害物质(含消毒废水)阶段,有效降低了对沼气池产 气菌的冲击和毒害影响,缩短了厌氧停留时间,增加了沼气池容积利用率,同时避免了沼气 池发生堵塞的现象,保证了沼气池发酵装置的正常工作。 0015 3、本发明调整回流料液使料液温度继续提高,厌氧。
12、细菌迅速繁殖,增强厌氧细菌 活性,有利于沼气的产生。 0016 4、本发明采用多级自流工艺,使原料自动走完水解、酸化、加热和料液回流自循环 过程,具有投资省、无运行费用、管理方便等特点。 0017 5、本发明创新性强、工艺先进、运行稳定、处理效果好、投资费用低,特别适用于规 模化养殖场高浓度有机粪污的处理,具有很好的经济效益、社会效益与生态效益,为畜禽养 殖养殖场粪污处理提供了一条新的途径。 四、 附图说明 : 0018 图1为本发明的结构示意图; 五、 具体实施方式 : 0019 本发明塞流式沼气池太阳能三联体增温装置是把沼气池原料的沉淀过滤、水解、 酸化、计量加热等前处理工艺与料液回流接种。
13、融于一体而设计的处理装置。 0020 沼气的发酵主要有三个阶段。水解阶段:将不溶性大分子有机物分解为小分子水 溶性的低脂肪酸;酸化阶段:发酵细菌将水溶性低脂肪酸转化为H、CH000H、CH CH OH,料液 pH值迅速下降;产甲烷阶段:产甲烷菌利用乙酸和氢气、二氧化碳产生甲烷。沼气池产气率 的高低受温度的影响很大,温度越高产气率越高。 0021 针对沼气的发酵特性,本发明在塞流式沼气池的上部设计建造了沼气池太阳能三 联体增温设施,把沼气产生的两个重要阶段:水解、酸化过程放到太阳能三联体增温设施内 进行,同时在里面设置了原料计量加热池和沼气池发酵料液回流热池。给每天进入沼气池 的料液把“饭煮熟”。
14、(达到设计温度),沼气池内的部分料液每天经自身压力到回流池“晒晒 太阳”(提高料液温度)。沼气池上部建造太阳能三联体增温设施,就像给沼气池顶部加了 一个恒定的热量补偿器,补偿沼气池自身散热损耗。同时,在沼气池的建造过程中,对池体 进行保温处理,把沼气池建造得像“暖水瓶”一样。经过组合、改进、创新有了这样的新措施, 沼气池产气量成倍的增长。 说 明 书CN 102453672 A 3/4页 5 0022 参见图1,塞流式沼气池太阳能三联体增温装置主要包括:太阳能集热装置6,热 交换盘管,太阳能补水沼气锅炉7,日光温室,阳光板焖热水解酸化池2,阳光板焖热酸化计 量加热池3,阳光板焖热沼液回流池4。。
15、包括设置于沼气池一侧的日光温室1,日光温室1内 设置有阳光板热室5,阳光板热室5内设置阳光板焖热水解酸化池2、阳光板焖热计量加热 池3和阳光板焖热沼液回流池4,阳光板焖热水解酸化池2与阳光板焖热计量加热池3通过 通道连通,阳光板焖热计量加热池3和阳光板焖热沼液回流池4分别与沼气池连通,阳光板 焖热计量加热池3并与设置在日光温室外的太阳能集热装置6连接,日光温室1内设置有 与太阳能集热装置连接的锅炉7,锅炉7与阳光板焖热计量加热池3连接。 0023 塞流式沼气池太阳能三联体增温装置的具体结构详述如下: 0024 高温太阳能集热装置:装置架设到日光温室上面,具有调节水量、补充冷水、把太 阳辐射能转。
16、换为热能,通过管道和热交换盘管,给阳光板焖热计量加热池3内的料液进行 第四效加温,使料液达到设计温度后进入沼气池内。冬季,给沼气锅炉补充热水,节约能源。 太阳能具有持久、清洁、便利和取之不竭的诸多优点。我国现有高温太阳能集热器稳定运行 时,集热器空载温度在100-400之间,汇聚比为16,接收角度40-80度,集热器使用年 限15年以上,质量可靠性能稳定。 0025 太阳能补水沼气锅炉:锅炉设置在日光温室内一角,冬季温度低,进入沼气池内的 原料,仅靠日光温室和阳光板焖热池无法达到设计温度,由太阳能集热装置给沼气锅炉补 充热水,再利用少量的生物能给锅炉7升温,经管道和热交换盘管,给计量加热池料液。
17、进行 加温,使料液达到设计温度后进入沼气池内。 0026 日光温室:把沼气池与前处理设施全部包裹在温室内。日光温室通过温室效应积 聚热量,室内最低温度一般比室外温度高36摄氏度,平均温度高615摄氏度以上。利 用日光温室内的温室效应对阳光板焖热池下的料液进行第一效加温。 0027 日光温室内部,沼气池地上是一个阳光板热室。阳光板热室北高(2米)南低(0.85 米),夹角25度,这个入射角便于太阳光线辐射进入。热室长根据沼气池长设定,宽5米。 热室把水解池,酸化计量加热池,沼液回流池并排包围在里面,中间用12墙隔开,隔离墙高 0.7米,隔离墙不宜太高;太高挡池内北边光线,影响增温,四周围墙做成3。
18、0保温墙(12墙 夹5公分厚聚苯乙烯泡沫板),为热室内保温,热室上部架铺厚度8mm聚碳酸酯中空板(阳 光板);透光率达95,最大限度的利用太阳能产生的热量对前处理料液进行第二效增温 加热。同时把原料因为受热产生的臭味控制在阳光板热室内,保证日光温室内空气新鲜。 0028 阳光板焖热水解酸化池:原料入口位置架起一个铁制的过滤栏槽8,规格: 3m1m0.5m,栏槽内部铺有7mm大小孔眼的过滤纱网,过滤原料中大块不易溶解的固形 物,使进入池内原料中的固形物小,容易被微生物分解。水解酸化池长度根据塞流式沼气池 长度而定,宽1.5m,深0.7m,水解酸化池深度设计不能超过0.7m,便于太阳辐射能热量导入。
19、 池底部。池内墙壁和底部铺有红泥塑料覆皮,红泥塑料耐腐蚀、抗老化,密性好,吸热性能 优,充分利用太阳能为料液进行第三效增温,提高料液发酵温度,料液分解效果好。在原料 入口处把阳光板做一块2m2m的活动盖板,便于清理过滤栏槽内的残渣。原料在池内随坡 度落差流淌并水解酸化,经通道自流进入焖热计量加热池进行加热。 0029 阳光板焖热计量加热池:池长根据塞流式沼气池长度而定,宽1.5m,深0.7m,利于 吸收太阳能。从水解酸化池过来的原料,经过水解液化后变成微生物消化的可溶性物质,然 说 明 书CN 102453672 A 4/4页 6 后进一步分解,变成乙酸、氢、二氧化碳等产气菌爱“吃”的物质。原。
20、料在加热池内进行加热, 达到设计温度后进入沼气池内发酵。计量加热池的大小,根据沼气池每天进料量设计容积。 0030 阳光板焖热沼液回流池:池长根据塞流式沼气池长度而定,宽1.5m,深0.7m,池 内墙壁和底部也铺有红泥塑料覆皮,吸收太阳能的热量。沼气池内发酵料液由于池内气体 压力,从水压间上升,部分顺单向阀进入回流池,利用太阳能产生的热量对发酵料液增温加 热。沼气池每天进出料时,由于沼气池内部压力减小,液面下降,回流池连通进料口的单向 阀自动打开,料液顺坡度落差排放到沼气池内进行发酵接种。每天进行料液自循环。 说 明 书CN 102453672 A 1/1页 7 图1 说 明 书 附 图CN 102453672 A 。