專利名稱：太陽能加熱的全年連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)沼氣系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能加熱的全年連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)沼氣系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
沼氣是一種優(yōu)質(zhì)、高效、綠色、環(huán)保的燃料，替代傳統(tǒng)能源的前景非常廣闊。沼氣除直接燃燒用于炊事、烘干農(nóng)副產(chǎn)品、供暖、照明和氣焊等外，還可作為內(nèi)燃機(jī)的燃料以及生 產(chǎn)甲醇、福爾馬林、四氯化碳等化工原料。經(jīng)沼氣裝置發(fā)酵后排出的料液和沉渣，含有較豐 富的營養(yǎng)物質(zhì)，可用作肥料和飼料。我國農(nóng)村戶用沼氣池的推廣利用已經(jīng)有很長的時(shí)間。其中，農(nóng)村戶用水壓式沼氣 池是推廣數(shù)量最多的池型，具有結(jié)構(gòu)合理，受力均勻，整體強(qiáng)度好，施工方便，省工省料等優(yōu) 點(diǎn)。然而，由于農(nóng)村戶用沼氣池多采用常溫發(fā)酵，受時(shí)間、季節(jié)、氣候、晝夜溫差等因素影響 比較大，產(chǎn)氣量很不穩(wěn)定，尤其是冬季，基本不產(chǎn)氣。再加上我國北方地區(qū)冬季漫長且氣溫 普遍低于o°c，因此沼氣技術(shù)在我國北方地區(qū)的推廣遭受了嚴(yán)重挫折。為了解決這些問題，眾多專家學(xué)者和技術(shù)人員想出了很多辦法。中國實(shí)用新型專利“新型太陽能沼氣發(fā)生裝置”(申請?zhí)?00620001398. 1 ；公告 號CN2921026)設(shè)計(jì)了一種新型太陽能沼氣發(fā)生裝置，其太陽能集熱器水箱通過水泵與換 熱器連接，再以管路返回連接于水箱。換熱器置于沼氣池內(nèi)，沼氣池裝有溫度傳感器，集熱 器水箱連接水位水溫傳感器。水泵，溫度傳感器都與溫控儀連接。溫控儀主要控制水泵的 開啟或停止，如果溫度傳感器的感應(yīng)溫度低于設(shè)定值35°C時(shí)，控制器就控制水泵的自動開 啟。水箱的熱水經(jīng)過換熱器換熱以后，又返回水箱，自動循環(huán)。中國發(fā)明專利“新型高效太陽能沼氣發(fā)生器”(申請?zhí)?00610008462. 3 ；公開號 CN1840649)設(shè)計(jì)了一種新型高效太陽能沼氣發(fā)生器，該發(fā)明設(shè)置有太陽能集蓄熱室、密封 進(jìn)料口、發(fā)酵反應(yīng)室、料液循環(huán)攪動系統(tǒng)、儲氣供氣系統(tǒng)、出料水壓室、有壓拍門出料口和出 料池。該發(fā)明的工作原理當(dāng)太陽能集熱儲蓄熱室捕獲太陽熱能后，通過吸熱管將熱能輸送 給發(fā)酵反應(yīng)室，使反應(yīng)室的水溫達(dá)到發(fā)酵要求的溫度。在進(jìn)料時(shí)，將物料放進(jìn)密封進(jìn)料口， 推動推桿后，物料進(jìn)入發(fā)酵反應(yīng)室后，進(jìn)料口自動密封。進(jìn)入發(fā)酵反應(yīng)室后的新物料首先進(jìn) 入推移環(huán)繞式反應(yīng)槽的首部，新物料在此一方面和料液循環(huán)攪動系統(tǒng)中輸送來的微生物進(jìn) 行接觸頂發(fā)酵，另一方面等候通過后續(xù)物料的進(jìn)入或發(fā)酵后的余物的出料，使其進(jìn)入主發(fā) 酵反應(yīng)區(qū)，發(fā)酵物料在主發(fā)酵反應(yīng)區(qū)進(jìn)行較強(qiáng)的發(fā)酵反應(yīng)，從而生成大量的沼氣。中國實(shí)用新型專利“太陽能沼氣池”(申請?zhí)?00620136250. 9 ；公開號 CN201010644)設(shè)計(jì)了一種太陽能沼氣池，包括一個(gè)池體、一個(gè)太陽能集熱器，所述池體的儲 氣間連通有導(dǎo)氣管，所述太陽能集熱器的進(jìn)出口連通有熱水循環(huán)裝置，該熱水循環(huán)裝置設(shè) 有換熱盤管，該換熱盤管布置在池體的發(fā)酵間底部，所述池體直徑方向兩側(cè)分別設(shè)有進(jìn)料 口和水壓間，在池體外上方設(shè)有一個(gè)攪拌出渣器，該攪拌出渣器穿入池體中央頂部延伸至 池體發(fā)酵間的底部。中國發(fā)明專禾Ij “新型太陽能沼氣池”(申請?zhí)?00820052751. 8 ；公告號CN201212035)設(shè)計(jì)了一種新型太陽能沼氣池，它包括發(fā)酵集料箱、復(fù)合凸透鏡、防護(hù)罩、太 陽能集熱板、保溫容器、電熱轉(zhuǎn)換器、溫度傳感器、保溫控制器盒、快速發(fā)酵集料箱和支撐 座，復(fù)合凸透鏡由多個(gè)凸透鏡以曲面為基面組成，復(fù)合凸透鏡上的多個(gè)凸透鏡所集聚光線 的焦點(diǎn)都在太陽能集熱板上，太陽能集熱板位于保溫容器的頂部，保溫容器安裝在快速發(fā) 酵集料箱的上部，快速發(fā)酵集料箱上開設(shè)有與發(fā)酵集料箱連通的通氣口，其通過支撐座安 裝在發(fā)酵集料箱內(nèi)的上部。本實(shí)用新型能將太陽能熱量聚集在沼氣池中心部位，提供并控 制甲烷菌等所需或最佳生存溫度或繁殖溫度，并將產(chǎn)氣原料適當(dāng)分類處置，保證有機(jī)物廢 物和沼氣池充分使用。中國實(shí)用新型專利“地上太陽能沼氣罐”(申請?zhí)?00820012045. 0 ；公開號 CN201198476)設(shè)計(jì)了一種地上太陽能沼氣罐，這種沼氣罐的外面裝有太陽能集熱器，太陽 能集熱器連接的散熱管進(jìn)入罐內(nèi)，其特點(diǎn)是太陽能集熱器連接的散熱管在沼氣罐1的罐 底上面組成一個(gè)散熱盤，在沼氣罐的下面還設(shè)有一個(gè)火灶，在罐底上還設(shè)有排渣管。這種沼 氣罐，適于設(shè)在地面以上，清渣作業(yè)非常方便。由于太陽能集熱器位置較低，熱量傳導(dǎo)順暢。 散熱盤裝在池底，散熱管密集，不影響填料，熱效率高。由于池下裝有火灶，在太陽能采熱不 足時(shí)，可以燒火補(bǔ)充，加之采用保溫層等項(xiàng)措施，能夠保證沼氣罐全天候高效工作。上述裝置和方法雖然從一定程度上利用太陽熱能提高了沼氣池溫度，但是由于存 在沼氣池沒有保溫，或沒有恒溫控制設(shè)備，或沒有蓄熱設(shè)備，等種種缺陷，因此沒有一種裝 置或方法能夠利用太陽熱能實(shí)現(xiàn)沼氣池的恒溫控制，也就無法實(shí)現(xiàn)沼氣的全年連續(xù)穩(wěn)定生 產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種太陽能加熱的全年連續(xù) 穩(wěn)定生產(chǎn)沼氣系統(tǒng)，從而有效解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題。本發(fā)明的目的通過采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)所述的太陽能加熱的全年連續(xù)穩(wěn)定 生產(chǎn)沼氣系統(tǒng)，包括有蓄熱器1，太陽能集熱器12，其特點(diǎn)是還包括有所述的蓄熱器1通過 管路2與自動恒溫控制裝置3相連通，自動恒溫控制裝置3與帶保溫的沼氣池4內(nèi)的加熱 器8相連，加熱器8通過管路2分別與蓄熱器1、自動恒溫控制裝置3和太陽能集熱器12相 連通，太陽能集熱器12與蓄熱器1相連，所述的加熱器8與蓄熱器1、自動恒溫控制裝置3 之間的管路上安裝有閥11，所述的自動恒溫控制裝置3分別與沼氣池4內(nèi)的加熱熱媒溫度 傳感器9、加熱器8內(nèi)的料液溫度傳感器10和閥11相連。所述的帶保溫的沼氣池4上部設(shè)有進(jìn)料口 5和出氣口 6，帶保溫的沼氣池4下部設(shè) 有出料口 7。所述的太陽能集熱器12可以為太陽灶或全玻璃真空管集熱器或熱管式集熱器 或槽式集熱器或碟式集熱器或平板式太陽能集熱器，所述的太陽能集熱器12也可為直列 式全玻璃真空管集熱器或直列式熱管式集熱器或者橫列式全玻璃真空管集熱器或橫列式 熱管式集熱器。所述的管路2的熱媒可采用不同的流動介質(zhì)，如導(dǎo)熱油或水，所述的自動恒溫控 制裝置3采用自然對流循環(huán)控制或者強(qiáng)制對流循環(huán)控制方式實(shí)現(xiàn)。所述的帶保溫的沼氣池 4采用鋼鐵或塑料或薄膜等材料制成，其保溫材料可采用玻璃棉或聚氨酯或聚苯乙烯等材 料。
本發(fā)明的有益效果是所述的太陽能加熱的全年連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)沼氣系統(tǒng)，其沼氣 池采用了較好的保溫措施，在利用太陽熱能恒定地控制沼氣池池內(nèi)溫度的同時(shí)，也完全克 服了由于外界對沼氣池的影響造成的溫度波動，針對沼氣的連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)取決于沼氣池池 內(nèi)溫度和溫度波動度兩個(gè)因素的規(guī)律，提出了一種太陽能加熱的全年連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)沼氣系 統(tǒng)，有效地利用了太陽熱能，實(shí)現(xiàn)了沼氣的全年穩(wěn)定連續(xù)生產(chǎn)。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖。具體實(shí)現(xiàn)方式如圖1所示，所述的太陽能加熱的全年連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)沼氣系統(tǒng)，所述的太陽能加 熱的全年連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)沼氣系統(tǒng)，包括有蓄熱器1，太陽能集熱器12，其特點(diǎn)是還包括有 所述的蓄熱器1通過管路2與自動恒溫控制裝置3相連通，自動恒溫控制裝置3與帶保溫 的沼氣池4內(nèi)的加熱器8相連，加熱器8通過管路2分別與蓄熱器1、自動恒溫控制裝置3 和太陽能集熱器12相連通，太陽能集熱器12與蓄熱器1相連，所述的加熱器8與蓄熱器1、 自動恒溫控制裝置3之間的管路上安裝有閥11，所述的自動恒溫控制裝置3分別與沼氣池 4內(nèi)的加熱熱媒溫度傳感器9、加熱器8內(nèi)的料液溫度傳感器10和閥11相連。所述的帶保溫的沼氣池4上部設(shè)有進(jìn)料口 5和出氣口 6，帶保溫的沼氣池4下部設(shè) 有出料口 7。所述的太陽能集熱器12可以為太陽灶或全玻璃真空管集熱器或熱管式集熱器 或槽式集熱器或碟式集熱器或平板式太陽能集熱器，所述的太陽能集熱器12也可為直列 式全玻璃真空管集熱器或直列式熱管式集熱器或者橫列式全玻璃真空管集熱器或橫列式 熱管式集熱器。所述的管路2的熱媒可采用不同的流動介質(zhì)，如導(dǎo)熱油或水，所述的自動恒溫控 制裝置3采用自然對流循環(huán)控制或者強(qiáng)制對流循環(huán)控制方式實(shí)現(xiàn)。所述的帶保溫的沼氣池 4采用鋼鐵或塑料或薄膜等材料制成，其保溫材料可采用玻璃棉或聚氨酯或聚苯乙烯等材 料。所述的太陽能加熱的全年連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)沼氣系統(tǒng)，其系統(tǒng)工作原理如下當(dāng)自動 恒溫控制裝置3檢測料液溫度傳感器10的溫度低于設(shè)定溫度時(shí)，關(guān)閉閥門11，接通加熱器 8相連熱媒管路，熱媒進(jìn)入加熱器8，加熱器8中的加熱熱媒溫度傳感器9的溫度上升，當(dāng)加 熱熱媒溫度傳感器9的溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)閥11開，與加熱器8相連熱媒管路閉斷；如此 周而復(fù)始，直到料液溫度傳感器10的溫度恒定；在沒有太陽的情況下，可用儲存在蓄熱器1 中的熱量維持帶保溫的沼氣池溫度恒定。
權(quán)利要求
一種太陽能加熱的全年連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)沼氣系統(tǒng)，包括有蓄熱器(1)，太陽能集熱器(12)，其特征是還包括有所述的蓄熱器(1)通過管路(2)與自動恒溫控制裝置(3)相連通，自動恒溫控制裝置(3)與帶保溫的沼氣池(4)內(nèi)的加熱器(8)相連，加熱器(8)通過管路(2)分別與蓄熱器(1)、自動恒溫控制裝置(3)和太陽能集熱器(12)相連通，太陽能集熱器(12)與蓄熱器(1)相連，所述的加熱器(8)與蓄熱器(1)、自動恒溫控制裝置(3)之間的管路上安裝有閥(11)，所述的自動恒溫控制裝置(3)分別與沼氣池(4)內(nèi)的加熱熱媒溫度傳感器(9)、加熱器(8)內(nèi)的料液溫度傳感器(10)和閥(11)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能加熱的全年連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)沼氣系統(tǒng)，其特征在于所 述的帶保溫的沼氣池(4)上部設(shè)有進(jìn)料口(5)和出氣口(6)，帶保溫的沼氣池(4)下部設(shè)有 出料口(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能加熱的全年連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)沼氣系統(tǒng)，其特征在于所 述的太陽能集熱器(12)為太陽灶或全玻璃真空管集熱器或熱管式集熱器或槽式集熱器或 碟式集熱器或平板式太陽能集熱器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能加熱的全年連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)沼氣系統(tǒng)，其特征在于所 述的太陽能集熱器(12)為直列式全玻璃真空管集熱器或直列式熱管式集熱器或者橫列式 全玻璃真空管集熱器或橫列式熱管式集熱器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能加熱的全年連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)沼氣系統(tǒng)，其特征在于所 述的管路(2)的熱媒采用的流動介質(zhì)為導(dǎo)熱油或水。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能加熱的全年連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)沼氣系統(tǒng)，其特征在于所 述的自動恒溫控制裝置(3)采用自然對流循環(huán)控制或者強(qiáng)制對流循環(huán)控制方式。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能加熱的全年連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)沼氣系統(tǒng)，其特征在于所 述的帶保溫的沼氣池(4)采用鋼鐵或塑料或薄膜材料制成，其保溫材料可采用玻璃棉或聚 氨酯或聚苯乙烯。
全文摘要
太陽能加熱的全年連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)沼氣系統(tǒng)，包括有蓄熱器1，太陽能集熱器12，其特點(diǎn)是還包括有所述的蓄熱器1通過管路2與自動恒溫控制裝置3相連通，自動恒溫控制裝置3與帶保溫的沼氣池4內(nèi)的加熱器8相連，加熱器8通過管路2分別與蓄熱器1、自動恒溫控制裝置3和太陽能集熱器12相連通，太陽能集熱器12與蓄熱器1相連，所述的加熱器8與蓄熱器1、自動恒溫控制裝置3之間的管路上安裝有閥11，所述的自動恒溫控制裝置3分別與沼氣池4內(nèi)的加熱熱媒溫度傳感器9、加熱器8內(nèi)的料液溫度傳感器10和閥11相連。其針對沼氣的連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)取決于沼氣池池內(nèi)溫度和溫度波動度兩個(gè)因素的規(guī)律，實(shí)現(xiàn)了沼氣的全年穩(wěn)定連續(xù)生產(chǎn)。
文檔編號F24J2/34GK101818114SQ20091011740
公開日2010年9月1日 申請日期2009年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月29日
發(fā)明者馮永強(qiáng), 李金平, 楊文潔, 柏建華, 王春龍, 王昱, 王林軍, 王燕, 馬濤 申請人:蘭州理工大學(xué)