CN108892346A - 一种养猪场猪粪便发酵产生沼气发电方法及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种养猪场猪粪便发酵产生沼气发电方法及其系统;所述养猪场猪粪便发酵产生沼气发电方法,将猪粪便收集到收集池中,传送机通过电机驱动将猪粪便传送至发酵装置中,传送机在传送过程中进行干燥处理,发酵装置为厌氧发酵装置(CSTR),发酵温度为二级温控;所述发酵产生的沼气进入带有脱硫预处理作用的存储囊中,沼气通过气阀出送到发电装置,发电装置将电源并入到电网;所述养猪场猪粪便发酵产生沼气发电系统,包括养猪场、粪便收集池、猪粪便传送机、猪粪便干燥处理机、发酵装置、沼气存储气囊、发电装置;本发明省去了粪便发酵前需要进行除砂作业,有效的节约了整个系统的设计安装成本,减少了土地的占用面积,提高经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及粪便发酵技术领域,具体的是一种养猪场猪粪便发酵产生沼气发电方法及其系统。
背景技术
现在的粪便发酵产生沼气先进行除砂作业,将粪便中的砂粒出去,避免在发酵池中持续沉淀导致发酵作用的不完全,并且在系统中环节过多,将每个步骤都设立单独的结构或者装置来完成,使整个系统显得复杂和过程繁琐,准备工作时间较长。因此,如何改善粪便发酵方法前需要除砂处理,粪便发酵系统单独作用的装置机构多是本发明需要解决的问题。
发明内容
为了克服上述的技术问题,本发明的目的在于提供一种养猪场猪粪便发酵产生沼气发电方法及其系统,改善粪便发酵方法前需要除砂处理,粪便发酵系统单独作用的装置机构多的缺点。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
一种养猪场猪粪便发酵产生沼气发电方法,将猪粪便收集到收集池中,猪粪便大量堆积在传送机的下端,传送机通过电机驱动将猪粪便传送至发酵装置中,传送机在传送过程中进行干燥处理,温度控制在50-60℃,粪便中混合的液体首先通过传送机的斜度流向地面,再通过干燥处理,将水分蒸发,得到干燥的猪粪便,发酵装置为厌氧发酵装置(CSTR),发酵温度为二级温控,一级温度为30-34℃,二级温度为40-44℃;所述发酵产生的沼气进入带有脱硫预处理作用的储气囊中,脱硫预处理内为生物脱硫,脱硫后的沼气存储在储气囊中,沼气通过管道输送到发电装置,发电装置将电源并入到电网中。
作为本发明进一步的方案,所述干燥处理将猪粪便中混合的细菌和微生物进行高温杀死,并将猪猪粪便中的水分蒸发,得到干燥的猪粪便。
作为本发明进一步的方案,所述厌氧发酵为变温方式发酵方法,首先将温度调节在30-34℃,该温度使厌氧微生物苏醒繁殖的最佳温度,使微生物大量繁殖,加快发酵时间;再将温度调节在40-44℃之间,该温度是厌氧微生物作用的最佳温度。在大量厌氧微生物的作用下使猪粪便迅速分解发酵。
作为本发明进一步的方案,所述脱硫预处理脱硫的有效菌群主要为氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌两种嗜酸好氧型细菌,经生物脱硫后的沼气中硫化氢的浓度小于100ppm。
作为本发明进一步的方案,所述发电方式为内燃机发电,通过沼气在燃烧缸内的燃烧推动发电机组旋转,旋转使线圈在磁场内对磁感线进行切割,从而产生电源,电源经过导线传输到增压器中,增压后并入到电网中。
一种养猪场猪粪便发酵产生沼气发电系统,包括养猪场、粪便收集池、猪粪便传送机、猪粪便干燥处理机、发酵装置、沼气存储气囊、发电装置;所述养猪场中产生的猪粪便收集在粪便收集池中,粪便收集池内的猪粪便通过猪粪便传送机向发酵装置运输,猪粪便干燥处理机设置在猪粪便传送机中间位置,发酵装置上端侧面通过管道与沼气存储气囊相连接,沼气存储气囊内的沼气通过管道输送到发电装置。
作为本发明进一步的方案,所述粪便收集池设置在养猪场外围,粪便收集池斜向设置。
作为本发明进一步的方案,所述猪粪便传送机是螺旋结构的管道传输机构,猪粪便传送机的直径为50mm,猪粪便传送机上端安装有电机。
作为本发明进一步的方案,所述猪粪便干燥处理机是太阳能加热与电阻加热相结合的方式,太阳能吸热板温控开关连接在电阻加热电源上,当太阳能产热低于50℃时,温控开关打开,电阻加热开启,当太阳能产热高于55℃时,温控开关关闭,由太阳能产热供给。
作为本发明进一步的方案,所述发酵装置是下方为锥形的结构,锥形结构的最下端设置有阀门,发酵装置5内设置有二级温控开关,二级温控开关接入到发酵装置5内壁上的发热机构,发酵完成后,将阀门打开,清理发酵过后剩下的沼渣和残渣,清理完全将阀门关闭,进行再一次发酵。
作为本发明进一步的方案,所述沼气存储气囊前端设置有脱硫处理腔,脱硫处理腔内设置有微生物过滤盘、连通的循环水箱和喷淋,发酵产生的沼气,先经过微生物的脱硫作用产生亚硫酸和硫酸,最后存储在存储罐中。
作为本发明进一步的方案,所述发电装置是一组内燃机式的发电机构,产生的电源进过增压器增压后,并入到电网中。
本发明的有益效果:
1、将物料预处理技术、厌氧发酵技术、生物脱硫技术、气囊式存储气法、发电增压电机组有机地组合应用于沼气工程中,有效地解决了以猪粪便为原料的沼气工程中的各项技术难题,实现了大型沼气工程的全年稳定运行。
2、气囊式存储气法使存储设备的生产成本大大降低,不需要大型的经过多层热处理的钢片,一个浅槽式的钢结构,上面与气囊密封,没有沼气时气囊收缩,需要存储沼气时,气囊撑大,根据不同的沼气量,气囊形成不同的大小。
3、发酵装置下单的锥形结构,将沼渣和其它杂质一同清理干净,不会残留杂质,对下一次的发酵不产生影响。
4、猪粪便干燥处理机对猪粪便进行预处理,将猪粪便中掺杂的有害微生物及细菌经过干燥和高温的处理将其杀死,不对后续的发酵微生物的作用产生不利影响。
5、本发明省去了粪便发酵前需要进行除砂作业,将各类分开的处理装置合并成一种装置,有效的节约了整个系统的设计安装成本,减少了土地的占用面积,提高经济效益。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本养猪场猪粪便发酵产生沼气发电方法方框原理图。
图2是养猪场猪粪便发酵产生沼气发电系统结构示意图。
附图说明:养猪场1、粪便收集池2、猪粪便传送机3、猪粪便干燥处理机4、发酵装置5、沼气存储气囊6、发电装置7。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示,本发明为一种养猪场猪粪便发酵产生沼气发电方法,将猪粪便收集到粪便收集池中,猪粪便大量堆积在传送机的下端,传送机通过电机驱动将猪粪便传送至发酵装置中,传送机在传送过程中进行干燥处理,温度控制在50-60℃,粪便中混合的液体首先通过传送机的斜度流向地面,再通过干燥处理,将水分蒸发,得到干燥的猪粪便,发酵装置为厌氧发酵装置(CSTR),发酵温度为二级温控,一级温度为30-34℃,二级温度为40-44℃;发酵产生的沼气进入带有脱硫预处理作用的储气囊中,脱硫预处理内为生物脱硫,脱硫后的沼气存储在储气囊中,沼气通过气管输送到发电装置,发电装置将电源并入到电网中。
所述干燥处理将猪粪便中混合的细菌和微生物进行高温杀死,并将猪猪粪便中的水分蒸发,得到干燥的猪粪便;干燥的猪粪便有利于微生物的降解发酵。
所述厌氧发酵为变温方式发酵方法,首先将温度调节在30-34℃,该温度使厌氧微生物苏醒繁殖的最佳温度,充分搅拌,使厌氧微生物大量繁殖,加快发酵时间;待厌氧微生物繁殖适当量时再将温度调节在40-44℃之间,该温度是厌氧微生物作用发酵的最佳温度;猪粪便在大量厌氧微生物的作用下使猪粪便迅速分解发酵,产生甲烷、氨、硫化氢等气体。
所述脱硫预处理脱硫的有效菌群主要为氧化亚铁硫杆菌和氧化硫、硫杆菌两种嗜酸好氧型细菌,经生物脱硫后的沼气中硫化氢的浓度小于100ppm,脱硫预处理将含硫的物质分解或者重新组合,然后通过液体将其吸收盛放在液体里面。
所述发电方式为内燃机发电,通过沼气在燃烧缸内的燃烧推动发电机组旋转,旋转使线圈在磁场内对磁感线进行切割,从而产生电源,电源经过导线传输到增压器中,增压后达到6300V或者10000V后并入到电网中。
请参阅图2所示,一种养猪场猪粪便发酵产生沼气发电系统,包括养猪场1、粪便收集池2、猪粪便传送机3、猪粪便干燥处理机4、发酵装置5、沼气存储气囊6、发电装置7;所述养猪场1中产生的猪粪便收集在粪便收集池2中,粪便收集池2内的猪粪便通过猪粪便传送机3向发酵装置5运输,猪粪便干燥处理机4设置在猪粪便传送机3中间位置,发酵装置5上端侧面通过管道与沼气存储气囊6相连接,沼气存储气囊6内的沼气通过管道输送到发电装置7。
所述粪便收集池2设置在养猪场1外围,粪便收集池2斜向设置,猪粪便通过清扫冲洗落入到粪便收集池2中,猪粪便混合物在重力作用下滑落到粪便收集池2的最下端位置。
所述猪粪便传送机3是螺旋结构的管道传输机构,猪粪便传送机3的直径为50mm,猪粪便传送机3上端安装有电机;电机驱动螺旋机构在管道内旋转,猪粪便传送机3最下端猪粪便在螺旋压力作用下被螺旋设置的叶片推向猪粪便传送机3的另一端,猪粪便在传送过程中由于重力作用,被猪粪便带入管道的混合液体会向下回流到粪便收集池2中。
所述猪粪便干燥处理机4是太阳能加热与电阻加热相结合的方式,太阳能吸热板温控开关连接在电阻加热电源上,当太阳能聚热板产热低于50℃时,温控开关打开,电流通过电阻加热开启,当太阳能聚热板产热高于55℃时,温控开关关闭,由太阳能聚热板产热供给。
所述发酵装置5是下方为锥形的结构,锥形结构的最下端设置有阀门,发酵装置5内设置有二级温控开关,二级温控开关接入到发酵装置5内壁上的发热机构;当干燥的猪粪便盛放到发酵装置5箱体中,放入一定数量的厌氧微生物,充分搅拌后将发酵装置5封闭,打开二级温控开关的第一档,使厌氧微生物迅速繁殖,达到一定数量后将二级温控开关调到二挡,使大量的厌氧微生物开始降解发酵猪粪便;猪粪便发酵完成后,先将沼气输送到沼气存储气囊6中,再将发酵装置5下端的阀门打开,清理发酵过后剩下的沼渣、残渣以及混在其中的大量砂粒,清理完毕后将阀门关闭,等待进行再一次发酵作业;该阀门的设计将沼气发酵后的残渣处理干净不会产生大量砂粒积存,影响后期发酵。
所述沼气存储气囊6前端设置有脱硫处理腔,脱硫处理腔内设置有微生物过滤盘、连通的循环水箱和喷淋,沼气存储是气囊式存储机构,发酵产生的沼气,先经过微生物的脱硫作用产生亚硫酸和硫酸,最后存储在存储罐6中。
所述发电装置7是一组内燃机式的发电机构,产生的电能进过增压器增压后,并入到国家电网中。
实施例1
一种养猪场猪粪便发酵产生沼气发电方法及其系统,包括养猪场1、粪便收集池2、猪粪便传送机3、猪粪便干燥处理机4、发酵装置5、沼气存储气囊6、发电装置7;
所述养猪场猪粪便发酵产生沼气发电系统,养猪场养猪5000头,日产猪粪便200吨,日产沼气30000m2,日可发电60000度,电能并入国家电网,另外本工程每年减少二氧化碳排放达80000m2的当量。
实施例2
一种养猪场猪粪便发酵产生沼气发电方法及其系统,包括养猪场1、粪便收集池2、猪粪便传送机3、猪粪便干燥处理机4、发酵装置5、沼气存储气囊6、发电装置7;
所述养猪场猪粪便发酵产生沼气发电系统,养猪场养猪3000头,日产猪粪便120吨,日产沼气18000m2,日可发电41000度,电能并入国家电网,另外本工程每年减少二氧化碳排放达60000m2的当量。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明,所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种养猪场猪粪便发酵产生沼气发电方法,其特征在于,将猪粪便收集到粪便收集池中,猪粪便大量堆积在传送机的下端,传送机通过电机驱动将猪粪便传送至发酵装置中,传送机在传送过程中进行干燥处理,温度控制在50-60℃,粪便中混合的液体首先通过传送机的斜度流向地面,再通过干燥处理,将水分蒸发,得到干燥的猪粪便,发酵装置为厌氧发酵装置,发酵温度为二级温控,一级温度为30-34℃,二级温度为40-44℃;所述发酵产生的沼气进入带有脱硫预处理作用的储气囊中,脱硫预处理内为生物脱硫,脱硫后的沼气存储在储气囊中,沼气通过管道输送到发电装置,发电装置将电能并入到电网中。
2.根据权利要求1所述的一种养猪场猪粪便发酵产生沼气发电方法,其特征在于,所述干燥处理将猪粪便中混合的细菌和微生物进行高温杀死,并将猪猪粪便中的水分蒸发,得到干燥的猪粪便。
3.根据权利要求1所述的一种养猪场猪粪便发酵产生沼气发电方法,其特征在于,所述厌氧发酵为变温方式发酵方法,首先将温度调节在30-34℃,该温度使厌氧微生物苏醒繁殖的最佳温度,使微生物大量繁殖,加快发酵时间;再将温度调节在40-44℃之间,该温度是厌氧微生物作用的最佳温度。在大量厌氧微生物的作用下使猪粪便迅速分解发酵。
4.根据权利要求1所述的一种养猪场猪粪便发酵产生沼气发电方法,其特征在于,所述脱硫预处理脱硫的有效菌群主要为氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌两种嗜酸好氧型细菌,经生物脱硫后的沼气中硫化氢的浓度小于100ppm。
5.一种养猪场猪粪便发酵产生沼气发电系统,包括养猪场、粪便收集池、猪粪便传送机、猪粪便干燥处理机、发酵装置、沼气存储气囊、发电装置,其特征在于,所述养猪场中产生的猪粪便收集在粪便收集池中,粪便收集池内的猪粪便通过猪粪便传送机向发酵装置运输,猪粪便干燥处理机设置在猪粪便传送机中间位置,发酵装置上端侧面通过管道与沼气存储气囊相连接,沼气存储气囊内的沼气通过管道输送到发电装置。
6.根据权利要求5所述的一种养猪场猪粪便发酵产生沼气发电系统,其特征在于,所述猪粪便传送机是螺旋结构的管道传输机构,猪粪便传送机的直径为50mm,猪粪便传送机上端安装有电机。
7.根据权利要求5所述的一种养猪场猪粪便发酵产生沼气发电系统,其特征在于,所述猪粪便干燥处理机是太阳能加热与电阻加热相结合的方式,太阳能吸热板温控开关连接在电阻加热电源上。
8.根据权利要求5所述的一种养猪场猪粪便发酵产生沼气发电系统,其特征在于,所述发酵装置是下方为锥形的结构,锥形结构的最下端设置有阀门,发酵装置5内设置有二级温控开关,二级温控开关接入到发酵装置5内壁上的发热机构。
9.根据权利要求5所述的一种养猪场猪粪便发酵产生沼气发电系统,其特征在于,所述沼气存储气囊前端设置有脱硫处理腔,脱硫处理腔内设置有微生物过滤盘、连通的循环水箱和喷淋,沼气存储是气囊式存储机构。
10.根据权利要求5所述的一种养猪场猪粪便发酵产生沼气发电系统,其特征在于,所述发电装置是一组内燃机式的发电机构,发电装置一端与沼气存储气囊通过管道连接,增压器设置在发电装置另一端。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181127 |
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