CN101818114B - 太阳能加热的全年连续稳定生产沼气系统 - Google Patents

太阳能加热的全年连续稳定生产沼气系统 Download PDF

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Abstract

太阳能加热的全年连续稳定生产沼气系统，包括有蓄热器1，太阳能集热器12，其特点是还包括有：所述的蓄热器1通过管路2与自动恒温控制装置3相连通，自动恒温控制装置3与带保温的沼气池4内的加热器8相连，加热器8通过管路2分别与蓄热器1、自动恒温控制装置3和太阳能集热器12相连通，太阳能集热器12与蓄热器1相连，所述的加热器8与蓄热器1、自动恒温控制装置3之间的管路上安装有阀11，所述的自动恒温控制装置3分别与沼气池4内的加热热媒温度传感器9、加热器8内的料液温度传感器10和阀11相连。其针对沼气的连续稳定生产取决于沼气池池内温度和温度波动度两个因素的规律，实现了沼气的全年稳定连续生产。

Description

太阳能加热的全年连续稳定生产沼气系统
技术领域
本发明涉及一种太阳能加热的全年连续稳定生产沼气系统。
背景技术
沼气是一种优质、高效、绿色、环保的燃料，替代传统能源的前景非常广阔。沼气除直接燃烧用于炊事、烘干农副产品、供暖、照明和气焊等外，还可作为内燃机的燃料以及生产甲醇、福尔马林、四氯化碳等化工原料。经沼气装置发酵后排出的料液和沉渣，含有较丰富的营养物质，可用作肥料和饲料。
我国农村户用沼气池的推广利用已经有很长的时间。其中，农村户用水压式沼气池是推广数量最多的池型，具有结构合理，受力均匀，整体强度好，施工方便，省工省料等优点。然而，由于农村户用沼气池多采用常温发酵，受时间、季节、气候、昼夜温差等因素影响比较大，产气量很不稳定，尤其是冬季，基本不产气。再加上我国北方地区冬季漫长且气温普遍低于0℃，因此沼气技术在我国北方地区的推广遭受了严重挫折。
为了解决这些问题，众多专家学者和技术人员想出了很多办法。
中国实用新型专利“新型太阳能沼气发生装置”(申请号：200620001398.1；公告号CN2921026)设计了一种新型太阳能沼气发生装置，其太阳能集热器水箱通过水泵与换热器连接，再以管路返回连接于水箱。换热器置于沼气池内，沼气池装有温度传感器，集热器水箱连接水位水温传感器。水泵，温度传感器都与温控仪连接。温控仪主要控制水泵的开启或停止，如果温度传感器的感应温度低于设定值35℃时，控制器就控制水泵的自动开启。水箱的热水经过换热器换热以后，又返回水箱，自动循环。
中国发明专利“新型高效太阳能沼气发生器”(申请号200610008462.3；公开号CN1840649)设计了一种新型高效太阳能沼气发生器，该发明设置有太阳能集蓄热室、密封进料口、发酵反应室、料液循环搅动系统、储气供气系统、出料水压室、有压拍门出料口和出料池。该发明的工作原理：当太阳能集热储蓄热室捕获太阳热能后，通过吸热管将热能输送给发酵反应室，使反应室的水温达到发酵要求的温度。在进料时，将物料放进密封进料口，推动推杆后，物料进入发酵反应室后，进料口自动密封。进入发酵反应室后的新物料首先进入推移环绕式反应槽的首部，新物料在此一方面和料液循环搅动系统中输送来的微生物进行接触顶发酵，另一方面等候通过后续物料的进入或发酵后的余物的出料，使其进入主发酵反应区，发酵物料在主发酵反应区进行较强的发酵反应，从而生成大量的沼气。
中国实用新型专利“太阳能沼气池”(申请号200620136250.9；公开号CN201010644)设计了一种太阳能沼气池，包括一个池体、一个太阳能集热器，所述池体的储气间连通有导气管，所述太阳能集热器的进出口连通有热水循环装置，该热水循环装置设有换热盘管，该换热盘管布置在池体的发酵间底部，所述池体直径方向两侧分别设有进料口和水压间，在池体外上方设有一个搅拌出渣器，该搅拌出渣器穿入池体中央顶部延伸至池体发酵间的底部。
中国发明专利“新型太阳能沼气池”(申请号200820052751.8；公告号CN201212035)设计了一种新型太阳能沼气池，它包括发酵集料箱、复合凸透镜、防护罩、太阳能集热板、保温容器、电热转换器、温度传感器、保温控制器盒、快速发酵集料箱和支撑座，复合凸透镜由多个凸透镜以曲面为基面组成，复合凸透镜上的多个凸透镜所集聚光线的焦点都在太阳能集热板上，太阳能集热板位于保温容器的顶部，保温容器安装在快速发酵集料箱的上部，快速发酵集料箱上开设有与发酵集料箱连通的通气口，其通过支撑座安装在发酵集料箱内的上部。本实用新型能将太阳能热量聚集在沼气池中心部位，提供并控制甲烷菌等所需或最佳生存温度或繁殖温度，并将产气原料适当分类处置，保证有机物废物和沼气池充分使用。
中国实用新型专利“地上太阳能沼气罐”(申请号200820012045.0；公开号CN201198476)设计了一种地上太阳能沼气罐，这种沼气罐的外面装有太阳能集热器，太阳能集热器连接的散热管进入罐内，其特点是：太阳能集热器连接的散热管在沼气罐1的罐底上面组成一个散热盘，在沼气罐的下面还设有一个火灶，在罐底上还设有排渣管。这种沼气罐，适于设在地面以上，清渣作业非常方便。由于太阳能集热器位置较低，热量传导顺畅。散热盘装在池底，散热管密集，不影响填料，热效率高。由于池下装有火灶，在太阳能采热不足时，可以烧火补充，加之采用保温层等项措施，能够保证沼气罐全天候高效工作。
上述装置和方法虽然从一定程度上利用太阳热能提高了沼气池温度，但是由于存在沼气池没有保温，或没有恒温控制设备，或没有蓄热设备，等种种缺陷，因此没有一种装置或方法能够利用太阳热能实现沼气池的恒温控制，也就无法实现沼气的全年连续稳定生产。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种太阳能加热的全年连续稳定生产沼气系统，从而有效解决现有技术中的问题。
本发明的目的通过采用以下技术方案来实现：所述的太阳能加热的全年连续稳定生产沼气系统，包括有蓄热器1，太阳能集热器12，其特点是还包括有：所述的蓄热器1通过管路2与自动恒温控制装置3相连通，自动恒温控制装置3与带保温的沼气池4内的加热器8相连，加热器8通过管路2分别与蓄热器1、自动恒温控制装置3和太阳能集热器12相连通，太阳能集热器12与蓄热器1相连，所述的加热器8与蓄热器1、自动恒温控制装置3之间的管路上安装有阀11，所述的自动恒温控制装置3分别与沼气池4内的加热热媒温度传感器9、加热器8内的料液温度传感器10和阀11相连。
所述的带保温的沼气池4上部设有进料口5和出气口6，带保温的沼气池4下部设有出料口7。所述的太阳能集热器12可以为太阳灶或全玻璃真空管集热器或热管式集热器或槽式集热器或碟式集热器或平板式太阳能集热器，所述的太阳能集热器12也可为直列式全玻璃真空管集热器或直列式热管式集热器或者横列式全玻璃真空管集热器或横列式热管式集热器。
所述的管路2的热媒可采用不同的流动介质，如导热油或水，所述的自动恒温控制装置3采用自然对流循环控制或者强制对流循环控制方式实现。所述的带保温的沼气池4采用钢铁或塑料或薄膜等材料制成，其保温材料可采用玻璃棉或聚氨酯或聚苯乙烯等材料。
本发明的有益效果是：所述的太阳能加热的全年连续稳定生产沼气系统，其沼气池采用了较好的保温措施，在利用太阳热能恒定地控制沼气池池内温度的同时，也完全克服了由于外界对沼气池的影响造成的温度波动，针对沼气的连续稳定生产取决于沼气池池内温度和温度波动度两个因素的规律，提出了一种太阳能加热的全年连续稳定生产沼气系统，有效地利用了太阳热能，实现了沼气的全年稳定连续生产。
附图说明
图1是本发明的结构原理示意图。
具体实现方式
如图1所示，所述的太阳能加热的全年连续稳定生产沼气系统，所述的太阳能加热的全年连续稳定生产沼气系统，包括有蓄热器1，太阳能集热器12，其特点是还包括有：所述的蓄热器1通过管路2与自动恒温控制装置3相连通，自动恒温控制装置3与带保温的沼气池4内的加热器8相连，加热器8通过管路2分别与蓄热器1、自动恒温控制装置3和太阳能集热器12相连通，太阳能集热器12与蓄热器1相连，所述的加热器8与蓄热器1、自动恒温控制装置3之间的管路上安装有阀11，所述的自动恒温控制装置3分别与沼气池4内的加热热媒温度传感器9、加热器8内的料液温度传感器10和阀11相连。
所述的带保温的沼气池4上部设有进料口5和出气口6，带保温的沼气池4下部设有出料口7。所述的太阳能集热器12可以为太阳灶或全玻璃真空管集热器或热管式集热器或槽式集热器或碟式集热器或平板式太阳能集热器，所述的太阳能集热器12也可为直列式全玻璃真空管集热器或直列式热管式集热器或者横列式全玻璃真空管集热器或横列式热管式集热器。
所述的管路2的热媒可采用不同的流动介质，如导热油或水，所述的自动恒温控制装置3采用自然对流循环控制或者强制对流循环控制方式实现。所述的带保温的沼气池4采用钢铁或塑料或薄膜等材料制成，其保温材料可采用玻璃棉或聚氨酯或聚苯乙烯等材料。
所述的太阳能加热的全年连续稳定生产沼气系统，其系统工作原理如下：当自动恒温控制装置3检测料液温度传感器10的温度低于设定温度时，关闭阀门11，接通加热器8相连热媒管路，热媒进入加热器8，加热器8中的加热热媒温度传感器9的温度上升，当加热热媒温度传感器9的温度达到设定温度时阀11开，与加热器8相连热媒管路闭断；如此周而复始，直到料液温度传感器10的温度恒定；在没有太阳的情况下，可用储存在蓄热器1中的热量维持带保温的沼气池温度恒定。

Claims (7)

1.一种太阳能加热的全年连续稳定生产沼气系统，包括有蓄热器(1)，太阳能集热器(12)，其特征是还包括有：所述的蓄热器(1)通过管路(2)与自动恒温控制装置(3)相连通，自动恒温控制装置(3)与带保温的沼气池(4)内的加热器(8)相连，加热器(8)通过管路(2)分别与蓄热器(1)、自动恒温控制装置(3)和太阳能集热器(12)相连通，太阳能集热器(12)与蓄热器(1)相连，所述的加热器(8)与蓄热器(1)、自动恒温控制装置(3)之间的管路上安装有阀(11)，所述的自动恒温控制装置(3)分别与沼气池(4)内的料液温度传感器(10)、加热器(8)内的加热热媒温度传感器(9)和阀(11)相连。
2.根据权利要求1所述的太阳能加热的全年连续稳定生产沼气系统，其特征在于：所述的带保温的沼气池(4)上部设有进料口(5)和出气口(6)，带保温的沼气池(4)下部设有出料口(7)。
3.根据权利要求1所述的太阳能加热的全年连续稳定生产沼气系统，其特征在于：所述的太阳能集热器(12)为太阳灶或全玻璃真空管集热器或热管式集热器或槽式集热器或碟式集热器或平板式太阳能集热器。
4.根据权利要求3所述的太阳能加热的全年连续稳定生产沼气系统，其特征在于：所述的太阳能集热器(12)为直列式全玻璃真空管集热器或直列式热管式集热器或者横列式全玻璃真空管集热器或横列式热管式集热器。
5.根据权利要求1所述的太阳能加热的全年连续稳定生产沼气系统，其特征在于：所述的管路(2)的热媒采用的流动介质为导热油或水。
6.根据权利要求1所述的太阳能加热的全年连续稳定生产沼气系统，其特征在于：所述的自动恒温控制装置(3)采用自然对流循环控制或者强制对流循环控制方式。
7.根据权利要求1所述的太阳能加热的全年连续稳定生产沼气系统，其特征在于：所述的带保温的沼气池(4)采用钢铁或塑料或薄膜材料制成，其保温材料采用玻璃棉或聚氨酯或聚苯乙烯。
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