CN201865755U - 一种沼气发电系统 - Google Patents

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Abstract

一种沼气发电系统，包括发酵系统、脱硫系统和发电系统，所述发酵系统包括钢制的酸化罐和发酵罐，以及太阳能加热系统，所述酸化罐底部设置连通所述发酵罐的沼渣管，所述酸化罐位置高于所述发酵罐；所述太阳能加热系统包括吸收太阳能的吸热板以及被所述吸热板加热的热水管，所述热水管蛇形盘旋设置于所述发酵罐内。本实用新型的沼气发电系统为发酵罐设置太阳能加热系统和机械搅拌，提高并稳定了产气量，而且出料轻松、管理方便；由于酸化罐和发酵罐等均为钢制罐体，从设计、安装、使用、维护、原料供应和废料回收等方面均可以得到一条龙式的完善服务。

Description

一种沼气发电系统
技术领域
本实用新型属于发电技术领域，特别是涉及沼气发电系统。 
背景技术
沼气发电系统一般采用农作物或者生活垃圾等废弃物发酵产生沼气，然后通过沼气燃烧发电，一般分为三部分即主发酵部分、脱硫部分和沼气燃烧发电部分。 
对大型的沼气发电系统来说，主发酵部分尤为关键，它直接影响了产气量和产气率的高低水平，所以在大型的沼气工程中，都会通过一定的途径提高它的产气量。温度对产甲烷微生物来说是一个重要的参数，在一定的温度范围内产甲烷微生物的活性最为活跃，分解有机酸的能力强，单位物料内产生的甲烷的量增多。 
产生沼气之后就是脱硫过程，目前比较成熟的脱硫方法主要分为物理法脱硫技术，主要是利用活性炭为吸附质，使用活性炭吸附硫化氢。其次就是化学法脱硫技术，比较常用的为常温Fe2O3干式脱硫法和碱性液体湿式脱硫法，常温Fe2O3干式脱硫法，它是运用Fe2O3屑和木屑混合制成脱硫剂，以湿态填充于脱硫装置内。Fe2O3脱硫剂为条状多孔结构固体，对硫化氢能进行快速不可逆化学吸附，数秒内能将硫化氢脱除到1×10-6以下。碱性液体湿式脱硫法一般使用碱性液体来吸收硫化氢，沼气从脱硫塔底部进入塔中，与吸收剂逆流接触反应，然后从顶部排除。 
沼气发电系统三分在建，七分在管。填料比例不当、易损配件更换不及时、日常维护不好，都会影响到沼气池正常使用。传统的沼气池的使用周期长，挖坑、垒池、装料、产气约一个月时间，而且受环境温度的影响很大，一般在夏季产气量大，剩余大量沼气；冬季又因为环境温度低而产气不足，不能正常使用。很多人不懂沼气池的维护和保养，往往由于某一个小环节而影响产气、用气。如果出现漏气，就要清池，重新修补，给操作者带来很大的安全隐患。每年的大换料，无论自动还是人工出料，都要准备一个较大的出料储备场，沼渣流淌，臭气熏天。每天的流动进、出料方式，普遍存在生、熟料混杂，不能有效杀灭各种病原体又容易在生产“绿色产品”施肥时受到二次污染，使沼液、沼渣的综合利用受到很大影响。 
鉴于上述情况，有必要提供一种产气量稳定，脱硫充分，而且建设和维护均非常方便的沼气发电系统。 
实用新型内容
本实用新型的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种产气量稳定，脱硫充分，而且建设和维护均非常方便的沼气发电系统。 
本实用新型的目的通过以下技术措施实现。 
一种沼气发电系统，包括发酵系统、脱硫系统和发电系统，所述发酵系统包括钢制的酸化罐和发酵罐，以及太阳能加热系统，所述酸化罐底部设置连通所述发酵罐的沼渣管，所述酸化罐位置高于所述发酵罐；所述太阳能加热系统包括吸收太阳能的吸热板以及被所述吸热板加热的热水管，所述热水管蛇形盘旋设置于所述发酵罐内。 
优选的，所述发酵罐顶部安装有搅拌电机，所述发酵罐内设置有由所述搅拌电机带动的搅拌桨。 
另一优选的，所述发酵系统设置有沼渣罐和沼液罐，所述发酵罐底部设置有连通所述沼渣罐的沼渣管，所述发酵罐设置有连通所述沼液罐的沼液管。 
另一优选的，所述发酵系统设置有由软体塑料制成的储气袋，以及增压泵，所述储气袋通过管路分别与所述发酵罐和增压泵连通。 
另一优选的，所述脱硫系统设置有通过管路依次连通的生物脱硫塔、脱水塔和物理脱硫塔，所述储气袋与所述生物脱硫塔连通，所述生物脱硫塔内设置高密度聚乙烯填料和厌氧污泥与脱硫菌株脱硫剂，所述生物脱硫塔设置有抽取沼液的沼液泵。 
另一优选的，所述脱水塔内设置活性炭。 
另一优选的，所述物理脱硫塔内设置脱硫填料，所述脱硫填料包括竹炭和Fe2O3。 
另一优选的，所述发电系统设置有贮气罐和发电设备，所述贮气罐连通于所述物理脱硫塔和发电设备之间。 
本实用新型的沼气发电系统为发酵罐设置太阳能加热系统和机械搅拌，提高并稳定了产气量，而且出料轻松、管理方便；由于酸化罐和发酵罐等均为钢制罐体，从设计、安装、使用、维护、原料供应和废料回收等方面均可以得到一条龙式的完善服务；沼渣罐和沼液罐能够自行回收沼渣和沼液，密封严、无气味，无需特别管理，能够彻底杀菌，将沼渣沼液转化为绿色化肥；采用生物脱硫与物理脱硫结合的方法，脱硫更为彻底，并可避免化学脱硫剂成本高、操作复杂等缺点，具有脱硫效率高、使用寿命长并能降低成本等优点。 
附图说明
结合附图对本实用新型做进一步描述，但附图中的内容不构成对本实用新型的任何限制。 
图1是本实用新型的一个实施例的系统示意图。 
附图标记： 
发酵系统1，搅拌电机2，酸化罐3，发酵罐4，太阳能加热系统5，沼渣罐6，沼液罐7，增压泵8，储气袋9，脱硫系统10，生物脱硫塔11，脱水塔12，物理脱硫塔13，贮气罐14，发电设备15。
具体实施方式
结合以下实施例对本实用新型作进一步说明。 
本实用新型的沼气发电系统的一个实施例如图1所示，其包括发酵系统1、脱硫系统10和发电系统。所述发酵系统1包括钢制的酸化罐3和发酵罐4，以及太阳能加热系统5。所述酸化罐3底部设置连通所述发酵罐4的沼渣管，所述酸化罐3位置高于所述发酵罐4；所述太阳能加热系统5包括吸收太阳能的吸热板以及被所述吸热板加热的热水管，所述热水管蛇形盘旋设置于所述发酵罐4内。所述发酵罐4顶部安装有搅拌电机2，所述发酵罐4内设置由所述搅拌电机2带动的搅拌桨。 
采取两步厌氧的中温发酵，把产酸跟产沼气两个阶段分开在酸化罐3和发酵罐4进行，实现了草粪分离，太阳能加热系统5对发酵罐4的加热，以及搅拌电机2对发酵罐4的机械搅拌，能够提高产气量，并且出料轻松、管理方便。无论是环境温度高低，均可以保证出气量。利用厌氧菌自身发酵产热和秸秆化学反应产热和太阳能增温原理，最大程度减少外界环境温度的影响，使沼气发电系统适宜大批量生产、推广。酸化罐3和发酵罐4等设备无须挖坑，直接放置地面即可，因此安装和移动均非常方便。 
所述发酵罐4底部设置有连通所述沼渣罐6的沼渣管，所述发酵罐4设置有连通所述沼液罐7的沼液管。在沼渣罐6和沼液罐7中，沼渣沼液杀菌彻底，可作为生产绿色食品的“绿色化肥”。 
所述发酵系统1包括储气袋9和增压泵8，所述储气袋9通过管路分别与所述发酵罐4和增压泵8连通。所述储气袋9为软体塑料制成，外形为圆球形。储气袋9的作用是收集沼气，并可以根据沼气产量通过增压泵8调节沼气压力。 
所述脱硫系统10包括通过管路依次连通的生物脱硫塔11、脱水塔12和物理脱硫塔13，储气袋9连通生物脱硫塔11，所述生物脱硫塔11以高密度聚乙烯为填料，以厌氧污泥和脱硫菌株作为脱硫剂，所述生物脱硫塔11设置有抽取沼液的沼液泵，用于抽取沼液为生物脱硫塔11提供营养物质。所述脱水塔12内设置活性炭进行脱水。所述物理脱硫塔13内设置脱硫填料，所述脱硫填料包括竹炭和Fe2O3。 
由于沼气中的 H2S 对发电设备15有强烈的腐蚀作用，故采用生物脱硫与物理脱硫结合的方法，脱硫更为彻底，并可避免化学脱硫剂成本高、操作复杂等缺点，具有脱硫效率高、使用寿命长并能降低成本等优点。 
所述发电系统包括贮气罐14和发电设备15，所述贮气罐14连通于所述物理脱硫塔13和发电设备15之间。贮气罐14可调节沼气产气的不均衡，根据沼气产气峰值设计贮气罐14，确保发电设备15不会因为沼气产量不足，造成突然停机现象；或者因为产气过多而造成沼气浪费的现象。贮气罐14既起到收集储存沼气的作用，又起到缓冲作用。 
本实施例的使用方法。酸化罐3用铁架台架高，高度为3m左右。沼气原料投放到酸化罐3内进行酸化，当酸化2天后的沼渣和沼液在重力作用下流到发酵罐4里发酵产气，节省了沼渣沼液运输的动力。酸化罐3产生的少量沼气，引领到储气袋9里。发酵罐4设置的搅拌桨能有效防止结垢和有利于太阳能加系统5充分均匀地加热，大大提高了产气率。发酵罐4外表面采用泡沫材料加以保温。发酵产气后的沼气通过防腐蚀的塑料管输送到软体的储气袋9。利用增压泵8加压储气袋9，把沼气输送到生物脱硫塔11里，进行生物粗脱硫，生物脱硫塔11设置沼液泵，抽取沼液作为脱硫微生物的营养物质。经过粗脱硫后的沼气被输送到装有活性炭填料的脱水塔12里进行脱水，之后被输送到装有Fe2O3填料的物理脱硫塔13里进行精脱硫，使沼气的甲烷浓度达到发电设备15要求的浓度。经过净化后的沼气储存到贮气罐14里，最后把储存下来的沼气供发电设备15发电。 
最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。 

Claims (8)

1.一种沼气发电系统，包括发酵系统、脱硫系统和发电系统，其特征在于：所述发酵系统包括钢制的酸化罐和发酵罐，以及太阳能加热系统，所述酸化罐底部设置连通所述发酵罐的沼渣管，所述酸化罐位置高于所述发酵罐；所述太阳能加热系统包括吸收太阳能的吸热板以及被所述吸热板加热的热水管，所述热水管蛇形盘旋设置于所述发酵罐内。
2.根据权利要求1所述的沼气发电系统，其特征在于：所述发酵罐顶部安装有搅拌电机，所述发酵罐内设置有由所述搅拌电机带动的搅拌桨。
3.根据权利要求1所述的沼气发电系统，其特征在于：所述发酵系统设置有沼渣罐和沼液罐，所述发酵罐底部设置有连通所述沼渣罐的沼渣管，所述发酵罐设置有连通所述沼液罐的沼液管。
4.根据权利要求1所述的沼气发电系统，其特征在于：所述发酵系统设置有由软体塑料制成的储气袋，以及增压泵，所述储气袋通过管路分别与所述发酵罐和增压泵连通。
5.根据权利要求4所述的沼气发电系统，其特征在于：所述脱硫系统设置有通过管路依次连通的生物脱硫塔、脱水塔和物理脱硫塔，所述储气袋与所述生物脱硫塔连通，所述生物脱硫塔内设置高密度聚乙烯填料和厌氧污泥与脱硫菌株脱硫剂，所述生物脱硫塔设置有抽取沼液的沼液泵。
6.根据权利要求5所述的沼气发电系统，其特征在于：所述脱水塔内设置活性炭。
7.根据权利要求5所述的沼气发电系统，其特征在于：所述物理脱硫塔内设置脱硫填料，所述脱硫填料包括竹炭填料和Fe2O3填料。
8.根据权利要求5所述的沼气发电系统，其特征在于：所述发电系统设置有贮气罐和发电设备，所述贮气罐连通于所述物理脱硫塔和发电设备之间。
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