CN108571192B - 一种应用于寒冷地区沼气池的保温棚 - Google Patents

一种应用于寒冷地区沼气池的保温棚 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种应用于寒冷地区沼气池的保温棚，该方法包括地上保温系统和地下保温系统，地上保温系统采用双层保温系统，由外层保温膜(1)、内层保温膜(2)和支架构成，支架由弧形支架(3)、立支架(4)、横支架(5)、斜支架(6)和紧绳(7)组成；地下保温系统设置于支架基础(11)之上，由内夹层(12)、垫层(10)、隔热块(9)和防渗层(8)构成；该保温棚还设置立柱(13)，上端与中心立支架(4)和弧形支架(3)相连，下端与柱基础(14)相连。本方法有效的防治热量通过地表传递，减少热损失，本发明采用秸秆基质，保温隔热效果好，有效的实现秸秆废物的资源化利用。

Description

一种应用于寒冷地区沼气池的保温棚
技术领域
本发明涉及环境科学与工程中的环境生态能源技术领域，尤其涉及一种应用于寒冷地区沼气池的保温棚。
背景技术
随着经济的不断发展，对能源的需求越来越高，传统的煤、石油和天然气能源不断被消耗，为解决能源危机，在降低能源消耗的同时，寻求可再生能源。沼气作为生物质能源的一种，热值高，产生量大，制备原料来源丰富，近些年得到迅速的发展。由于沼气的发酵制备需要一定的温度条件，特别是寒冷地区，温度低，产沼气量少或不产沼气，因此，保温是沼气制备的重要环节。
目前沼气的保温系统主要采用保温或加热的方式，寒冷地区冬季温度低，保温效果不好，沼气池发酵产生的热量会很快流失，对厌氧发酵不利。目前多以地上保温为主，地表及地表以下热量的流失往往被忽略，造成保温效果差。因此，寻求地上、地表及适当深度的地下相结合的保温系统，对减少沼气池温度的流失具有重要意义。目前关于沼气池保温的研究主要授权或公开的专利包括：一种芍药种植保温棚(申请专利号：201621008581.4)、日光温室三层保温棚膜机构(申请专利号：201620762781.2)一种冬葡萄保温棚(申请专利号：201620447238.3)、一种育种温室保温棚(申请专利号：201620240028.7)、冬季施工混凝土养护保温棚(申请专利号：201610002396.2)、一种羊羔保温棚供暖装置(申请专利号：201520972785.9)、蔬菜种植保温棚(申请专利号：201520492965.7)、一种食用菌种植保温棚 (申请专利号：201420443730.4)、一种具有保温棚和排污装置的鱼虾混合养殖池塘(申请专利号：201410349646.0)、一种大跨度可拆卸双拱保温棚(申请专利号：201320701129.6)、一种可移动式充气保温棚(申请专利号：201220675186.7)、保温棚用温度调节系统和保温棚(申请专利号：201220249936.4)、一种保温棚(申请专利号：201120347922.1)、充气高效保温棚膜(申请专利号：201120301511.9)、滑动覆盖式保温棚(申请专利号：201120045776.7)、双层塑料薄膜保温棚收集五倍子春迁蚜的方法(申请专利号：201110411512.3)、拱形保温棚保温大棚(申请专利号：201110098644.5)、日光组合式连栋保温棚(申请专利号： 200920308411.1)、悬索式冬期施工保温棚及其搭建方法(申请专利号：200910075841.8)、充气结构保温棚(申请专利号：200820090217.6)、一种用于风景园林的花卉保温棚(申请专利号：201621193344.X)、泡状塑料保温棚膜(申请专利号：201610335148.X)、寒地玫瑰种植多重保温棚室(申请专利号：201520272615.X)、土堆式保温棚(申请专利号： 201410542627.X)、一种双层多功能保温棚(申请专利号：201320000528.X)、一种野外作业保温棚架(申请专利号：201020501090.X)和一种双层保温层(申请专利号：99113045.6) 等。以上这些专利都是关于保温棚的保温方法，这些方法具有一定保温作用，适用保温范围较广，特别是天气温度不是很低的情况下，效果明显，这在一定程度上推动了保温棚技术水平的提高。但是因存在方法复杂、建造成本高、冬季保温效果差、结构安全性差、维护困难等一种或多种缺陷，推广应用困难。因此，开发一种方法简单、制造成本低、维护方便、运行周期长、结构体可重复利用、特别是有效的利用废物作为保温材料的保温棚的制造方法，对推进保温棚建设水平的提高以及保温技术的进步都具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的是提供应用于寒冷地区沼气池的保温棚，实现寒冷地区沼气池冬季的正常产气；从而提高沼气产量，降低产气成本，同时实现提高畜禽粪便和秸秆等发酵料的资源化利用水平；该方法工艺简单，具有较高的推广应用价值。
本发明采取的技术方案如下：
一种应用于寒冷地区沼气池的保温棚，其特征在于：该方法包括地上保温系统和地下保温系统，地上保温系统采用双层保温系统，由外层保温膜、内层保温膜和支架构成，支架由弧形支架、立支架、横支架、斜支架和紧绳组成；地下保温系统设置于支架基础之上和地面以下，由内夹层、垫层、隔热块和防渗层构成；该保温棚还设置立柱，上端与中心立支架和弧形支架相连，下端与柱基础相连；出入口设置于一端北侧靠近立柱位置，人出入后密封。
所述的外层保温膜位于弧形支架的外侧，且与弧形支架绑扎一起，内层保温膜与横支架和斜支架绑扎一起，外层保温膜和内层保温膜的厚度分别为0.22～0.35mm和 0.08～0.16mm。
所述的弧形支架为圆心在地面以下1.0～1.5m的半圆弧形，内层弧形支架和外层弧形支架地上部分的净距为0.4～0.6m，立支架垂直于弧形支架切线；横支架呈水平方向且与斜支架相连，斜支架与水平面的夹角为60～75度；弧形支架、立支架、横支架、斜支架采用钢管制备，紧绳采用铁线。
所述的防渗层采用PE塑料制备，防渗层包裹隔热块表面；隔热块采用玉米秸秆和稻草秸秆混合压缩制备，玉米秸秆和稻草秸秆混合比为1:1.2～1.5，压缩的压力为 0.25～0.35MPa；垫层采用粗砂，内夹层采用细砂，均密实填充。
所述的隔热块堆砌后的总高度为1.2～1.8m，总宽度为0.8～1.2m；垫层的厚度为0.2～0.4m，垫层的宽度超过隔热块总宽度0.3～0.4m；内夹层的宽度为0.2～0.4m，高度为0.7～1.0m。
所述的立柱位于剖面圆的中心轴，且呈对称分布保温棚的两端；柱基础顶面高程低于隔热块底面高程，柱基础与沼气池的水平距离不小于0.3m，立柱采用钢管，外涂防腐漆。
所述的隔热块采用玉米秸秆和稻草秸秆材料的含水量低于8.5％，混合压缩前，玉米秸秆加工后长度为0.6～0.8m，稻草秸秆加工后长度为0.3～0.5m，制备的隔热块为长方体，宽为0.2～0.5m，高为0.5～0.8m，长为0.7～1.0m。
有益效果：本发明能够有效的实现隔热和保温作用，提高保温棚的保温效果，减少保温棚的建造成本；本发明能够实现秸秆的资源化利用，同时解决现有技术保温效果差的难题；本发明方法简单，成本低，使用寿命长，可操作性强。
附图说明
图1是本发明的剖面图。
图2是本发明的平面图。
图中所示1、外层保温膜，2、内层保温膜，3、弧形支架，4、立支架，5、横支架，6、斜支架，7、紧绳，8、防渗层，9、隔热块，10、垫层，11、支架基础，12、内夹层，13、立柱，14、柱基础，15、出入口。
具体实施方式
本发明采用地上保温和地下隔热相结合的方法实现保温棚的有效保温，同时有效的利用秸秆废物作为保温材料，实现秸秆的资源化利用，本发明采用玉米秸秆和稻草秸秆混合压缩制备保温材料，强度高，隔热性强，有效的提高保温棚的保温性能，本发明方法制造成本低，推广应用价值较高。
以下结合实例对本发明进一步说明，具体实施步骤如下：
实例1：寒冷地区户用10m3以下微型沼气池的应用
如图1和图2所示，该方法包括地上保温系统和地下保温系统，地上保温系统采用双层保温系统，由外层保温膜1、内层保温膜2和支架构成，支架由弧形支架3、立支架 4、横支架5、斜支架6和紧绳7组成；地下保温系统设置于支架基础11之上和地面以下，由内夹层12、垫层10、隔热块9和防渗层8构成；该保温棚还设置立柱13，上端与中心立支架4和弧形支架3相连，下端与柱基础14相连；出入口15设置于一端北侧靠近立柱13位置，人出入后密封。
外层保温膜1位于弧形支架3的外侧，且与弧形支架3绑扎一起，内层保温膜2 与横支架5和斜支架6绑扎一起，外层保温膜1和内层保温膜2的厚度分别为0.22mm和 0.08mm。
弧形支架3为圆心在地面以下1.0m的半圆弧形，内层弧形支架3和外层弧形支架3地上部分的净距为0.4m，立支架4垂直于弧形支架3切线；横支架5呈水平方向且与斜支架6相连，斜支架6与水平面的夹角为60度；弧形支架3、立支架4、横支架5、斜支架6 采用钢管制备，紧绳7采用铁线。
防渗层8采用PE塑料制备，防渗层8包裹隔热块9表面；隔热块9采用玉米秸秆和稻草秸秆混合压缩制备，玉米秸秆和稻草秸秆混合比为1:1.2，压缩的压力为0.25MPa；垫层10采用粗砂，内夹层12采用细砂，均密实填充。
隔热块9堆砌后的总高度为1.2m，总宽度为0.8m；垫层10的厚度为0.2m，垫层的宽度超过隔热块9总宽度0.3m；内夹层12的宽度为0.2m，高度为0.7m。
所述的立柱13位于剖面圆的中心轴，且呈对称分布保温棚的两端；柱基础14 顶面高程低于隔热块9底面高程，柱基础14与沼气池的水平距离不小于0.3m，立柱13采用钢管，外涂防腐漆。
隔热块9采用玉米秸秆和稻草秸秆材料的含水量低于8.5％，混合压缩前，玉米秸秆加工后长度为0.6m，稻草秸秆加工后长度为0.3m，制备的隔热块9为长方体，宽为0.2m，高为0.5m，长为0.7m。
采用上述发明方法建造保温棚，能够有效的实现在寒冷地区沼气池温度不低于15度，实现全年产沼气，效果显著。
实例2：寒冷地区小型沼气池的应用
如图1和图2所示，制备保温棚，包括地上保温系统和地下保温系统，地上保温系统采用双层保温系统。
外层保温膜1位于弧形支架3的外侧，且与弧形支架3绑扎一起，内层保温膜2 与横支架5和斜支架6绑扎一起，外层保温膜1和内层保温膜2的厚度分别为0.35mm和 0.16mm。
弧形支架3为圆心在地面以下1.5m的半圆弧形，内层弧形支架3和外层弧形支架3地上部分的净距为0.6m，立支架4垂直于弧形支架3切线；横支架5呈水平方向且与斜支架6相连，斜支架6与水平面的夹角为75度；弧形支架3、立支架4、横支架5、斜支架6 采用钢管制备，紧绳7采用铁线。
防渗层8采用PE塑料制备，防渗层8包裹隔热块9表面；隔热块9采用玉米秸秆和稻草秸秆混合压缩制备，玉米秸秆和稻草秸秆混合比为1:1.5，压缩的压力为0.35MPa；垫层10采用粗砂，内夹层12采用细砂，均密实填充。
隔热块9堆砌后的总高度为1.8m，总宽度为1.2m；垫层10的厚度为0.4m，垫层的宽度超过隔热块9总宽度0.4m；内夹层12的宽度为0.4m，高度为1.0m。
立柱13位于剖面圆的中心轴，且呈对称分布保温棚的两端；柱基础14顶面高程低于隔热块9底面高程，柱基础14与沼气池的水平距离不小于0.3m，立柱13采用钢管，外涂防腐漆。
隔热块9采用玉米秸秆和稻草秸秆材料的含水量低于8.5％，混合压缩前，玉米秸秆加工后长度为0.8m，稻草秸秆加工后长度为0.5m，制备的隔热块9为长方体，宽为0.5m，高为0.8m，长为1.0m。
采用上述方法建造的沼气池，实现池外温度不低于10度，池内温度不低于20 度，效果显著。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在不脱离本发明实质的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种应用于寒冷地区沼气池的保温棚，其特征在于：该方法包括地上保温系统和地下保温系统，地上保温系统采用双层保温系统，由外层保温膜(1)、内层保温膜(2)和支架构成，支架由双层弧形支架(3)、立支架(4)、横支架(5)、斜支架(6)和紧绳(7)组成；地下保温系统设置于支架基础(11)之上和地面以下，由内夹层(12)、垫层(10)、隔热块(9)和防渗层(8)构成；该保温棚还设置立柱(13)，上端与中心立支架(4)和弧形支架(3)相连，下端与柱基础(14)相连；出入口(15)设置于一端北侧靠近立柱(13)位置，人出入后密封；防渗层(8)采用PE塑料制备，防渗层(8)包裹隔热块(9)表面；隔热块(9)采用玉米秸秆和稻草秸秆混合压缩制备，玉米秸秆和稻草秸秆混合比为1:1.2～1.5，压缩的压力为0.25～0.35MPa；垫层(10)采用粗砂，内夹层(12)采用细砂，均密实填充；隔热块(9)堆砌后的总高度为1.2～1.8m，总宽度为0.8～1.2m；垫层(10)的厚度为0.2～0.4m，垫层的宽度超过隔热块(9)总宽度0.3～0.4m；内夹层(12)的宽度为0.2～0.4m，高度为0.7～1.0m；隔热块(9)采用玉米秸秆和稻草秸秆材料的含水量低于8.5％，混合压缩前，玉米秸秆加工后长度为0.6～0.8m，稻草秸秆加工后长度为0.3～0.5m，制备的隔热块(9)为长方体，宽为0.2～0.5m，高为0.5～0.8m，长为0.7～1.0m。
2.如权利要求1所述的一种应用于寒冷地区沼气池的保温棚，外层保温膜(1)位于双层弧形支架(3)中外层弧形支架(3)的外侧，且与弧形支架(3)绑扎一起，内层保温膜(2)与横支架(5)和斜支架(6)绑扎一起，外层保温膜(1)和内层保温膜(2)的厚度分别为0.22～0.35mm和0.08～0.16mm。
3.如权利要求1所述的一种应用于寒冷地区沼气池的保温棚，弧形支架(3)为圆心在地面以下1.0～1.5m的半圆弧形，内层弧形支架(3)和外层弧形支架(3)地上部分的净距为0.4～0.6m，立支架(4)垂直于弧形支架(3)切线；横支架(5)呈水平方向且与斜支架(6)相连，斜支架(6)与水平面的夹角为60～75度；弧形支架(3)、立支架(4)、横支架(5)、斜支架(6)采用钢管制备，紧绳(7)采用铁线。
4.如权利要求1所述的一种应用于寒冷地区沼气池的保温棚，立柱(13)位于剖面圆的中心轴，且呈对称分布保温棚的两端；柱基础(14)顶面高程低于隔热块(9)底面高程，柱基础(14)与沼气池的水平距离不小于0.3m，立柱(13)采用钢管，外涂防腐漆。
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