CN1896218A - 太阳能集热在沼气发酵池中的应用装置 - Google Patents

太阳能集热在沼气发酵池中的应用装置 Download PDF

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袁铭鉴
袁静明
王卫东
刘永久
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袁铭鉴
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Abstract

公开了一种太阳能集热在沼气发酵池中的应用装置，它由太阳能集热装置(2)、储气罐(10)、温控器(4)、沼气池(11)等组成，太阳能集热装置(2)安放在沼气池(11)外，太阳能集热装置(2)的下方出水管经阀门与沼气池(11)内换热器(7)的入口端连接，换热器(7)的出口管经循环泵(5)和阀门与太阳能集热装置(2)的上方入水管连接。本发明将集热技术应用到沼气发酵池中，提高了沼气的发酵温度和产气量，使北方地区的沼气池即使在冬季也能够发酵产气，是一种沼气发酵完全，产气量高，并可在一年四季都正常使用沼气的太阳能集热在沼气发酵池中应用的新技术。

Description

太阳能集热在沼气发酵池中的应用装置
应用领域
本发明涉及一种主要应用于我国北方广大农村、大中型规模化畜禽养殖场、有机物生产企业、农村的秸秆、垃圾、粪便的沼气发酵工程中的太阳能集热在沼气发酵池中的应用装置。
背景技术
沼气与太阳能技术在我国早已被广泛应用，但是太阳能集热技术在沼气发酵池中的应用，目前尚未报道和应用。
众所周知，发酵温度是影响沼气产气率的关键因素，它直接影响到原材料的消化速度和产气率。沼气发酵的温度范围较大，甲烷菌可以活动的温度范围是4℃--72℃。温度越高，发酵原料的发酵速度越快，产气率越高。我国长江以北大部分地区的地埋式沼气池，在冬季大都不能正常使用，其主要原因是由于冬季地温温度过低，达不到沼气的正常发酵温度。使得沼气池内的厌氧菌处于休眠状态而基本停止发酵。农户大多采用诸如池面覆盖等保温措施，但效果不好，没有从根本上解决问题。据统计，有90％左右的的沼气池在冬季不能正常使用。
发明内容
本发明的目的就是将太阳能集热技术应用到沼气池的发酵中，提供一种沼气发酵完全，产气量高，并可在一年四季都正常使用沼气的太阳能集热在沼气发酵池中应用的新装置。
本发明是这样实现的，它是由太阳能集热装置、管道、阀门、储水箱、温控器、换热器；测温装置、沼液泵、沼气储气罐、沼气发酵池组成；沼气发酵池设有进料口和排渣口；装有进水阀的进水管与储水箱的进水口连接，储水箱的出水口通过管道、阀门与太阳能集热装置连接，太阳能集热装置安放在沼气池外，太阳能集热装置的下方出水管经阀门与沼气池内换热器的入口端连接，换热器的出口管经循环泵和阀门与太阳能集热装置的上方入水管连接；沼气储气罐通过带有阀门的管道连通到沼气发酵池内；沼液泵设在换热器的下方；由太阳能集热装置的测温装置与沼气发酵池内测温装置测得的温度信号共同送到温控器；温控器给出的信号控制循环泵的起动与停机。
采用本发明的优点：提高沼气池内的的发酵温度和产气量，在冬季可使沼气发酵池内的温度升温、保温在20℃-40℃。从而使北方地区90％的沼气池能正常使用。通过测温与控器装置，自动监测和控制循环泵的起动与停机，使沼气发酵池内的温度控制在35℃±2℃左右(35℃是厌氧菌的最佳发酵温度)。设在沼气发酵池中的沼液泵，对沼气池内的沼液不定时的进行搅拌，以防发酵料液面结壳影响产气量，一般设置为每周搅拌两次。沼气储气罐确保了用户能长期稳定的使用沼气。
附图说明
图1为本发明连接示意图；
图2为图1中循环泵的主回路；
图3为图1中循环泵的控制回路。
具体实施方式
由太阳能集热装置2、储气罐10、温控器4、沼气发酵池11等组成的太阳能集热在沼气发酵池中的应用装置；太阳能集热装置2安放在沼气池11外，装有进水阀1的进水管与储水箱3的进水口连接，储水箱3的出水口通过管道、阀门与太阳能集热装置2连接，太阳能集热装置2的下方出水管经阀门与沼气池内换热器7的入口端连接，换热器7的出口管经循环泵5和阀门与太阳能集热装置2的上方入水管连接；沼气储气罐10通过带有阀门的管道连通到沼气发酵池11内；沼液泵9设在换热器的下方；由太阳能集热装置2的测温装置8与沼气发酵池11内测温装置6测得的温度信号共同送到温控器4；温控器4给出的信号控制循环泵5的起动与停机。
如图1所示，进水阀1可以给太阳能集热装置2提供足够的吸热工质。本发明的吸热工质为普通清水，通过储水箱3与太阳能集热装置2联通，该太阳能集热装置2为聚光式太阳能集热列阵，采光面积约8平方米。可满足20立方米沼气发酵池换热。储水箱3可为系统储备足够的用水，夏季沼气发酵不需加热时，储水箱3可供出生活热水。温控器4接收沼气发酵池11测温装置6、太阳能集热装置2测温装置8两个温度信号，综合分析后，给出信号控制循环泵5的起动与停机。换热器7设在沼气发酵池11的中下部，换热面积2平方米，由于系统采用动力循环，因此其换热方式为对流换热，具有较高的换热效率。换热片的外形尺寸以能够较宽松的出入沼气池11的上部开口为宜，以便于维修。沼液泵9每周启动两次，每次工作15分钟，起到搅拌沼液，调节沼温，提高发酵率和产气量的目的。储气罐10通过管道通入沼气发酵池11内。
如图2、图3所示，为本发明自动控制原理图，WJ1为沼气发酵池11测温装置6，当池温低于38℃时发出信号，触点J1闭合。WJ2为太阳能集热装置2测温装置8，当集热温度高于40℃时，触点J2闭合。当两个触点J1、J2同时闭合时J3得电吸合，循环泵5启动，太阳能集热装置2中的高温水经换热器7与低温沼液换热，从而为沼气发酵池11提供热能量。当沼气发酵池11温度偏高或太阳能集热装置2温度偏低时，J1、J2不同时闭合，J3不得电，循环泵5不启动。
综上所述，本发明将集热技术应用到沼气发酵池中，提高了沼气的发酵温度和产气量，使北方地区的沼气池即使在冬季也能够发酵产气，是一种沼气发酵完全，产气量高，并可在一年四季都正常使用沼气的太阳能集热在沼气发酵池中应用的新技术。

Claims (1)

1、一种太阳能集热在沼气发酵池中的应用装置，它是由太阳能集热装置(2)、管道、阀门、储水箱(3)、温控器(4)、换热器(7)、测温装置(8)、沼液泵(9)、沼气储气罐(10)、沼气发酵池(11)组成，沼气发酵池(11)设有进料口和排渣口；装有进水阀(1)的进水管与储水箱(3)的进水口连接，储水箱(3)的出水口通过管道、阀门与太阳能集热装置(2)连接，其特征在于：太阳能集热装置(2)安放在沼气池(11)外，太阳能集热装置(2)的下方出水管经阀门与沼气池(11)内换热器(7)的入口端连接，换热器(7)的出口管经循环泵(5)和阀门与太阳能集热装置(2)的上方入水管连接；沼气储气罐(10)通过带有阀门的管道连通到沼气发酵池(11)内；沼液泵(9)设在换热器(7)的下方；由太阳能集热装置(2)的测温装置(8)与沼气发酵池(11)内测温装置(6)测得的温度信号共同送到温控器(4)，温控器(4)给出的信号控制循环泵(5)的起动与停机。
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