本實用新型涉及養(yǎng)殖及資源綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用豬糞就地實現(xiàn)熱電聯(lián)供的智能化養(yǎng)豬場。

背景技術(shù)：

環(huán)境污染和能源短缺是世界性的兩大主題，開發(fā)綠色的環(huán)境治理及可再生能源生產(chǎn)的技術(shù)已迫在眉睫。據(jù)統(tǒng)計，我國規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖每年產(chǎn)生的畜禽養(yǎng)殖廢棄物（糞便）達到約38億噸，若完全轉(zhuǎn)化成沼氣相當(dāng)于1.62億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，而其中僅有約15%配備了沼氣工程處理設(shè)備。畜禽糞便已成為農(nóng)業(yè)面源污染的主要源頭之一，大量的畜禽糞便未經(jīng)處理，擅自排放，嚴重的污染了生活環(huán)境及地下水源，糞污、臭氣的污染對農(nóng)業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展造成巨大威脅。然而，畜禽養(yǎng)殖廢棄物既會成為污染源，也可能成為優(yōu)質(zhì)的生物質(zhì)能。

現(xiàn)有技術(shù)中，生物質(zhì)制沼氣已普及多年。為了有效利用畜禽養(yǎng)殖中產(chǎn)生的畜禽糞便，一些地區(qū)開始利用畜禽糞便制造沼氣。沼氣是有機物質(zhì)在厭氧條件下，經(jīng)過微生物的發(fā)酵作用而生成的一種可燃氣體。但是，現(xiàn)有的養(yǎng)豬場處理糞便的方法，存在的主要問題是：（1）畜禽糞便沒有充分利用好、轉(zhuǎn)化好，畜禽糞便的處理方法單一，沒有綜合處理，處理效率低，而且設(shè)備占地面積大、運行、維護成本高，影響大規(guī)模推廣使用；（2）目前養(yǎng)豬場主要依靠外部電站的高壓集中式發(fā)電為養(yǎng)殖用的制暖、制冷、照明、沖洗和通信等設(shè)備供電，無法為交通不便的偏遠地區(qū)供電，從而限制了養(yǎng)殖場地的選擇，而且養(yǎng)殖場主要依靠人工操作，智能化程度低，造成養(yǎng)殖效率低下，控制成本高，不利于農(nóng)村養(yǎng)殖業(yè)的規(guī)?；彤a(chǎn)業(yè)化發(fā)展；（3）現(xiàn)有的畜禽廢棄物的處理、沼氣發(fā)酵以及利用沼氣發(fā)電或燃燒供熱相互分離，畜禽糞便需要遠距離運輸至沼氣發(fā)酵廠、然后再將產(chǎn)生的沼氣存儲和運輸至發(fā)電廠或農(nóng)戶燃燒使用，資源利用和轉(zhuǎn)化效率低，特別是沼氣在儲存運輸和有效利用上存在以下問題：一方面，沼氣含有硫化氫、一氧化碳等有毒氣體，還含有多種雜氣、臭氣，易燃燒爆炸；另一方面，目前人們對沼氣的利用主要是通過直接使其燃燒的方式獲得能量，如利用沼氣做飯、制暖、照明等，這種方式的能源利用率較低；此外，現(xiàn)有技術(shù)也有利用沼氣進行發(fā)電，但現(xiàn)有的沼氣發(fā)電系統(tǒng)是通過沼氣燃燒的方式進行熱能發(fā)電，即先從熱能轉(zhuǎn)化為機械能，再從機械能轉(zhuǎn)化為電能，二次轉(zhuǎn)化效率過低，故未能得到廣泛應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在上述技術(shù)問題，本實用新型的目的在于提供一種利用豬糞就地實現(xiàn)熱電聯(lián)供的智能化養(yǎng)豬場，該智能化養(yǎng)豬場利用自身的養(yǎng)豬廢棄物轉(zhuǎn)化為甲醇作為產(chǎn)生電能和熱能的原料，就地實現(xiàn)生物質(zhì)與熱能和電能的高效轉(zhuǎn)化和利用以及自動化控制，而且將產(chǎn)生的沼氣直接轉(zhuǎn)化為甲醇不需要存儲、運輸和燃燒，具有安全、節(jié)能和環(huán)保的優(yōu)點。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供以下技術(shù)方案：

提供利用豬糞就地實現(xiàn)熱電聯(lián)供的智能化養(yǎng)豬場，包括養(yǎng)豬房，養(yǎng)豬房內(nèi)間隔設(shè)置有多個豬圈，每個豬圈內(nèi)設(shè)置有糞便污水收集池，養(yǎng)豬房地下鋪設(shè)有污水管道，糞便污水收集池的排水口與污水管道連通；養(yǎng)豬房內(nèi)設(shè)置有供暖裝置、制冷裝置、沖洗裝置、通風(fēng)裝置和照明裝置；在養(yǎng)豬房外的區(qū)域就近設(shè)置糞便調(diào)配池、污水沉淀池、第一沼氣發(fā)酵池、第二沼氣發(fā)酵池、甲烷提取裝置、甲醇溶液合成裝置、沼液沼渣處理裝置、甲醇水制氫重整器、燃料電池和控制裝置，所述沖洗裝置包括冷水管路和熱水管路，所述熱水管路上設(shè)置有第一換熱器，所述甲醇水制氫重整器包括重整室、分離室以及為重整室提供重整制氫反應(yīng)所需溫度的電加熱器，所述控制裝置包括控制器和用于向外輸出電能的電力輸出端口，其中：

糞便污水收集池內(nèi)的糞便集中輸送至糞便調(diào)配池，糞便污水收集池內(nèi)的尿液和沖洗水等污水通過污水管道輸送至污水沉淀池，所述污水沉淀池的濃液出口與所述糞便調(diào)配池連通，所述污水沉淀池的清液出口與第一沼氣發(fā)酵池連通，所述糞便調(diào)配池通過第一輸送泵與所述第二沼氣發(fā)酵池連通，所述第一沼氣發(fā)酵池和第二沼氣發(fā)酵池的沼氣出口通過第一管道依次與甲烷提取裝置、甲醇溶液合成裝置連通，所述甲醇溶液合成裝置的出液口通過第二輸送泵與所述甲醇水制氫重整器連接；由所述甲醇溶液合成裝置制備的甲醇水溶液在所述甲醇水制氫重整器內(nèi)經(jīng)發(fā)生甲醇和水的重整制氫反應(yīng)，制得以二氧化碳和氫氣為主的混合氣體，該混合氣體經(jīng)分離室分離出氫氣和高溫余氣，該氫氣輸送至燃料電池產(chǎn)生電能，該電能通過電力輸出端口為所述第一輸送泵、第二輸送泵、制冷裝置、沖洗裝置、照明裝置、通風(fēng)裝置、電加熱器以及其他用電設(shè)備供電；

由所述分離室分離出的高溫余氣的溫度為300~600℃，所述高溫余氣收集至高溫余氣收集裝置，所述高溫余氣收集裝置通過第一加熱管路與所述供暖裝置連接，所述高溫余氣收集裝置通過第二加熱管路與所述第一沼氣發(fā)酵池和第二沼氣發(fā)酵池連接；高溫余氣通過所述第一換熱器與所述熱水管路內(nèi)的沖洗水進行熱交換；所述第一加熱管路、第二加熱管路和所述熱水管路均設(shè)置有調(diào)節(jié)閥和第一溫度傳感器，所述調(diào)節(jié)閥和第一溫度傳感器分別與所述控制器電連接。

其中，所述甲醇提取裝置包括依次連接的第一固液分離器、脫硫塔、二氧化碳吸收塔和氨氣吸收塔，所述第一沼氣發(fā)酵池和第二沼氣發(fā)酵池的沼氣出口分別與所述第一固液分離器的進氣口連通，所述氨氣吸收塔的出氣口與所述甲醇溶液合成裝置連通。

其中，所述甲醇溶液合成裝置包括依次連接的壓縮機、甲醇合成塔、氣液分離器和甲醇水溶液存儲器，由所述氨氣吸收塔的出氣口輸出的甲烷氣體以及氧氣分別通過第二管道與壓縮機的進氣口連通，所述氣液分離器的出液口與所述甲醇水溶液存儲器連接，所述氣液分離器的出氣口通過循環(huán)管路與壓縮機的進氣口連通；所述第一管道、第二管道和循環(huán)管路均設(shè)置有氣體流量控制閥，所述氣體流量控制閥與所述控制器電連接。

其中，所述甲醇合成塔設(shè)置有第三加熱管路，所述第三加熱管路與所述高溫余氣收集裝置連接，所述第三加熱管路上設(shè)置有調(diào)節(jié)閥，所述甲醇合成塔設(shè)置有第二溫度傳感器和壓力傳感器，所述調(diào)節(jié)閥、所述第二溫度傳感器和所述壓力傳感器分別與所述控制器電連接。

其中，所述甲醇水溶液存儲器和所述甲醇水重整器之間輸送管路上設(shè)置有第二換熱器，低溫的甲醇水溶液與分離室分離出的高溫氫氣經(jīng)所述第二換熱器進行熱交換。

其中，還包括沼液沼渣處理裝置，所述第一沼氣發(fā)酵池和第二沼氣發(fā)酵池的沼液沼渣出口分別與所述沼液沼渣處理裝置的進料口連接，所述沼液沼渣處理裝置的清液出口通過清液總管分別與所述冷水管路和熱水管路連接。

其中，所述清液總管設(shè)置有用于對冷水管路和熱水管路進行切換的換向閥，高溫余氣通向所述第一換熱器的管路上設(shè)置有調(diào)節(jié)閥和第三溫度傳感器，所述調(diào)節(jié)閥和第三溫度傳感器分別與所述控制器電連接。

其中，所述通風(fēng)裝置包括鼓風(fēng)機和排風(fēng)機，所述養(yǎng)豬房的四周墻體開設(shè)有進風(fēng)口，所述養(yǎng)豬房的頂部開設(shè)有排風(fēng)口，所述進風(fēng)口通過進風(fēng)管與所述鼓風(fēng)機連接，所述進風(fēng)口通過進風(fēng)管與所述鼓風(fēng)機連接，所述鼓風(fēng)機和所述排風(fēng)機分別與所述控制器電連接。

其中，所述第一沼氣發(fā)酵池和第二沼氣發(fā)酵池的池壁和或池底設(shè)置有用于通入加熱介質(zhì)的夾層，所述加熱介質(zhì)為高溫余氣，所述夾層的進氣口通過所述第二加熱管路與所述高溫余氣收集裝置連接，所述第一沼氣發(fā)酵池和第二沼氣發(fā)酵池內(nèi)設(shè)置有第四溫度傳感器，所述第四溫度傳感器與所述控制器電連接。

其中，所述甲醇水制氫重整器設(shè)置有啟動裝置，所述啟動裝置在甲醇水制氫重整器啟動過程中，為所述第二輸送泵和電加熱器供電。

本實用新型的有益效果：

發(fā)明的利用豬糞就地實現(xiàn)熱電聯(lián)供的智能化養(yǎng)豬場，利用養(yǎng)豬過程產(chǎn)生的大量糞便和污水（主要包括尿液和沖洗水），分別進行沼氣發(fā)酵，二者產(chǎn)生的沼氣先經(jīng)過甲烷提取裝置提取出甲烷，然后甲烷經(jīng)甲醇溶液合成裝置制備甲醇水溶液，該甲醇水溶液作為甲醇水重整制氫反應(yīng)的原料，制得氫氣和高溫余氣，其中的氫氣再輸送至燃料電池產(chǎn)生電能，該電能為整個系統(tǒng)的所有用電設(shè)備供電，其中的高溫余氣的溫度高達300~600℃，這部分高品質(zhì)的熱能為養(yǎng)豬場的供暖裝置、沼氣發(fā)酵池、甲醇合成反應(yīng)、沖洗裝置用熱水直接提供加熱所需的溫度，并通過加熱管路設(shè)置調(diào)節(jié)閥、溫度傳感器以及控制器實現(xiàn)對各個用電設(shè)備和加熱溫度的智能化控制，從而形成一個循環(huán)的生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)的智能化養(yǎng)豬場。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點：

（1）本實用新型就地實現(xiàn)養(yǎng)豬廢棄物-沼氣-甲醇-電能的高效轉(zhuǎn)化和利用，轉(zhuǎn)化的電能可以自給自足，無需外來供電，而且該系統(tǒng)輸出的電能為直流電，無需轉(zhuǎn)換即可直接供直流電器使用，相比目前的直流高壓集中式發(fā)電的方式，具有隨用隨發(fā)、易于分布安裝、成本低的特點，不受場地的限制，更加適合農(nóng)村養(yǎng)殖業(yè)；

（2）本實用新型利用沼氣發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣作為中間產(chǎn)物制備甲醇，很好地解決了沼氣存儲和運輸?shù)膯栴}，同時甲醇又作為甲醇水重整制氫反應(yīng)的原料，反應(yīng)過程本身產(chǎn)生大量高品質(zhì)的熱能，這部分熱能得到充分的利用，可直接供供暖裝置、沖洗熱水、沼氣發(fā)酵加熱所需的溫度，大大降低了能耗；根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)養(yǎng)豬廢棄物的產(chǎn)量、轉(zhuǎn)化為甲醇的量、各加熱模塊所需的溫度、各用電模塊的功率以及甲醇水重整制氫反應(yīng)中產(chǎn)生的熱能以及燃料電池輸出的電能進行能量恒算，從而將養(yǎng)豬廢棄物與熱能、電能關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的智能化控制，有利于畜禽養(yǎng)殖業(yè)規(guī)?；彤a(chǎn)業(yè)化的發(fā)展；

（3）本實用新型不需要通過燃燒沼氣發(fā)電，利用養(yǎng)豬廢棄物制造甲醇，然后再通過甲醇水重整制氫來發(fā)電和供電，反應(yīng)中只排放少量的二氧化碳，反應(yīng)過程中自身產(chǎn)生的熱能基本滿足各加熱模塊所需的熱能，沼氣發(fā)酵產(chǎn)生的沼液和沼渣用于制備農(nóng)業(yè)有機肥和中水回用，通過上述能源的轉(zhuǎn)化和綜合利用，使得節(jié)能和環(huán)保效果顯著。

附圖說明

圖1為本實用新型的利用豬糞就地實現(xiàn)熱電聯(lián)供的智能化養(yǎng)豬場的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實用新型的利用豬糞就地實現(xiàn)熱電聯(lián)供的智能化養(yǎng)豬場的甲烷提取裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實用新型的利用豬糞就地實現(xiàn)熱電聯(lián)供的智能化養(yǎng)豬場的甲醇溶液合成裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：

糞便調(diào)配池1、污水沉淀池2、第一沼氣發(fā)酵池3、第二沼氣發(fā)酵池4；

甲烷提取裝置5、第一固液分離器51、脫硫塔52、二氧化碳吸收塔53、氨氣吸收塔54；

甲醇溶液合成裝置6、壓縮機61、甲醇合成塔62、氣液分離器63、甲醇水溶液存儲器64；

沼液沼渣處理裝置7；

甲醇水制氫重整器8、重整室81、分離室82、電加熱器83；

燃料電池9；

第一加熱管路10、第二加熱管路20、第三加熱管路30、循環(huán)管路40、第一管道50、第二管道60、清液總管70；

第一輸送泵11、第二輸送泵12、高溫余氣收集裝置13、第一換熱器14、第二換熱器15、調(diào)節(jié)閥16、換向閥17、氣體流量控制閥18；

養(yǎng)豬房100、豬圈101、糞便污水收集池102、供暖裝置200、通風(fēng)裝置300、鼓風(fēng)機301、排風(fēng)機302、沖洗裝置400、冷水管路401、熱水管路402。

具體實施方式

以下結(jié)合具體實施例及附圖對本實用新型進行詳細說明。

利用豬糞就地實現(xiàn)熱電聯(lián)供的智能化養(yǎng)豬場，如圖1所示，包括養(yǎng)豬房100，養(yǎng)豬房100內(nèi)間隔設(shè)置有多個豬圈101，每個豬圈101內(nèi)設(shè)置有糞便污水收集池102，養(yǎng)豬房100地下鋪設(shè)有污水管道，糞便污水收集池102的排水口與污水管道連通；養(yǎng)豬房100內(nèi)設(shè)置有供暖裝置200、通風(fēng)裝置300、沖洗裝置400、照明裝置和制冷裝置，在養(yǎng)豬房100外的附近區(qū)域分別設(shè)置糞便調(diào)配池1、污水沉淀池2、第一沼氣發(fā)酵池3、第二沼氣發(fā)酵池4、甲烷提取裝置5、甲醇溶液合成裝置6、沼液沼渣處理裝置7、甲醇水制氫重整器8、燃料電池9和控制裝置，沖洗裝置400包括冷水管路401和熱水管路402，熱水管路402上設(shè)置有第一換熱器14，甲醇水制氫重整器8包括重整室81、分離室82以及為重整室81提供重整制氫反應(yīng)所需溫度的電加熱器83，控制裝置包括控制器和用于向外輸出電能的電力輸出端口，其中：

糞便污水收集池102內(nèi)主要含有糞便和污水（主要是尿液和沖洗水等）兩部分，其中糞便統(tǒng)一收集后輸送至糞便調(diào)配池1，尿液和沖洗水等污水通過管道輸送至污水沉淀池2，污水沉淀池2的濃液出口與糞便調(diào)配池1連通，污水沉淀池2的清液出口與第一沼氣發(fā)酵池3連通，糞便調(diào)配池1通過第一輸送泵11與第二沼氣發(fā)酵池4連通，第一沼氣發(fā)酵池3和第二沼氣發(fā)酵池4的沼液沼渣出口與沼液沼渣處理裝置7連接，第一沼氣發(fā)酵池3和第二沼氣發(fā)酵池4的沼氣出口通過第一管道50依次與甲烷提取裝置5、甲醇溶液合成裝置6連通，甲醇溶液合成裝置6的出液口通過第二輸送泵12與甲醇水制氫重整器8連接。該過程中經(jīng)污水沉淀池2沉淀處理后的污水清液進入第一沼氣發(fā)酵池3進行沼氣發(fā)酵，而污水沉淀池2底部的濃液與糞便調(diào)配池1的糞便一同進入第二沼氣發(fā)酵池4進行沼氣發(fā)酵，由于糞便和污水的主要成分、含水量不同，將兩者分開進行厭氧發(fā)酵，可以提高沼氣的產(chǎn)率。第一沼氣發(fā)酵池3和第二沼氣發(fā)酵池4產(chǎn)生的沼氣先經(jīng)過甲烷提取裝置5提取出甲烷，然后獲得的甲烷再進入甲醇溶液合成裝置6制備甲醇。

上述由甲醇溶液合成裝置6制備的甲醇和水溶液又作為制氫和發(fā)電的原料，在甲醇水制氫重整器8內(nèi)經(jīng)催化反應(yīng)發(fā)生甲醇和水的重整制氫反應(yīng)（甲醇水重整制氫反應(yīng)為現(xiàn)有技術(shù)，本實施例中不再詳細說明），制得以二氧化碳和氫氣為主的混合氣體，該混合氣體經(jīng)分離室82分離出氫氣和高溫余氣，該氫氣輸送至燃料電池9產(chǎn)生電能，該電能通過電力輸出端口為第一輸送泵11、第二輸送泵12、制冷裝置、沖洗裝置400、照明裝置、通風(fēng)裝置300、電加熱器83以及系統(tǒng)中的其他用電設(shè)備供電，從而就地實現(xiàn)養(yǎng)豬廢棄物-沼氣-甲醇-電能的高效轉(zhuǎn)化和利用，自給自足，無需外來供電。而且該系統(tǒng)輸出的電能為直流電，直接供直流電器使用，也無需變壓器模塊及后續(xù)的整流模塊等，相比目前的直流高壓集中式發(fā)電的方式，具有隨用隨發(fā)、易于分布安裝的特點，更加適合農(nóng)村養(yǎng)殖業(yè)。第一輸送泵11和第二輸送泵12與控制器電連接，可實現(xiàn)供電的自動化控制。

同時，由甲醇水制氫重整器8的分離室82分離出的高溫余氣的溫度為300~600℃，高溫余氣收集至高溫余氣收集裝置13，高溫余氣收集裝置13通過第一加熱管路10與供暖裝置200連接，高溫余氣收集裝置13通過第二加熱管路20與第一沼氣發(fā)酵池3和第二沼氣發(fā)酵池4連接，高溫余氣還通過第一換熱器14與熱水管路402中的沖洗水進行熱交換，由此高溫余氣產(chǎn)生的高品質(zhì)熱能直接可以為沼氣發(fā)酵以及供暖裝置200、沼氣發(fā)酵池、沖洗裝置400用熱水提供加熱所需的溫度，其充分利用了甲醇水在重整制氫反應(yīng)產(chǎn)生的熱能，大大降低了養(yǎng)殖過程中加熱所需的能耗，具有節(jié)能的作用。第一加熱管路10、第二加熱管路20以及熱水管路402均設(shè)置有調(diào)節(jié)閥16和第一溫度傳感器，調(diào)節(jié)閥16和第一溫度傳感器分別與控制器電連接，本實用新型可實現(xiàn)對供暖裝置200和、沼氣發(fā)酵池、沖洗裝置400加熱溫度的自動化控制。進一步還可以根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)養(yǎng)豬廢棄物的產(chǎn)量、轉(zhuǎn)化為甲醇的量、各加熱模塊所需的溫度、各用電模塊的功率以及甲醇水重整制氫反應(yīng)中產(chǎn)生的熱能以及燃料電池輸出的電能進行能量恒算，從而將養(yǎng)豬廢棄物與熱能、電能關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)整個養(yǎng)殖場的熱、電智能化控制，使能源得到高效地轉(zhuǎn)化和利用，有利于養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；彤a(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

具體的，第一沼氣發(fā)酵池3和第二沼氣發(fā)酵池4的池壁和或池底設(shè)置有用于通入加熱介質(zhì)的夾層，加熱介質(zhì)為高溫余氣，夾層的進氣口通過第二加熱管路20與高溫余氣收集裝置13連接，利用高溫余氣對沼氣發(fā)酵池加熱提供厭氧發(fā)酵所需的溫度。第一沼氣發(fā)酵池3和第二沼氣發(fā)酵池4內(nèi)設(shè)置有第四溫度傳感器，第四溫度傳感器與控制器電連接，以便于對溫度的檢測和調(diào)控。

本實施例中，如圖2所示，甲烷提取裝置5包括依次連接的第一固液分離器51、脫硫塔52、二氧化碳吸收塔53和氨氣吸收塔54，第一沼氣發(fā)酵池3和第二沼氣發(fā)酵池4的沼氣出口分別與第一固液分離器51的進氣口連通，氨氣吸收塔54的出氣口與甲醇溶液合成裝置6連通。由于厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣為含有甲烷、硫化物和二氧化碳等的混合物，先經(jīng)過第一固液分離器51除去固體雜質(zhì)，然后依次經(jīng)過脫硫塔52除去硫化物、經(jīng)過二氧化碳吸收塔53除去二氧化碳、經(jīng)過氨氣吸收塔54除去氨氣后獲得純度較高的甲烷氣體，再輸送至甲醇溶液合成裝置6制備甲醇水溶液。

本實施例中，如圖3所示，甲醇溶液合成裝置6包括依次連接的壓縮機61、甲醇合成塔62、氣液分離器63和甲醇水溶液存儲器64，由氨氣吸收塔54的出氣口輸出的甲烷氣體以及氧氣分別通過第二管道60與壓縮機61的進氣口連通，氣液分離器63的出液口與甲醇水溶液存儲器64連接，氣液分離器63的出氣口通過循環(huán)管路40與壓縮機61的進氣口連通。上述過程中，甲烷氣體和外供氧氣（如氧氣瓶提供氧氣）經(jīng)過壓縮機61加壓后輸送至甲醇合成塔62內(nèi)氧化反應(yīng)生成甲醇，其中甲烷和氧氣按8~9:1~2 的體積比混合，在150~220℃和80~125 個大氣壓的條件下，反應(yīng)制得甲醇，反應(yīng)式是：2CH4＋O2=2CH3OH。甲醇合成塔62內(nèi)生成的甲醇以及未反應(yīng)的甲烷等剩余氣體經(jīng)過氣液分離器63冷凝分離后獲得的甲醇溶液存儲于甲醇水溶液存儲器64，分離后的剩余氣體再通過循環(huán)管路40返回至壓縮機61進氣口，再進入甲醇合成塔62反應(yīng)制甲醇。第一管道50、第二管道60和循環(huán)管路40均設(shè)置有氣體流量控制閥18，氣體流量控制閥18與控制器電連接，通過氣體流量控制閥18實現(xiàn)各管路中氣體流量的自動化控制，壓縮機61由系統(tǒng)電力輸出端口供電。

甲醇合成塔62設(shè)置有第三加熱管路30，第三加熱管路30與高溫余氣收集裝置13連接，即通過本系統(tǒng)自身產(chǎn)生的熱能為甲醇合成塔62提供反應(yīng)所需的溫度，第三加熱管路30上設(shè)置有調(diào)節(jié)閥16，甲醇合成塔62內(nèi)設(shè)置有第二溫度傳感器和壓力傳感器，該調(diào)節(jié)閥16、第二溫度傳感器和壓力傳感器分別與控制器電連接，從而實現(xiàn)對甲醇合成塔62內(nèi)反應(yīng)溫度和壓力的自動化控制。

本實施例中，第一沼氣發(fā)酵池3和第二沼氣發(fā)酵池4發(fā)酵后的沼液和沼渣經(jīng)過沼液沼渣處理裝置7處理后的清液，輸送至沖洗裝置400，可作為沖洗用水回用。具體的，第一沼氣發(fā)酵池3和第二沼氣發(fā)酵池4的沼液沼渣出口分別與沼液沼渣處理裝置7的進料口連接，沼液沼渣處理裝置7的清液出口通過清液總管70分別與冷水管路401和熱水管路402連接。清液總管70設(shè)置有用于在冷水管路401和熱水管路402之間進行切換的換向閥17，根據(jù)需要選擇沖洗用的熱水或冷水。高溫余氣通向第一換熱器14的管路上設(shè)置有調(diào)節(jié)閥16和第三溫度傳感器，調(diào)節(jié)閥16和第三溫度傳感器分別與控制器電連接，以實現(xiàn)加熱溫度的自動化控制。經(jīng)沼渣處理裝置7處理后的濃液和沼渣進一步制備農(nóng)業(yè)有機肥使用。由此，本發(fā)的沼液和沼渣也可以變廢為寶，既避免了對沼氣發(fā)酵廢棄物的填埋或燃燒處理工序，降低環(huán)境污染，又可以降低農(nóng)業(yè)化肥的使用量，有利于生態(tài)有機農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

本實施例中，通風(fēng)裝置300包括鼓風(fēng)機301和排風(fēng)機302，養(yǎng)豬房100的四周墻體開設(shè)有進風(fēng)口，養(yǎng)豬房100的頂部開設(shè)有排風(fēng)口，進風(fēng)口通過進風(fēng)管與鼓風(fēng)機301連接，排風(fēng)口通過排風(fēng)管與排風(fēng)機302連接，鼓風(fēng)機301和排風(fēng)機302由由系統(tǒng)電力輸出端口供電，鼓風(fēng)機301和排風(fēng)機302分別與控制器電連接，以實現(xiàn)自動化控制。

本實施例中，甲醇水溶液存儲器64和甲醇水制氫重整器8之間輸送管路上設(shè)置有第二換熱器15，低溫的甲醇水溶液與分離室82分離出的高溫氫氣經(jīng)第二換熱器15進行熱交換后，氫氣降溫后進入燃料電池9，甲醇水進一步被加熱，然后輸送至甲醇水制氫重整器8內(nèi)蒸發(fā)氣化。

本實施例中，甲醇水制氫重整器8設(shè)置有啟動裝置。首先，啟動裝置在甲醇水制氫重整器8啟動過程中，為第二輸送泵12和電加熱器83供電，以使甲醇水重整制氫反應(yīng)啟動，獲得的氫氣進入燃料電池9，燃料電池9工作產(chǎn)生電能后，再為整個系統(tǒng)的設(shè)備供電，甲醇水重整制氫反應(yīng)產(chǎn)生的高品質(zhì)熱能再為系統(tǒng)沼氣發(fā)酵、甲醇合成反應(yīng)、沖洗用水以及供暖裝置200等提供熱能，從而形成一個循環(huán)的生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)的一體化養(yǎng)殖系統(tǒng)。具體的，啟動裝置為蓄電池；或者為燃燒式啟動裝置，其通過燃燒甲醇為重整室81加熱；或者為貯氫瓶，該貯氫瓶可在甲醇水制氫重整器8啟動過程中，為燃料電池9輸入氫氣，使燃料電池9工作產(chǎn)生電能，進而為第二輸送泵12及電加熱器83供電。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對本實用新型保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型作了詳細地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實用新型的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。