CN102533535A - 一种双热能增温型沼气系统 - Google Patents

Abstract

一种双热能增温型沼气系统，包括发酵罐、进料装置、沼气净化装置与沼渣处理装置，发酵罐内外分别设置有搅拌装置与增温装置；所述增温装置包括太阳能增温装置与辅助热能增温装置，辅助热能增温装置为生物能增温房或全封闭锅炉直热式增温房，所述进料装置包括调配池与沉淀池，所述沼渣处理装置包括沼液余热导热池以及与生物制肥设备相连接的固液分离器，调配池的侧面分别设置有沉淀池、沼液余热导热池与沉沙池，所述沼气净化装置包括多功能自动调节器与净化器，多功能自动调节器包括气水分离器与正负压保护器。本设计不仅高浓度、高温度、高搅拌率、高产气率、高节能、高性价比，而且罐体低、投资低、危险性低、运行成本低。

Description

一种双热能增温型沼气系统

技术领域

本发明涉及一种沼气工程，尤其涉及一种双热能增温型沼气系统，具体适用于实现沼气工程的六高四低效果，“六高”指高浓度、高温度、高搅拌率、高产气率、高节能与高性价比，“四低”指罐体低、投资低、危险性低、运行成本低。

背景技术

目前，中国的大中型沼气工程采用的都为传统的USR或CSTR工艺，这些工艺不仅浓度低（TS 3%–5%）、温度低（10–25℃）、产气率低（单位容积产气率为0.3–0.5m3/m3·d左右），而且在关键设备上存在能耗大、效率低、冬季不能正常运行等问题，节能减排效益和循环经济效益受设备的制约也不能充分显现。相对而言，发达国家的大中型沼气工程采取的工艺却不仅具有高浓度（TS 8–12%），中高温（中温38℃或高温53℃）、产气率高（单位容积产气率在2m3/m3·d左右）的优点，而且能实现常年稳定运行，即使在零下20℃的冬季环境中，其产气发电仍很稳定，节能减排效益显著。由此可见，我国沼气工程的整体水平与发达国家相比存在较大差距，该情况已延续几十年，急需改变！

中国专利授权公告号为CN101597562B，授权公告日为2012年2月22日的发明专利公开了一种大中型沼气工程二级厌氧发酵与发电系统，属于沼气生产装置，它包括预处理池、一级发酵池、二级发酵池和沼渣池；预处理池由进料管与USR反应器连通，该USR反器由溢流管和导气管与二级发酵池连通，USR反应器和二级发酵池各由排渣管与沼渣池连通，该二级发酵池通过沼气净化装置向发电机供气。虽然该发明实现了沼气发酵由小型生产模式向集中高效的大型模式转化，具有成本低、废水处理效率高等优点，但它仍具有以下缺陷：

首先，该发明中的预处理池只是简单的沉淀池，粪水经它预处理后难以获取较高浓度的发酵液，而发酵液浓度低不仅会降低产气率，而且会增加发酵罐的体积，发酵罐体积增大不仅会提高投资运行成本，而且会大大的增加能耗，节能性差。因此该发明不仅浓度低、产气率低，而且罐体高、投资运行成本高、节能性差。

其次，该发明中USR反应器的罐壁是装填有保温隔热材料的夹层结构，且在夹层中设置有与锅炉相通的热水管以增温发酵罐，由于该设计中的锅炉是普通锅炉，封闭性不强，在燃烧过程中会有大量火星产生，难以应用在发酵罐的附近，否则会发生爆炸，必须在安全规范以上的距离(20米以上)才能为发酵罐增温，这种模式会造成40%–50%的热能从烟囱、炉体释放和在远程输送过程中被损耗掉，节能性较差；此外，该种保温设计没有充分利用太阳能，白白浪费了现有的环保型能源。因此该发明不仅节能性差，而且没充分利用太阳能。

再次，该发明利用沼气净化装置中水封器、脱硫器、脱水器对发酵罐中产出的沼气进行气水分离，不仅设备多、成本高、能耗高，而且只具备气水分离这一个功能，功能较少、性价比较低。因此该发明不仅成本高、节能性差，而且功能较少、性价比较低。

第四，该发明只在二级发酵池的侧部设置有一个搅拌机，由于该搅拌机为普通搅拌机，且只能在侧部进行搅拌，总体搅拌效率较差。因此该发明的搅拌率低。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的低浓度、低温度、低搅拌率、低产气率、低节能、低性价比、投资运行成本高的缺陷与问题，提供一种高浓度、高温度、高搅拌率、高产气率、高节能、高性价比、投资运行成本低的六高双热能增温型沼气工程。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种双热能增温型沼气系统，包括发酵罐、进料装置、沼气净化装置与沼渣处理装置，所述发酵罐上设置有进料口、沼气口与溢流口，进料口通过进料泵与进料装置相通，沼气口通过沼气管与沼气净化装置相通，溢流口通过溢流管与沼渣处理装置相通，且在发酵罐上还设置有增温装置与搅拌装置；

所述增温装置包括太阳能增温装置与辅助热能增温装置，该辅助热能增温装置与太阳能增温装置均为圆弧形结构，太阳能增温装置绕罐体的南侧壁设置，辅助热能增温装置绕罐体的北侧壁设置，且辅助热能增温装置、太阳能增温装置的顶部均设置有平台；所述太阳能增温装置、辅助热能增温装置、平台、地面与罐体的侧壁共同形成封闭结构，且罐体侧壁的颜色为黑色。

所述太阳能增温装置是一号太阳能增温房，所述辅助热能增温装置是生物能增温房，且生物能增温房的宽度是一号太阳能增温房宽度的2–3倍；

所述一号太阳能增温房包括弧形的透明玻璃墙与封闭门，透明玻璃墙绕南侧壁设置，透明玻璃墙的两端各设置一封闭门，透明玻璃墙的顶部设置有平台，且透明玻璃墙、封闭门、平台、地面与南侧壁共同形成一封闭结构；

所述生物能增温房包括弧形的一号保温砖墙、入门、出门与生物质网箱，一号保温砖墙绕北侧壁设置，一号保温砖墙的两端分别设置有入门与出门，一号保温砖墙的顶部设置有平台，且一号保温砖墙、入门、出门、平台、地面与北侧壁共同形成一封闭结构；所述生物能增温房内部的底面设置有滑轨，滑轨的两端与入门、出门相对应，滑轨的上方设置有多层生物质网箱，该生物质网箱内充填有浸泡后的秸秆。 

所述太阳能增温装置是二号太阳能增温房，所述辅助热能增温装置是全封闭锅炉直热式增温房，二号太阳能增温房与全封闭锅炉直热式增温房相通，且全封闭锅炉直热式增温房的宽度是二号太阳能增温房宽度的1–1.5倍；

所述二号太阳能增温房包括弧形的透明玻璃墙与封闭门，透明玻璃墙绕南侧壁设置，透明玻璃墙的两端分别与封闭门、二号保温砖墙相连接，透明玻璃墙的顶部设置有平台；

所述全封闭锅炉直热式增温房包括弧形的二号保温砖墙、入门与全封闭安全节能型沼气锅炉，二号保温砖墙绕北侧壁设置，所述二号保温砖墙的两端分别与入门、透明玻璃墙相连接，二号保温砖墙的顶部设置有平台；所述封闭门、透明玻璃墙、二号保温砖墙、入门、平台、地面、北侧壁与南侧壁共同形成一封闭结构；

所述全封闭安全节能型沼气锅炉包括燃烧部、容水部、烟筒与导热排烟管；所述燃烧部与容水部均为封闭式结构，燃烧部、容水部的横截面相一致，燃烧部的顶部与容水部的底部固定连接；所述燃烧部内设置有沼气猛火炉，沼气猛火炉的侧部设置有沼气进管与进风管，沼气进管的另一端与储气柜相通，沼气猛火炉的顶部与容水部内设置的导热排烟管相通，导热排烟管的另一端经容水部顶部设置的封闭罩与烟筒相通，所述导热排烟管的数量为三至八根，且沿同一圆周均匀设置；所述容水部的侧部设置有上出水管与下出水管，上出水管依次经热水循环泵、绕罐体侧壁设置的低散热片、绕罐体侧壁设置的高散热片后与下出水管相通。

所述进风管的一端与沼气猛火炉的侧部相通，所述烟筒的一端与导热排烟管相通，进风管、烟筒的另一端均经二号保温砖墙后延伸至二号保温砖墙外设置的防火安全区内。

所述发酵罐包括罐体及其顶部设置的气膜，气膜包括内膜与外膜，气膜的内部与空气管相通，罐体侧壁上近底部的部位设置有与进料装置相通的进料口，罐体侧壁上位于内膜、液面排料高度线之间的部位设置有沼气口与冲淋头，液面排料高度线的下方设置有溢流口，沼气口经沼气管与沼气净化装置相通，冲淋头与溢流口相对应，溢流口经溢流管与沼渣处理装置相通，且冲淋头位于沼气口、溢流口之间。

所述沼气净化装置包括多功能自动调节器与净化器，所述多功能自动调节器包括气水分离器、正负压保护器、沼气管与空气管；所述沼气管包括沼气左管与沼气右管，沼气左管、沼气右管的一端均与发酵罐内的沼气口相通，另一端则分别延伸至正负压保护器、气水分离器的内部，在沼气右管上位于气水分离器内部的部分开设有多个导气孔，沼气左管上近发酵罐的一端设置有沼气压力表；所述空气管的一端延伸至正负压保护器的内部，另一端依次经空气压力表、压力变送器后与增压风机相通，增压风机的另一端与发酵罐顶部设置的气膜相通，压力变送器的另一端与变频器相连接；

所述气水分离器的顶部设置有与净化器相通的沼气出口，气水分离器的底部通过气水单向阀与正负压保护器的底部相通；

所述正负压保护器的顶部设置有排气口，侧壁上近顶部的部位设置有进水管、近底部的部位设置有进排两用水口，进水管上设置有电磁阀，进排两用水口的另一端与直排阀相通，直排阀与进水管之间竖立设置有多个并联的水位压力调节阀，最低的水位压力调节阀高过空气管的出气口，空气管的出气口比沼气左管的出气口高，最低的水位压力调节阀与气水分离器的底部同高；

所述水位压力调节阀与直排阀之间的距离即为正负压保护器内压力水位线的高度，每条压力水位线都对应一个压力值，直排阀对应的压力水位线为0cm、对应的压力值为0kpa。

所述空气管的出气口比沼气左管的出气口高2cm，所述水位压力调节阀的数量为十个，十个水位压力调节阀对应的压力水位线、压力值分别为：

压力水位线为5cm，压力值为0.5kpa；

压力水位线为10cm，压力值为1.0kpa；

压力水位线为15cm，压力值为1.5kpa；

压力水位线为20cm，压力值为2.0kpa；

压力水位线为25cm，压力值为2.5kpa；

压力水位线为30cm，压力值为3.0kpa；

压力水位线为35cm，压力值为3.5kpa；

压力水位线为40cm，压力值为4.0kpa；

压力水位线为45cm，压力值为4.5kpa；

压力水位线为50cm，压力值为5.0kpa。

所述进料装置包括调配池与至少两个沉淀池，所述沼渣处理装置包括沼液余热导热池与固液分离器；

所述调配池的左侧面与同轴设置的沉淀池相通、上侧面通过污水格栅与沉沙池相通、下侧面通过散热金属板与沼液余热导热相接触，相邻的沉淀池之间以及沉淀池与调配池之间都设置有全封闭式的隔离墙，隔离墙顶部的一端开设有溢流上口，相邻的溢流上口位于同一对角线的两端，隔离墙底部的中间部位设置有隔离单向阀门；

所述调配池底部的上下两侧均设置有横向倾斜基，调配池底部上近发酵罐的部位设置有进料泵，调配池顶部的正中部位设置有调配搅拌机；所述沉淀池底部的上下两侧均设置有横向倾斜基，最外侧的沉淀池底部的左侧还设置有竖向倾斜基，该竖向倾斜基的上下两端均与横向倾斜基相连接；所述进料泵、调配搅拌机、隔离单向阀门的中轴线都与调配池的中轴线相重合；

所述沼液余热导热池顶部的正中部位设置有热量均匀分布搅拌机，内部设置有水封器与沼液泵，水封器经溢流管与溢流口相通，沼液泵近水封器设置，且沼液泵与设置在沼液余热导热池外部的固液分离器相连接；所述散热金属板的两侧分别与沼液余热导热池、调配池相接触，且在散热金属板上近调配池的一侧设置有多个散热角铁。

所述调配池、沼液余热导热池的顶部覆盖有同一个透明的玻璃罩或玻璃房。

所述固液分离器的出渣口与生物制肥设备相连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明一种双热能增温型沼气系统中的增温装置包括绕罐体南侧壁设置的太阳能增温装置与绕罐体北侧壁设置的辅助热能增温装置，该设计不仅能够双重增温，增温效果好，而且充分利用了太阳能，环保性强；同时，太阳能增温装置、辅助热能增温装置、平台、地面与罐体的侧壁共同形成封闭结构，该封闭结构能减弱热能的散发，提高增温效果。在具体应用时，根据实际需要采取一号太阳能增温房、生物能增温房搭配或二号太阳能增温房、全封闭锅炉直热式增温房的搭配，其中，生物能增温房利用的是秸秆发酵产生的热能，不仅增温效果好，而且利用的是生物质能，成本低、环保性强；全封闭锅炉直热式增温房的核心是全封闭安全节能型沼气锅炉，该全封闭安全节能型沼气锅炉是全封闭结构，使用时不产生火星，安全性强，可在发酵罐旁近距离的使用，而不像现有技术那样必须将锅炉置于20米以外的安全距离为罐体增温，有效避免了大量的热能从烟囱、炉体散失以及在远程输送过程中被损耗掉，其产生的所有热能都能用于发酵罐的增温，热损耗几乎为零，同时，全封闭安全节能型沼气锅炉完全不用一次能源，只采用自产的沼气，且其用气量仅为传统大锅炉的十分之一，大大降低了能耗与成本。因此本发明不仅高温度、高节能，而且投资运行成本低、环保性强。

2、本发明一种双热能增温型沼气系统中采取调配池、沉淀池对物料进行处理以得到发酵液，并在调配池上配套使用沼液余热导热池以提高发酵液的温度；其中，调配池、沉淀池中主要通过横向倾斜基、竖向倾斜基将物料中分离出的发酵液富集在调配池、沉淀池底部的中部，且在抽取时，发酵液能不断由沉淀池向调配池底部的中部流动，并由隔离单向阀门防止发酵液的倒流，最终确保从调配池抽得的发酵液具有较高的浓度，与现有技术TS 3%–5%相比，其浓度可提高一倍以上，达到TS 10%–12%；发酵液的浓度提高，不仅能够提高产气率，而且能降低发酵罐的体积，从而降低投资运行成本、能耗与危险性；此外，与调配池配套使用的沼液余热导热池利用发酵罐中溢流出的热沼液的热量对调配池中的发酵液增温，不仅能够提高发酵液的温度，而且能重复利用热沼液，节能性较强。因此本发明不仅高浓度、高温度、高产气率、高节能，而且罐体低、投资运行成本低、危险性低。

3、本发明一种双热能增温型沼气系统中的沼气净化装置包括多功能自动调节器与净化器，多功能自动调节器包括气水分离器、正负压保护器、沼气管与空气管，与现有技术相比，不仅设备少、成本低、能耗低，而且气水分离器、正负压保护器相互配合能实现自动气水分离、自动排水补水、自动排气、防止沼气同步泄漏浪费、负压保护、自动恒压等多种功能，功能较多，此外，这些功能的实现都不需要人工，完全自动进行，能节省成本，具有较高的性价比。因此本发明不仅设备少、成本低，而且高节能、高性价比。

4、本发明一种双热能增温型沼气系统中通过太阳能增温装置、辅助热能增温装置能将发酵罐的温度增至50℃以上，比现有技术的10–20℃高出很多，通过调配池、沉淀池、沼液余热导热池能够提供浓度为TS 10%–12%、温度为30℃左右的发酵液，从而确保发酵液具有较高的浓度与温度，便于罐内菌群的存活与快速繁殖，菌群繁殖的越快，对发酵液分解的就越多，产气也就越多，单位容积产气率在2.0m3/m3·d左右，远高于现有技术的0.3–0.5m3/m3·d。因此本发明具有高产气率的特点。

5、本发明一种双热能增温型沼气系统中的搅拌装置采取的是专利号为ZL201020278791.1，名称为“一种往复刮渣式沼液搅拌装置”的装置，该装置不仅能够能适应浓度为8%以上的任何发酵液，而且可搅拌90%以上的液体，能在高浓渣无堵情况下实现90%全面积搅拌。因此本发明具有高搅拌率的特点。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是图1中太阳能增温装置、辅助热能增温装置的结构示意图。

图3是一号太阳能增温房、生物能增温房的结构示意图。

图4是图3的俯视图。

图5是二号太阳能增温房、全封闭锅炉直热式增温房的结构示意图。

图6是图5的俯视图。

图7是图5中全封闭安全节能型沼气锅炉的结构示意图。

图8是图1中多功能自动调节器的结构示意图。

图9是多功能自动调节器与发酵罐的连接示意图。

图10是调配池、沉淀池、沼液余热导热池的结构示意图。

图11是图10在A–A方向的剖视图。

图12是图10在B–B方向的剖视图。

图中：发酵罐A、罐体A1、南侧壁A11、北侧壁A12、气膜A2、内膜A21、外膜A22、液面排料高度线A3、冲淋头A4、平台A5、地面A6、沼气区A7；

太阳能增温装置B、辅助热能增温装置C、沼气净化装置D、进料装置E、进料口E1、进料泵E2、沼渣处理装置F、搅拌装置G；

一号太阳能增温房H、透明玻璃墙H1、封闭门H2、生物能增温房I、一号保温砖墙I1、入门I2、出门I3、生物质网箱I4、滑轨I5；

二号太阳能增温房J、全封闭锅炉直热式增温房K、二号保温砖墙K1、全封闭安全节能型沼气锅炉L、燃烧部L1、容水部L2、烟筒L3、导热排烟管L4、沼气猛火炉L5、沼气进管L6、进风管L7、封闭罩L8、上出水管L9、下出水管L10、低散热片L11、高散热片L12、热水循环泵L13；

多功能自动调节器M、净化器N、气水分离器O、沼气出口O1、气水单向阀O2、正负压保护器P、排气口P1、进水管P2、电磁阀P21、进排两用水口P3、直排阀P4、水位压力调节阀P5；

生物制肥设备R、固液分离器S、储气柜T；

调配池U、沉沙池U1、污水格栅U11、散热金属板U2、散热角铁U21、隔离墙U3、溢流上口U31、隔离单向阀门U32、横向倾斜基U4、调配搅拌机U5、沉淀池V、竖向倾斜基V1、沼液余热导热池W、水封器W1、沼液泵W2、热量均匀分布搅拌机W3；

沼气管X、沼气口X1、沼气左管X2、沼气右管X3、导气孔X31、沼气压力表X4、空气管Y、空气压力表Y1、压力变送器Y2、变频器Y3、增压风机Y4、溢流管Z、溢流口Z1。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1–图12，一种双热能增温型沼气系统，包括发酵罐A、进料装置E、沼气净化装置D与沼渣处理装置F，所述发酵罐A上设置有进料口E1、沼气口X1与溢流口Z1，进料口E1通过进料泵E2与进料装置E相通，沼气口X1通过沼气管X与沼气净化装置D相通，溢流口Z1通过溢流管Z与沼渣处理装置F相通，且在发酵罐A上还设置有增温装置与搅拌装置G；

所述增温装置包括太阳能增温装置B与辅助热能增温装置C，该辅助热能增温装置C与太阳能增温装置B均为圆弧形结构，太阳能增温装置B绕罐体A1的南侧壁A11设置，辅助热能增温装置C绕罐体A1的北侧壁A12设置，且辅助热能增温装置C、太阳能增温装置B的顶部均设置有平台A5；所述太阳能增温装置B、辅助热能增温装置C、平台A5、地面A6与罐体A1的侧壁共同形成封闭结构，且罐体A1侧壁的颜色为黑色。

所述太阳能增温装置B是一号太阳能增温房H，所述辅助热能增温装置C是生物能增温房I，且生物能增温房I的宽度是一号太阳能增温房H宽度的2–3倍；

所述一号太阳能增温房H包括弧形的透明玻璃墙H1与封闭门H2，透明玻璃墙H1绕南侧壁A11设置，透明玻璃墙H1的两端各设置一封闭门H2，透明玻璃墙H1的顶部设置有平台A5，且透明玻璃墙H1、封闭门H2、平台A5、地面A6与南侧壁A11共同形成一封闭结构；

所述生物能增温房I包括弧形的一号保温砖墙I1、入门I2、出门I3与生物质网箱I4，一号保温砖墙I1绕北侧壁A12设置，一号保温砖墙I1的两端分别设置有入门I2与出门I3，一号保温砖墙I1的顶部设置有平台A5，且一号保温砖墙I1、入门I2、出门I3、平台A5、地面A6与北侧壁A12共同形成一封闭结构；所述生物能增温房I内部的底面设置有滑轨I5，滑轨I5的两端与入门I2、出门I3相对应，滑轨I5的上方设置有多层生物质网箱I4，该生物质网箱I4内充填有浸泡后的秸秆。 

所述太阳能增温装置B是二号太阳能增温房J，所述辅助热能增温装置C是全封闭锅炉直热式增温房K，二号太阳能增温房J与全封闭锅炉直热式增温房K相通，且全封闭锅炉直热式增温房K的宽度是二号太阳能增温房J宽度的1–1.5倍；

所述二号太阳能增温房J包括弧形的透明玻璃墙H1与封闭门H2，透明玻璃墙H1绕南侧壁A11设置，透明玻璃墙H1的两端分别与封闭门H2、二号保温砖墙K1相连接，透明玻璃墙H1的顶部设置有平台A5；

所述全封闭锅炉直热式增温房K包括弧形的二号保温砖墙K1、入门I2与全封闭安全节能型沼气锅炉L，二号保温砖墙K1绕北侧壁A12设置，所述二号保温砖墙K1的两端分别与入门I2、透明玻璃墙H1相连接，二号保温砖墙K1的顶部设置有平台A5；所述封闭门H2、透明玻璃墙H1、二号保温砖墙K1、入门I2、平台A5、地面A6、北侧壁A12与南侧壁A11共同形成一封闭结构；

所述全封闭安全节能型沼气锅炉L包括燃烧部L1、容水部L2、烟筒L3与导热排烟管L4；所述燃烧部L1与容水部L2均为封闭式结构，燃烧部L1、容水部L2的横截面相一致，燃烧部L1的顶部与容水部L2的底部固定连接；所述燃烧部L1内设置有沼气猛火炉L5，沼气猛火炉L5的侧部设置有沼气进管L6与进风管L7，沼气进管L6的另一端与储气柜T相通，沼气猛火炉L5的顶部与容水部L2内设置的导热排烟管L4相通，导热排烟管L4的另一端经容水部L2顶部设置的封闭罩L8与烟筒L3相通，所述导热排烟管L4的数量为三至八根，且沿同一圆周均匀设置；所述容水部L2的侧部设置有上出水管L9与下出水管L10，上出水管L9依次经热水循环泵L13、绕罐体A1侧壁设置的低散热片L11、绕罐体A1侧壁设置的高散热片L12后与下出水管L10相通。

所述进风管L7的一端与沼气猛火炉L5的侧部相通，所述烟筒L3的一端与导热排烟管L4相通，进风管L7、烟筒L3的另一端均经二号保温砖墙K1后延伸至二号保温砖墙K1外设置的防火安全区内。

所述发酵罐A包括罐体A1及其顶部设置的气膜A2，气膜A2包括内膜A21与外膜A22，气膜A2的内部与空气管Y相通，罐体A1侧壁上近底部的部位设置有与进料装置E相通的进料口E1，罐体A1侧壁上位于内膜A21、液面排料高度线A3之间的部位设置有沼气口X1与冲淋头A4，液面排料高度线A3的下方设置有溢流口Z1，沼气口X1经沼气管X与沼气净化装置D相通，冲淋头A4与溢流口Z1相对应，溢流口Z1经溢流管Z与沼渣处理装置F相通，且冲淋头A4位于沼气口X1、溢流口Z1之间。

所述沼气净化装置D包括多功能自动调节器M与净化器N，所述多功能自动调节器M包括气水分离器O、正负压保护器P、沼气管X与空气管Y；所述沼气管X包括沼气左管X2与沼气右管X3，沼气左管X2、沼气右管X3的一端均与发酵罐A内的沼气口X1相通，另一端则分别延伸至正负压保护器P、气水分离器O的内部，在沼气右管X3上位于气水分离器O内部的部分开设有多个导气孔X31，沼气左管X2上近发酵罐A的一端设置有沼气压力表X4；所述空气管Y的一端延伸至正负压保护器P的内部，另一端依次经空气压力表Y1、压力变送器Y2后与增压风机Y4相通，增压风机Y4的另一端与发酵罐A顶部设置的气膜A2相通，压力变送器Y2的另一端与变频器Y3相连接；

所述气水分离器O的顶部设置有与净化器N相通的沼气出口O1，气水分离器O的底部通过气水单向阀O2与正负压保护器P的底部相通；

所述正负压保护器P的顶部设置有排气口P1，侧壁上近顶部的部位设置有进水管P2、近底部的部位设置有进排两用水口P3，进水管P2上设置有电磁阀P21，进排两用水口P3的另一端与直排阀P4相通，直排阀P4与进水管P2之间竖立设置有多个并联的水位压力调节阀P5，最低的水位压力调节阀P5高过空气管Y的出气口，空气管Y的出气口比沼气左管X2的出气口高，最低的水位压力调节阀P5与气水分离器O的底部同高；

所述水位压力调节阀P5与直排阀P4之间的距离即为正负压保护器P内压力水位线的高度，每条压力水位线都对应一个压力值，直排阀P4对应的压力水位线为0cm、对应的压力值为0kpa。

所述空气管Y的出气口比沼气左管X2的出气口高2cm，所述水位压力调节阀P5的数量为十个，十个水位压力调节阀P5对应的压力水位线、压力值分别为：

压力水位线为5cm，压力值为0.5kpa；

压力水位线为10cm，压力值为1.0kpa；

压力水位线为15cm，压力值为1.5kpa；

压力水位线为20cm，压力值为2.0kpa；

压力水位线为25cm，压力值为2.5kpa；

压力水位线为30cm，压力值为3.0kpa；

压力水位线为35cm，压力值为3.5kpa；

压力水位线为40cm，压力值为4.0kpa；

压力水位线为45cm，压力值为4.5kpa；

压力水位线为50cm，压力值为5.0kpa。

所述进料装置E包括调配池U与至少两个沉淀池V，所述沼渣处理装置F包括沼液余热导热池W与固液分离器S；

所述调配池U的左侧面与同轴设置的沉淀池V相通、上侧面通过污水格栅U11与沉沙池U1相通、下侧面通过散热金属板U2与沼液余热导热池W相接触，相邻的沉淀池V之间以及沉淀池V与调配池U之间都设置有全封闭式的隔离墙U3，隔离墙U3顶部的一端开设有溢流上口U31，相邻的溢流上口U31位于同一对角线的两端，隔离墙U3底部的中间部位设置有隔离单向阀门U32；

所述调配池U底部的上下两侧均设置有横向倾斜基U4，调配池U底部上近发酵罐A的部位设置有进料泵E2，调配池U顶部的正中部位设置有调配搅拌机U5；所述沉淀池V底部的上下两侧均设置有横向倾斜基U4，最外侧的沉淀池V底部的左侧还设置有竖向倾斜基V1，该竖向倾斜基V1的上下两端均与横向倾斜基U4相连接；所述进料泵E2、调配搅拌机U5、隔离单向阀门U32的中轴线都与调配池U的中轴线相重合；

所述沼液余热导热池W顶部的正中部位设置有热量均匀分布搅拌机W3，内部设置有水封器W1与沼液泵W2，水封器W1经溢流管Z与溢流口Z1相通，沼液泵W2近水封器W1设置，且沼液泵W2与设置在沼液余热导热池W外部的固液分离器S相连接；所述散热金属板U2的两侧分别与沼液余热导热池W、调配池U相接触，且在散热金属板U2上近调配池U的一侧设置有多个散热角铁U21。

所述调配池U、沼液余热导热池W的顶部覆盖有同一个透明的玻璃罩或玻璃房。

所述固液分离器S的出渣口与生物制肥设备R相连接。

本发明的原理说明如下：

本发明一种双热能增温型沼气系统中的“六高”指高浓度（TS 10%–12%）、高温度（50℃以上）、高搅拌率（在高浓渣无堵情况下实现90%全面积搅拌）、高产气率（2.0m3/m3·d左右）、高节能与高性价比。

一、太阳能增温装置B与辅助热能增温装置C：

传统大型沼气工程的保温工艺都是在罐体表面裹上一层保温棉，这种保温模式最大的弊端是保温的同时又拒绝了太阳能的进入，其保温效果很差，只能保证罐体的温度是10–20℃，降低了发酵罐内的发酵温度，不仅降低了产气率，导致单位容积产气率只有0.3–0.5，而且造成发酵物料分解消化停留时间长。

参见图2，为了提高增温效果，同时也为了尽可能的节省能源与增强环保性，本发明在罐体A1侧壁的南北两侧分别设置了太阳能增温装置B与辅助热能增温装置C，不仅能通过太阳能增温装置B使用太阳能，节省增温成本，增强环保性，而且通过辅助热能增温装置C确保无论何时都能实现增温。两者相互配合，确保本发明在提高增温效果的基础上，尽可能的节省成本。

1、一号太阳能增温房H与二号太阳能增温房J：

参见图3–图6，一号太阳能增温房H、二号太阳能增温房J都设置于罐体A1侧壁的南面，即绕南侧壁A11设置，使用中，太阳光穿过透明玻璃墙H1直射到黑色（黑色能取得最大的吸收太阳能效果）的罐体A1侧壁上，被罐体A1侧壁所吸收，从而提升罐体A1的温度，且由于太阳能增温房是一个封闭结构，因而吸收后的太阳能可较好的富集，不易散失，能全用于罐体A1的增温，只要有阳光，就能确南侧壁A11一直处于太阳光加热的状态。

一号太阳能增温房H与生物能增温房I不相通，二号太阳能增温房J与全封闭锅炉直热式增温房K相通，因而一号太阳能增温房H与生物能增温房I的宽度相差较大，二号太阳能增温房J与全封闭锅炉直热式增温房K的宽度相差较小，具体的宽度根据罐体A1的体积与工程大小而定，一般而言，一号太阳能增温房H的宽度为0.5米，生物能增温房I的宽度为1.2米，二号太阳能增温房J的宽度为0.5米，全封闭锅炉直热式增温房K的宽度为0.6米。

2、生物能增温房I：

参见图3与图4，生物能增温房I位于发酵罐A的北部，即绕罐体A1的北侧壁A12设置。它内部搁置有多层生物质网箱I4，生物质网箱I4内有浸泡的秸秆，秸秆发酵后可产生60多度的高温，从而不断的对罐体A1侧壁加热，提升了罐体A1的温度，能确保罐体A1的温度位于50℃以上，远高于现有技术的10–20℃，大大提高了增温效果，而且利用的是秸秆产生的生物质能，成本低，环保性强。秸秆的使用期限为为7–30天(视罐体A1温度和环境温度的变化以及秸秆再利用所需的时间而定)，期限满后就得更换生物质网箱I4，其方法为：先打开一号保温砖墙I1一端的入门I2，再将新生物质网箱I4放在滑轨I5上，然后在滑轨I5上推动新生物质网箱I4以顶动旧生物质网箱I4，此时，滑轨I5另一侧的旧生物质网箱I4就会被顶出出门I3，从而起到更换生物质网箱I4的目的。

3、全封闭锅炉直热式增温房K：

现有技术中也采用锅炉加热方式，但由于其采用的锅炉在使用中会产生大量的火星，因而不能在发酵罐A的旁边使用，否则会爆炸，只能将锅炉置于20米以外的安全距离为罐体A1增温，导致40%–50%的热能从烟囱、炉体散失以及在远程输送过程中被损耗掉，浪费极大。

参见图5–图7，本发明在全封闭锅炉直热式增温房K中采用的是全封闭安全节能型沼气锅炉L，它主要由燃烧部L1与容水部L2构成，燃烧部L1、容水部L2均为封闭式结构，燃烧部L1、容水部L2的横截面相一致，燃烧部L1的顶部与容水部L2的底部固定连接，使得全封闭安全节能型沼气锅炉L在整体上是全封闭结构，加之炉体上连接的各种进出管道都延伸至二号保温砖墙K1外的防火安全区内，从而确保全封闭安全节能型沼气锅炉L在使用中不会产生火星，因而可将其设置在发酵罐A的旁边使用。

由于全封闭安全节能型沼气锅炉L设置在发酵罐A的旁边，因而它产生的所有热量都被封闭在全封闭锅炉直热式增温房K内以增温发酵罐A，增温效果较好。全封闭安全节能型沼气锅炉L的增温方式包括两部分，一部分是通过绕罐体A1设置的散热片（也可用别的散热设施，如散热管等），另一部分是通过烟筒L3（烟筒L3的出烟口位于二号保温砖墙K1外的防火安全区内），本设计中的烟筒L3在全封闭锅炉直热式增温房K内尽可能的延伸，其长度以热量全部散发在全封闭锅炉直热式增温房K内为止。此外，全封闭安全节能型沼气锅炉L完全不用一次能源，只采用自产的沼气，且其用气量仅为传统大锅炉的十分之一，大大降低了能耗与成本。由此可见，全封闭锅炉直热式增温房K不仅增温效果较好，而且成本低、节能性强。在建造过程中，如工程资金较宽裕，也可在南边的二号太阳能增温房J内用同样的方法放置另一个全封闭安全节能型沼气锅炉L，其增温效果更佳。

二、调配池U、沉淀池V与沼液余热导热池W：

现有沼气工程中，畜牧场排出的低浓度的粪水经过简单沉淀后就作为发酵液输进发酵罐A，其浓度很低(TS 3%–5%)。低浓度的发酵液不仅会降低产气率，而且其内部包含的无营养的清水相对较多，无营养的清水不仅不发酵，不产生发酵温度，而且还会稀释、降低发酵物料产生的温度以及外来的双热能增温，从而降低发酵温度，进而连锁造成升温难、耗能高、运行成本高的不良循环。本发明通过调配池U、沉淀池V提高发酵液的浓度，通过沼液余热导热池W提高发酵液的温度。

1、沼液余热导热池W：

参见图10–图12，沼液余热导热池W一般设置于调配池U的一侧，两者之间通过散热金属板U2（也可用别的导热装置）相接触，并不相通，使用时，沼液余热导热池W通过散热金属板U2及其上设置的散热角铁U21将热量传递给调配池U，从而提高调配池U中发酵液的温度。沼液余热导热池W自身的温度来源于热沼液，该热沼液经溢流管Z从发酵罐A中流进水封器W1，然后进入沼液余热导热池W，由于热沼液的温度很高，一般为53℃左右，而沼液余热导热池W一侧的调配池U内的温度一般只有10℃左右，通过散热金属板U2的导热，可将调配池U内发酵液的温度提到30℃左右，不仅提高了发酵液的温度，而且重复利用了热沼液的热量，节能价值很大。当热量传导后，即沼液余热导热池W或调配池U内的温度达到预定温度值时，就可由沼液泵W2将冷却后的热沼液抽给沼液余热导热池W外部的固液分离器S以进行固液分离。

散热金属板U2上靠近调配池U的一侧装有多个散热角铁U21（也可用散热片、散热块等别的散热设施）以增强热传递效果，散热角铁U21还可起到加强肋的作用，散热金属板U2的两端通过固定膨胀螺栓与沼液余热导热池W的侧部固定连接，并在固定连接处用水泥进行二次浇灌，二次浇灌起到加固和防渗漏的作用。散热金属板U2的安装方法有多种，如将散热金属板U2浇铸在圈梁中等。

此外，在实际应用中，为提高增温效果，也可将沼液余热导热池W整体放在调配池U的内部或将调配池U包围起来进行增温，这样设置增温效果会更好，但成本比放在侧部要高，因此使用时要考虑性价比。如果在严寒地区，还可在调配池U和沼液余热导热池W的上方设置透明的玻璃罩或玻璃房，该玻璃罩或玻璃房既可起到保温的作用，也可在晴天时利用太阳能增温。

2、调配池U与沉淀池V：

参见图10–图12，调配池U与多个沉淀池V同轴设置，沉淀池V的数量视养殖场排出的污水量决定，相邻的沉淀池V之间以及沉淀池V与调配池U之间都设置有全封闭式的隔离墙U3，隔离墙U3顶部的一端开设有溢流上口U31，相邻的溢流上口U31位于同一对角线的两端，隔离墙U3底部的中间部位设置有隔离单向阀门U32，调配池U底部上近发酵罐A的部位设置有进料泵E2，调配池U顶部的正中部位设置有调配搅拌机U5，调配搅拌机U5用于搅匀调配池U内溶液的浓度与温度，隔离单向阀门U32、进料泵E2、调配搅拌机U5的中轴线都与调配池U的中轴线相重合。调配池U、沉淀池V底部的上下两侧都设置有横向倾斜基U4，最外侧的沉淀池V底部的左侧还设置有竖向倾斜基V1，该竖向倾斜基V1的上下两端均与横向倾斜基U4相连接。使用中，污水经溢流上口U31从调配池U逐个流向沉淀池V，沉淀时，污水分离为清水与发酵液，清水上浮，发酵液下沉，上浮的清水经溢流上口U31流向下一个沉淀池V，下沉的发酵液被隔离单向阀门U32阻挡以防止倒流进下一个沉淀池V，下沉的发酵液被横向倾斜基U4挡向池底的中部，同时，最外侧沉淀池V内的竖向倾斜基V1把沉积在池底各个死角的发酵液挡向池底的中部，在横向倾斜基U4、竖向倾斜基V1的作用下，发酵液富集于池底的中部，而在隔离墙U3底部的中间部位正好设置有隔离单向阀门U32，富集的发酵液就可以通过隔离单向阀门U32流向调配池U中的进料泵E2处，发酵液的浓度由调配池U至最外侧沉淀池V依次降低，此时，不仅能确保调配池U中发酵液的浓度高于任何一个沉淀池V，而且能确保调配池U中进料泵E2处发酵液的浓度最高，而进料泵E2又近发酵罐A设置，因此进料泵E2能为发酵罐A提供较高浓度的发酵液，与现有技术TS浓度只有3%–5%相比，本发明发酵液的TS浓度能达到10%–12%。

三、多功能自动调节器M：

现有沼气工程的气水分离、正负压保护均采用传统的人工排水、补水的低效危险模式，传统气水分离器如不定期检查排水，轻则积水升高减少罐体容积，影响气水分离效率，重则堵塞输气管道；传统正负压保护器如不定期检查补水，夏季会出现满气柜的沼气瞬间全泄漏的情况，甚至会引发火险或爆炸。

本发明把传统技术中单一的气水分离器、正负压保护器改革为多功能自动调节器M。多功能自动调节器M能把气水分离器O分离出的、多余的水供给正负压保护器P，正好起到排——补的“黄金搭档”功能，且在补到设定的参数时还能自动排水。此外，当气水分离器O排出的水不够补给正负压保护器P时，本装置还能自动补进自来水，从而大大提高了安全性和自动化运行管理的水平。

参见图8与图9，多功能自动调节器M各个功能的实现过程如下：

1、自动排水与自动补水功能：

空气管Y、沼气左管X2、沼气右管X3的压力一致，且没有超过正负压保护器P内的水压，此时，沼气右管X3在气水分离器O内进行气水分离，气水分离器O将沼气与水分离开，沼气从沼气出口O1流向净化器N，水则贮存在气水分离器O内，当贮存的水的水位高出正负压保护器P内的水位时，贮存的水则从气水单向阀O2流进正负压保护器P，如果正负压保护器P内缺水，流进的水起补水作用，实现自动补水功能；如果正负压保护器P内不缺水，流进的水就会增高水位，从而高出预定压力水位线，但高出的水会从预定压力水位线所对应的水位压力调节阀P5流出，实现自动排水功能。由此可见，多功能自动调节器M具有自动排水、进水功能。

2、自动排气功能：

正负压保护器P内的水压与空气管Y的压力一致，起到对空气管Y气压的监控作用。如果空气管Y的气压过高，就会高于水压，从而喷出多余的空气，这些空气就会从水底泛出水面，并通过排气口P1排出，从而实现自动排气。由此可见，多功能自动调节器M具有自动排气功能。

3、防止沼气同步泄漏浪费功能：

正常情况下，由于沼气右管X3位于气水分离器O内的空腔中，沼气左管X2位于正负压保护器P内的水面下，且水压大于或等于空气管Y、沼气左管X2、沼气右管X3的压力，因而沼气不从沼气左管X2流出，而只从沼气右管X3流出以进行气水分离。但当储气柜T满了压力过大或用户停止用气等别的原因使得气水分离器O内的沼气不能从沼气出口O1排出时，如沼气出口O1堵塞，沼气右管X3内的沼气就会被反顶进沼气左管X2与发酵罐A内的沼气区A7，造成发酵罐A内沼气区A7的气压继续上升，沼气压力上升就会向上顶起气膜A2，对气膜A2起挤压作用，气膜A2被挤压，其内部的空气就会被挤进空气管Y，从而增加空气管Y的压力，虽然此时空气管Y的压力与沼气管X的压力一致（气膜A2被挤压后处于平衡状态，因而空气管Y压力与沼气管X压力一致），但由于空气管Y在水面下的深度比沼气左管X2浅一点，一般为2cm左右，承受的水压也就低一点，因此还是空气管Y中的空气先排放，并通过排气口P1排出正负压保护器P，同时，沼气右管X3内沼气的反顶行为一直在进行，压力继续上升，沼气区A7、气膜A2的气压一直在增强，空气管Y、沼气左管X2的气压也一直在增强，但只有空气管Y在排空气，沼气左管X2却不排沼气，这个过程一直持续到沼气区A7、气膜A2的气压增大到大于沼气左管X2所受的水压，也就是沼气左管X2的气压增加到大于沼气左管X2所受的水压时，沼气左管X2内的沼气才会开始排出，然后通过排气口P1排出正负压保护器P，从而最大程度上防止沼气同步泄漏浪费。由此可见，多功能自动调节器M具有防止沼气同步泄漏浪费功能。

4、负压保护功能：

正常情况下，当发酵罐A内排放沼液过量或沼气区A7向外供气管路中有增压装置抽吸发酵罐A内沼气过量时都会导致发酵罐A内产生负压，如果不及时解决，发酵罐A就会被小于空气压力的负压挤压损坏，为防止这种危险情况产生，本发明当发酵罐A内产生负压时，正负压保护器P内的水就会吸进沼气左管X2直至流进发酵罐A内，当正负压保护器P内的水全部吸空后，正负压保护器P外的大气就会依次通过排气口P1、正负压保护器P、沼气左管X2流进发酵罐A内，从而消除发酵罐A内的负压，解决大气对发酵罐A挤压的危险。由上可见，多功能自动调节器M具有负压保护的功能。

5、自动恒压功能：

当沼气输送压力不够时，压力变送器Y2（由于空气管Y与沼气管X的压力一致，因而可从空气管Y上设置的压力变送器Y2读出沼气管X的压力，如果将压力变送器Y2安装在沼气管X上，会因腐蚀造成其寿命很短）能随时从本装置中取样送给变频器Y3以执行增压指令，当压力增加到设定参数时则可自动停止，从而实现恒压的目的。由上可见，多功能自动调节器M具有自动恒压功能。

6、自动气水分离功能：

热沼气从发酵罐A内的沼气区A7输出，经沼气右管X3、气水分离器O冷凝，冷凝后得到的沼气和水在气水分离器O中，水的比重大，自然掉入罐下，沼气自动分离开，在压力的作用下通过沼气出口O1进入净化器N，从而实现气水分离的目的。由上可见，多功能自动调节器M具有自动气水分离的功能。

四、搅拌装置G：

传统大型沼气工程的搅拌工艺，目前全世界千篇一律都是用螺旋桨模式搅拌，这种模式只有20%（罐内被搅拌的液体与未搅拌到的液体比例是20%）的搅拌率，而且只适合低浓度具有流动性的液体，一般只适用3%–5%浓度(干物质与水的比例)的液体，超过8%的浓度就无法搅拌更难出渣。

本发明中的搅拌装置G采取的是专利号为ZL201020278791.1，名称为“一种往复刮渣式沼液搅拌装置”的装置，该装置不仅能适应浓度为8%以上的任何发酵液，而且可搅拌90%以上的液体，能在高浓渣无堵情况下实现90%全面积搅拌。本装置打破了沼气行业传统螺旋浆式高耗低效搅拌模式（螺旋浆式搅拌面积小、死角多、能耗高、产气率低，浓渣无法搅拌排出），本装置不仅能实现高浓全面搅拌、无死角，而且能耗小（单位功率≤3.6W/m3罐体，比传统斜搅拌单位功率10W/m3罐体低3倍左右），并能适用秸秆干式(TS 30%)连续发酵工艺。本装置能大大减少发酵罐的容积，降低物料增温热量以及沼肥的运输量，能成倍的提高单位容积产气率，在同等温度下，产气率可提高1倍左右。

五、高产气率：

本发明通过太阳能增温装置B、辅助热能增温装置C将发酵罐A的温度增至50℃以上，比现有技术的10–20℃高出很多，通过调配池U、沉淀池V、沼液余热导热池W提供浓度为TS 10%–12%、温度为30℃左右的发酵液，从而确保发酵液具有较高的浓度与温度，便于发酵罐A内菌群的存活与快速繁殖，菌群繁殖的越快，对发酵液分解的就越多，产气也就越多，单位容积产气率在2.0 m3/m3·d左右，远高于现有技术的0.3–0.5 m3/m3·d。因此本发明具有高产气率的特点。

六、发酵罐A：

与现有技术发酵液浓度只有TS 3%–5%相比，本发明能使发酵液浓度提高一倍以上，达到TS 10%–12%。发酵液的浓度提高，不仅能提高产气率，而且能降低发酵罐A的体积，浓度提高一倍，发酵罐A的体积就能减少一倍，发酵罐A的体积与高度降低1倍以上，不仅降低投资、提高效率，还能降低前期投资与后期成本，并能减少很多方面的危险性，如： 

降低前期投资指的是：降低发酵罐的制造成本以及与它相配套的其余设备的制造成本，如罐体的基础、罐体的增温与保温设施以及劳资、工期等。

降低后期运行成本指的是：用水量减少，不再稀释降低温度；进料耗电时间短；搅拌功耗小；增温耗能成倍减少；污水量减小。

减少危险性指的是：减少基础超载下沉危险、罐体倾斜危险、罐壁超压崩裂甚至解体危险、高罐风荷及雷击危险以及高空作业危险。

实施例1：

一种双热能增温型沼气系统，包括发酵罐A、进料装置E、沼气净化装置D与沼渣处理装置F，发酵罐A的内部设置搅拌装置G，外部设置有增温装置，该增温装置包括太阳能增温装置B与辅助热能增温装置C；所述进料装置E包括调配池U与至少两个沉淀池V，所述沼气净化装置D包括多功能自动调节器M与净化器N，所述沼渣处理装置F包括沼液余热导热池W与固液分离器S，固液分离器S的出渣口与生物制肥设备R相连接； 

所述发酵罐A包括罐体A1及其顶部设置的气膜A2，气膜A2包括内膜A21与外膜A22，气膜A2的内部与空气管Y相通，罐体A1侧壁的颜色为黑色，罐体A1侧壁上近底部的部位设置有与进料装置E相通的进料口E1，罐体A1侧壁上位于内膜A21、液面排料高度线A3之间的部位设置有沼气口X1与冲淋头A4，液面排料高度线A3的下方设置有溢流口Z1，沼气口X1经沼气管X与沼气净化装置D相通，冲淋头A4与溢流口Z1相对应，溢流口Z1经溢流管Z与沼渣处理装置F相通，且冲淋头A4位于沼气口X1、溢流口Z1之间；

所述太阳能增温装置B是一号太阳能增温房H，所述辅助热能增温装置C是生物能增温房I，生物能增温房I的宽度是1.2米，一号太阳能增温房H的宽度是0.5米，所述一号太阳能增温房H包括弧形的透明玻璃墙H1与封闭门H2，透明玻璃墙H1绕南侧壁A11设置，透明玻璃墙H1的两端各设置一封闭门H2，透明玻璃墙H1的顶部设置有平台A5，且透明玻璃墙H1、封闭门H2、平台A5、地面A6与南侧壁A11共同形成一封闭结构；所述生物能增温房I包括弧形的一号保温砖墙I1、入门I2、出门I3与生物质网箱I4，一号保温砖墙I1绕北侧壁A12设置，一号保温砖墙I1的两端分别设置有入门I2与出门I3，一号保温砖墙I1的顶部设置有平台A5，且一号保温砖墙I1、入门I2、出门I3、平台A5、地面A6与北侧壁A12共同形成一封闭结构；所述生物能增温房I内部的底面设置有滑轨I5，滑轨I5的两端与入门I2、出门I3相对应，滑轨I5的上方设置有多层生物质网箱I4，该生物质网箱I4内充填有浸泡后的秸秆； 

所述多功能自动调节器M包括气水分离器O、正负压保护器P、沼气管X与空气管Y；所述沼气管X包括沼气左管X2与沼气右管X3，沼气左管X2、沼气右管X3的一端均与发酵罐A内的沼气口X1相通，另一端则分别延伸至正负压保护器P、气水分离器O的内部，在沼气右管X3上位于气水分离器O内部的部分开设有多个导气孔X31，沼气左管X2上近发酵罐A的一端设置有沼气压力表X4；所述空气管Y的一端延伸至正负压保护器P的内部，另一端依次经空气压力表Y1、压力变送器Y2后与增压风机Y4相通，增压风机Y4的另一端与发酵罐A顶部设置的气膜A2相通，压力变送器Y2的另一端与变频器Y3相连接；所述气水分离器O的顶部设置有与净化器N相通的沼气出口O1，气水分离器O的底部通过气水单向阀O2与正负压保护器P的底部相通；所述正负压保护器P的顶部设置有排气口P1，侧壁上近顶部的部位设置有进水管P2、近底部的部位设置有进排两用水口P3，进水管P2上设置有电磁阀P21，进排两用水口P3的另一端与直排阀P4相通，直排阀P4与进水管P2之间竖立设置有十个并联的水位压力调节阀P5，最低的水位压力调节阀P5高过空气管Y的出气口，空气管Y的出气口比沼气左管X2的出气口高2cm，最低的水位压力调节阀P5与气水分离器O的底部同高；

所述水位压力调节阀P5与直排阀P4之间的距离即为正负压保护器P内压力水位线的高度，每条压力水位线都对应一个压力值，直排阀P4对应的压力水位线为0cm、对应的压力值为0kpa；所述十个水位压力调节阀P5对应的压力水位线、压力值分别为：

压力水位线为5cm，压力值为0.5kpa；

压力水位线为10cm，压力值为1.0kpa；

压力水位线为15cm，压力值为1.5kpa；

压力水位线为20cm，压力值为2.0kpa；

压力水位线为25cm，压力值为2.5kpa；

压力水位线为30cm，压力值为3.0kpa；

压力水位线为35cm，压力值为3.5kpa；

压力水位线为40cm，压力值为4.0kpa；

压力水位线为45cm，压力值为4.5kpa；

压力水位线为50cm，压力值为5.0kpa；

所述调配池U的左侧面与同轴设置的沉淀池V相通、上侧面通过污水格栅U11与沉沙池U1相通、下侧面通过散热金属板U2与沼液余热导热池W相接触，相邻的沉淀池V之间以及沉淀池V与调配池U之间都设置有全封闭式的隔离墙U3，隔离墙U3顶部的一端开设有溢流上口U31，相邻的溢流上口U31位于同一对角线的两端，隔离墙U3底部的中间部位设置有隔离单向阀门U32；

所述调配池U底部的上下两侧均设置有横向倾斜基U4，调配池U底部上近发酵罐A的部位设置有进料泵E2，调配池U顶部的正中部位设置有调配搅拌机U5；所述沉淀池V底部的上下两侧均设置有横向倾斜基U4，最外侧的沉淀池V底部的左侧还设置有竖向倾斜基V1，该竖向倾斜基V1的上下两端均与横向倾斜基U4相连接；所述进料泵E2、调配搅拌机U5、隔离单向阀门U32的中轴线都与调配池U的中轴线相重合；

所述沼液余热导热池W顶部的正中部位设置有热量均匀分布搅拌机W3，内部设置有水封器W1与沼液泵W2，水封器W1经溢流管Z与溢流口Z1相通，沼液泵W2近水封器W1设置，且沼液泵W2与设置在沼液余热导热池W外部的固液分离器S相连接；所述散热金属板U2的两侧分别与沼液余热导热池W、调配池U相接触，且在散热金属板U2上近调配池U的一侧设置有多个散热角铁U21；

所述调配池U、沼液余热导热池W的顶部覆盖有同一个透明的玻璃罩或玻璃房。

实施例2：

基本情况同实施例1，不同之处在于：所述太阳能增温装置B是二号太阳能增温房J，所述辅助热能增温装置C是全封闭锅炉直热式增温房K，二号太阳能增温房J与全封闭锅炉直热式增温房K相通，全封闭锅炉直热式增温房K的宽度是0.6米，二号太阳能增温房J的宽度是0.5米；

所述二号太阳能增温房J包括弧形的透明玻璃墙H1与封闭门H2，透明玻璃墙H1绕南侧壁A11设置，透明玻璃墙H1的两端分别与封闭门H2、二号保温砖墙K1相连接，透明玻璃墙H1的顶部设置有平台A5；所述全封闭锅炉直热式增温房K包括弧形的二号保温砖墙K1、入门I2与全封闭安全节能型沼气锅炉L，二号保温砖墙K1绕北侧壁A12设置，所述二号保温砖墙K1的两端分别与入门I2、透明玻璃墙H1相连接，二号保温砖墙K1的顶部设置有平台A5；所述封闭门H2、透明玻璃墙H1、二号保温砖墙K1、入门I2、平台A5、地面A6、北侧壁A12与南侧壁A11共同形成一封闭结构；

所述全封闭安全节能型沼气锅炉L包括燃烧部L1、容水部L2、烟筒L3与导热排烟管L4；所述燃烧部L1与容水部L2均为封闭式结构，燃烧部L1、容水部L2的横截面相一致，燃烧部L1的顶部与容水部L2的底部固定连接；所述燃烧部L1内设置有沼气猛火炉L5，沼气猛火炉L5的侧部设置有沼气进管L6与进风管L7，沼气进管L6的另一端与储气柜T相通，沼气猛火炉L5的顶部与容水部L2内设置的导热排烟管L4相通，导热排烟管L4的另一端经容水部L2顶部设置的封闭罩L8与烟筒L3相通，所述导热排烟管L4的数量为三至八根，且沿同一圆周均匀设置；所述容水部L2的侧部设置有上出水管L9与下出水管L10，上出水管L9依次经热水循环泵L13、绕罐体A1侧壁设置的低散热片L11、绕罐体A1侧壁设置的高散热片L12后与下出水管L10相通；

所述进风管L7的一端与沼气猛火炉L5的侧部相通，所述烟筒L3的一端与导热排烟管L4相通，进风管L7、烟筒L3的另一端均经二号保温砖墙K1后延伸至二号保温砖墙K1外设置的防火安全区内。

由上可见，传统CSTR或USR工艺浓度低、温度低、搅拌率低、耗能高、产气率低、冬季不产气，而本发明则是一个“六高四低”的高效工艺，即高浓度、高温度、高搅拌率、高产气率、高节能、高性价比，罐体低、投资低、危险性低、运行成本低。

按1000立方为例，如下是传统CSTR或USR工艺与本发明的综合对比表：

Claims (10)

1.一种双热能增温型沼气系统，包括发酵罐（A）、进料装置（E）、沼气净化装置（D）与沼渣处理装置（F），所述发酵罐（A）上设置有进料口（E1）、沼气口（X1）与溢流口（Z1），进料口（E1）通过进料泵（E2）与进料装置（E）相通，沼气口（X1）通过沼气管（X）与沼气净化装置（D）相通，溢流口（Z1）通过溢流管（Z）与沼渣处理装置（F）相通，且在发酵罐（A）上还设置有增温装置与搅拌装置（G），其特征在于：

所述增温装置包括太阳能增温装置（B）与辅助热能增温装置（C），该辅助热能增温装置（C）与太阳能增温装置（B）均为圆弧形结构，太阳能增温装置（B）绕罐体（A1）的南侧壁（A11）设置，辅助热能增温装置（C）绕罐体（A1）的北侧壁（A12）设置，且辅助热能增温装置（C）、太阳能增温装置（B）的顶部均设置有平台（A5）；所述太阳能增温装置（B）、辅助热能增温装置（C）、平台（A5）、地面（A6）与罐体（A1）的侧壁共同形成封闭结构，且罐体（A1）侧壁的颜色为黑色。

2.根据权利要求1所述的一种双热能增温型沼气系统，其特征在于：所述太阳能增温装置（B）是一号太阳能增温房（H），所述辅助热能增温装置（C）是生物能增温房（I），且生物能增温房（I）的宽度是一号太阳能增温房（H）宽度的2–3倍；

所述一号太阳能增温房（H）包括弧形的透明玻璃墙（H1）与封闭门（H2），透明玻璃墙（H1）绕南侧壁（A11）设置，透明玻璃墙（H1）的两端各设置一封闭门（H2），透明玻璃墙（H1）的顶部设置有平台（A5），且透明玻璃墙（H1）、封闭门（H2）、平台（A5）、地面（A6）与南侧壁（A11）共同形成一封闭结构；

所述生物能增温房（I）包括弧形的一号保温砖墙（I1）、入门（I2）、出门（I3）与生物质网箱（I4），一号保温砖墙（I1）绕北侧壁（A12）设置，一号保温砖墙（I1）的两端分别设置有入门（I2）与出门（I3），一号保温砖墙（I1）的顶部设置有平台（A5），且一号保温砖墙（I1）、入门（I2）、出门（I3）、平台（A5）、地面（A6）与北侧壁（A12）共同形成一封闭结构；所述生物能增温房（I）内部的底面设置有滑轨（I5），滑轨（I5）的两端与入门（I2）、出门（I3）相对应，滑轨（I5）的上方设置有多层生物质网箱（I4），该生物质网箱（I4）内充填有浸泡后的秸秆。

3.根据权利要求1所述的一种双热能增温型沼气系统，其特征在于：所述太阳能增温装置（B）是二号太阳能增温房（J），所述辅助热能增温装置（C）是全封闭锅炉直热式增温房（K），二号太阳能增温房（J）与全封闭锅炉直热式增温房（K）相通，且全封闭锅炉直热式增温房（K）的宽度是二号太阳能增温房（J）宽度的1–1.5倍；

所述二号太阳能增温房（J）包括弧形的透明玻璃墙（H1）与封闭门（H2），透明玻璃墙（H1）绕南侧壁（A11）设置，透明玻璃墙（H1）的两端分别与封闭门（H2）、二号保温砖墙（K1）相连接，透明玻璃墙（H1）的顶部设置有平台（A5）；

所述全封闭锅炉直热式增温房（K）包括弧形的二号保温砖墙（K1）、入门（I2）与全封闭安全节能型沼气锅炉（L），二号保温砖墙（K1）绕北侧壁（A12）设置，所述二号保温砖墙（K1）的两端分别与入门（I2）、透明玻璃墙（H1）相连接，二号保温砖墙（K1）的顶部设置有平台（A5）；所述封闭门（H2）、透明玻璃墙（H1）、二号保温砖墙（K1）、入门（I2）、平台（A5）、地面（A6）、北侧壁（A12）与南侧壁（A11）共同形成一封闭结构；

所述全封闭安全节能型沼气锅炉（L）包括燃烧部（L1）、容水部（L2）、烟筒（L3）与导热排烟管（L4）；所述燃烧部（L1）与容水部（L2）均为封闭式结构，燃烧部（L1）、容水部（L2）的横截面相一致，燃烧部（L1）的顶部与容水部（L2）的底部固定连接；所述燃烧部（L1）内设置有沼气猛火炉（L5），沼气猛火炉（L5）的侧部设置有沼气进管（L6）与进风管（L7），沼气进管（L6）的另一端与储气柜（T）相通，沼气猛火炉（L5）的顶部与容水部（L2）内设置的导热排烟管（L4）相通，导热排烟管（L4）的另一端经容水部（L2）顶部设置的封闭罩（L8）与烟筒（L3）相通，所述导热排烟管（L4）的数量为三至八根，且沿同一圆周均匀设置；所述容水部（L2）的侧部设置有上出水管（L9）与下出水管（L10），上出水管（L9）依次经热水循环泵（L13）、绕罐体（A1）侧壁设置的低散热片（L11）、绕罐体（A1）侧壁设置的高散热片（L12）后与下出水管（L10）相通。

4.根据权利要求3所述的一种双热能增温型沼气系统，其特征在于：所述进风管（L7）的一端与沼气猛火炉（L5）的侧部相通，所述烟筒（L3）的一端与导热排烟管（L4）相通，进风管（L7）、烟筒（L3）的另一端均经二号保温砖墙（K1）后延伸至二号保温砖墙（K1）外设置的防火安全区内。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的一种双热能增温型沼气系统，其特征在于：所述发酵罐（A）包括罐体（A1）及其顶部设置的气膜（A2），气膜（A2）包括内膜（A21）与外膜（A22），气膜（A2）的内部与空气管（Y）相通，罐体（A1）侧壁上近底部的部位设置有与进料装置（E）相通的进料口（E1），罐体（A1）侧壁上位于内膜（A21）、液面排料高度线（A3）之间的部位设置有沼气口（X1）与冲淋头（A4），液面排料高度线（A3）的下方设置有溢流口（Z1），沼气口（X1）经沼气管（X）与沼气净化装置（D）相通，冲淋头（A4）与溢流口（Z1）相对应，溢流口（Z1）经溢流管（Z）与沼渣处理装置（F）相通，且冲淋头（A4）位于沼气口（X1）、溢流口（Z1）之间。

6.根据权利要求5所述的一种双热能增温型沼气系统，其特征在于：

所述沼气净化装置（D）包括多功能自动调节器（M）与净化器（N），所述多功能自动调节器（M）包括气水分离器（O）、正负压保护器（P）、沼气管（X）与空气管（Y）；所述沼气管（X）包括沼气左管（X2）与沼气右管（X3），沼气左管（X2）、沼气右管（X3）的一端均与发酵罐（A）内的沼气口（X1）相通，另一端则分别延伸至正负压保护器（P）、气水分离器（O）的内部，在沼气右管（X3）上位于气水分离器（O）内部的部分开设有多个导气孔（X31），沼气左管（X2）上近发酵罐（A）的一端设置有沼气压力表（X4）；所述空气管（Y）的一端延伸至正负压保护器（P）的内部，另一端依次经空气压力表（Y1）、压力变送器（Y2）后与增压风机（Y4）相通，增压风机（Y4）的另一端与发酵罐（A）顶部设置的气膜（A2）相通，压力变送器（Y2）的另一端与变频器（Y3）相连接；

所述气水分离器（O）的顶部设置有与净化器（N）相通的沼气出口（O1），气水分离器（O）的底部通过气水单向阀（O2）与正负压保护器（P）的底部相通；

所述正负压保护器（P）的顶部设置有排气口（P1），侧壁上近顶部的部位设置有进水管（P2）、近底部的部位设置有进排两用水口（P3），进水管（P2）上设置有电磁阀（P21），进排两用水口（P3）的另一端与直排阀（P4）相通，直排阀（P4）与进水管（P2）之间竖立设置有多个并联的水位压力调节阀（P5），最低的水位压力调节阀（P5）高过空气管（Y）的出气口，空气管（Y）的出气口比沼气左管（X2）的出气口高，最低的水位压力调节阀（P5）与气水分离器（O）的底部同高；

所述水位压力调节阀（P5）与直排阀（P4）之间的距离即为正负压保护器（P）内压力水位线的高度，每条压力水位线都对应一个压力值，直排阀（P4）对应的压力水位线为0cm、对应的压力值为0kpa。

7.根据权利要求6所述的一种双热能增温型沼气系统，其特征在于：所述空气管（Y）的出气口比沼气左管（X2）的出气口高2cm，所述水位压力调节阀（P5）的数量为十个，十个水位压力调节阀（P5）对应的压力水位线、压力值分别为：

压力水位线为5cm，压力值为0.5kpa；

压力水位线为10cm，压力值为1.0kpa；

压力水位线为15cm，压力值为1.5kpa；

压力水位线为20cm，压力值为2.0kpa；

压力水位线为25cm，压力值为2.5kpa；

压力水位线为30cm，压力值为3.0kpa；

压力水位线为35cm，压力值为3.5kpa；

压力水位线为40cm，压力值为4.0kpa；

压力水位线为45cm，压力值为4.5kpa；

压力水位线为50cm，压力值为5.0kpa。

8.根据权利要求5所述的一种双热能增温型沼气系统，其特征在于：

所述进料装置（E）包括调配池（U）与至少两个沉淀池（V），所述沼渣处理装置（F）包括沼液余热导热池（W）与固液分离器（S）；

所述调配池（U）的左侧面与同轴设置的沉淀池（V）相通、上侧面通过污水格栅（U11）与沉沙池（U1）相通、下侧面通过散热金属板（U2）与沼液余热导热池（W）相接触，相邻的沉淀池（V）之间以及沉淀池（V）与调配池（U）之间都设置有全封闭式的隔离墙（U3），隔离墙（U3）顶部的一端开设有溢流上口（U31），相邻的溢流上口（U31）位于同一对角线的两端，隔离墙（U3）底部的中间部位设置有隔离单向阀门（U32）；

所述调配池（U）底部的上下两侧均设置有横向倾斜基（U4），调配池（U）底部上近发酵罐（A）的部位设置有进料泵（E2），调配池（U）顶部的正中部位设置有调配搅拌机（U5）；所述沉淀池（V）底部的上下两侧均设置有横向倾斜基（U4），最外侧的沉淀池（V）底部的左侧还设置有竖向倾斜基（V1），该竖向倾斜基（V1）的上下两端均与横向倾斜基（U4）相连接；所述进料泵（E2）、调配搅拌机（U5）、隔离单向阀门（U32）的中轴线都与调配池（U）的中轴线相重合；

所述沼液余热导热池（W）顶部的正中部位设置有热量均匀分布搅拌机（W3），内部设置有水封器（W1）与沼液泵（W2），水封器（W1）经溢流管（Z）与溢流口（Z1）相通，沼液泵（W2）近水封器（W1）设置，且沼液泵（W2）与设置在沼液余热导热池（W）外部的固液分离器（S）相连接；所述散热金属板（U2）的两侧分别与沼液余热导热池（W）、调配池（U）相接触，且在散热金属板（U2）上近调配池（U）的一侧设置有多个散热角铁（U21）。

9.根据权利要求8所述的一种双热能增温型沼气系统，其特征在于：所述调配池（U）、沼液余热导热池（W）的顶部覆盖有同一个透明的玻璃罩或玻璃房。

10.根据权利要求8所述的一种双热能增温型沼气系统，其特征在于：所述固液分离器（S）的出渣口与生物制肥设备（R）相连接。

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