本实用新型专利技术公开了一种寒地户用两相厌氧发酵沼气池的加热保温系统，可达到发酵反应器在高寒地区周年高效率运作的目的，包括加热增温系统和保温恒温系统；加热增温系统包括：沼气锅炉、太阳能集热器、球阀、换热器及三通阀；保温恒温系统包括：反应罐的保温层、温室大棚及黑色罐体和墙壁等利用太阳辐射热的结构；循环水进入沼气锅炉和太阳能集热器的并联系统，加热到45±3℃后，进入换热器对反应罐体进行加热至35℃，同时出水温度为35℃，进行再循环。再通过多层次的保温结构对原料储备池、酸化罐及产气罐进行温度保持。本实用新型专利技术提供的加热保温系统节约了产出沼气的消耗量，加大了沼气结余，从而保证了此沼气生产装置周年运转的可行性。
【技术实现步骤摘要】
：本技术涉及一种以秸秆和畜禽粪便为原料进行厌氧发酵的户用两相沼气生产装置，尤其涉及一种适用于北方寒冷地区的对沼气生产装置的加热增温、保温系统，属于农村废弃物资源再生利用领域。
技术介绍
：在中国的北方高寒地区，小型户用沼气池，一般都是全地下式，冬季土壤温度低，由于我国北方冬季寒冷漫长，室外气温较低，如果不对厌氧发酵反应器采取增温和保温措施，势必不能保证中温厌氧发酵所需的稳定的温度，甚至还能冻裂沼气发酵反应装置。因此，想要解决北方高寒地区冬季不产气的瓶颈问题，就需要对沼气反应器进行增温保温。目前对于小型户用沼气池增温技术有很多，有太阳能加热增温技术、燃池技术等。但是，目前所使用的沼气增温技术都有一定的不足：沼气发酵增温系统耗能较大，整个沼气发酵体系不能实现正能输出；增温系统自动化程度低，运行稳定性差，运行以及维护费用高等。所以有必要设计一种能耗低、运行稳定的加热系统来实现沼气正能量输出。本技术涉及一种应用于以牛粪、秸秆等农业废弃物为原料的户用两相厌氧发酵沼气池进行多层次的加热保温系统。通过设置保温层并依托常规农业设施温室大棚来降低发酵装置加热保温难度，减少能量散失，充分利用太阳辐射热能进行加热和保温。因此，提高了沼气生产效率并减少了保温过程中沼气的消耗量，实现运行稳定能量正输出。
技术实现思路
：本技术针对现有技术存在的增温保温问题，提出了一种应用于寒地两相厌氧发酵沼气池的加热增温保温系统。通过依托温室大棚、多热源、多层次的保温结构实现寒地户用两相厌氧发酵沼气池产量正输出，并且运行稳定自动化程度高。避免了传统户用沼气池安装在室外、热源单一等加热成本高、保温难度大的问题。充分利用清洁的太阳能作为补充热源，减少了资源浪费。为了实现上述目的，本技术提出了一种户用两相厌氧发酵沼气池的加热增温保温系统：在一些实施方式中，其中：在酸化罐(10)和产气罐(14)料液下20cm处分别安装温度传感器(8)，进行24小时数据采集；控制系统根据采集数据调控加热系统进行增温保温。其有益效果是：实时控制发酵系统的温度，有利于菌群的生长，保证发酵系统的高效运行。在一些实施方式中，其中：设计了合理的加热盘管(11)，每个罐体加热盘管的长度仅仅50米。其有益效果是：可以有效对罐体进行加热，减小了加热盘管对罐体的尺寸要求，降低了占地面积。在一些实施方式中，其中：热源为沼气锅炉(1)和太阳能集热器(2)。其有益效果是：减少了沼气用于加热的消耗量，降低了环境污染。在一些实施方式中，其中：发酵罐体外侧的保温层(38)材料为石灰岩混合苯末，沼气池建在温室大棚内，覆盖塑料薄膜为聚氯乙烯长寿无滴膜，薄膜厚度为0.12mm，冬季覆盖保温材料为棉被，厚度为4cm，温室内墙和发酵罐(10)、发酵罐(14)地表部分采用黑色吸光涂料进行集热，发酵罐上部为不完全充满料液的储气空间。其有益效果是：提高了保温材料强度，有效减小了发酵罐内外温差，降低传热效率，从而减小加热过程中沼气的能耗，加强了保温效果。在一些实施方式中，其中：增加了沼气灯(27)及沼气锅炉(2)。其有益效果是：沼气灯(27)及沼气锅炉(2)燃烧沼气向室内作物提供气肥，沼气灯(27)夜间燃烧向大棚内提供光能、热量及二氧化碳，减少了冬季温室大棚换气过程中向室外散失的热量，同时也能优化作物生长条件。附图说明：图1为寒地两项户用沼气发酵系统示意图；图2为沼气发酵罐体结构示意图；1、太阳能集热器；2、沼气锅炉；3、三通阀；4、球阀；5、气阀；6、沼气增压泵；7、原料储备池；8、温度传感器；9、pH传感器；10、酸化罐；11、加热盘管；12、三通阀；13、数据采集系统；14、产气罐；15、pH传感器；16、温度传感器；17、计算机储存单元；18、沼液存储池；19、压力表；20、脱硫塔；21、脱水塔；22、手提泵；23、储气袋；24、气泵；25、沼气灶；26、气阀；27、沼气灯；28、气阀；30、入料口；31、混凝土层；32、钢筋保护；33、出料口；34、入料口；35、混凝土层；36、钢筋保护层；37、出料口；38、保温层；39、防水层；40、防护层；41、回填土层；42、混凝土层；43、钢筋保护；44、酸化罐体内部；45、碎石层；46、钢网保护层。具体实施方式：下面结合附图和具体实施例对本技术的技术方案作详细描述，如图1所示，在本实施例中：太阳能集热器(1)和沼气锅炉(2)的热水出口通过三通阀(3)连接，冷水入口由三通阀(12)连接，管道内为循环热水。当温度传感器(8)、(16)每间隔一小时测试一次料液温度，经数据采集系统(13)计入计算机储存单元(17)。当温度低于设定温度时，由计算机控制三通阀(3)、(12)打开，太阳能集热器(1)与沼气锅炉(2)中加热到45℃的循环水进入长度为43m的加热盘管(11)，对料液(44)进行加热，至温度传感器测试(8)、(16)到温度为35℃时，三通阀(3)、(12)关闭，循环加热停止。当温度在设定值之间时，保持循环关闭状态，由于加热盘管(11)的材质均为铁制，循环水的温度要保持在高于料液温度的38℃，可对料液进行保温。由于温室大棚冬季的室内温度平均可维持在15℃左右，而室外平均温度为-22℃。此时，将发酵原料储存在原料储备池(7)中，可使原料在无需加热的条件下将温度提高到10℃左右。物料由入料口(30)进入酸化罐(10)进行酸化，pH值由pH传感器(9)进行监测，经数据采集系统(13)计入计算机储存单元(17)。当pH达到预设值，即反应进行4天左右以后，由手提泵(22)进入产气罐(14)进行产气。沼气在气阀(5)、(26)控制下经压力表(19)依次进入脱水塔(21)和脱硫塔(20)，最终存入储气袋(23)。沼气日平均产气量在9.734m3，其中5.654m3经气泵(24)进入沼气锅炉(2)及沼气灯(27)中进行燃烧提供能量，日均结余4.08m3沼气。由于保温层(38)采用建筑用材，如图2所示，保温效果显著且不易腐坏。上述虽然附图对本技术的具体结构进行了描述，但并非对本技术保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本技术技术方案基础上，本领域人员不需付出创造性劳动即可做出的各种修改或者顺序调整，仍在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种寒地户用两相厌氧发酵沼气池的加热保温系统，包括：控制系统、加热增温系统、保温恒温系统及废气利用装置；所述控制系统包括：温度传感器(8)、据采集系统(13)、计算机储存单元(17)、三通阀(3)，温度传感器(8)通过螺钉安装在酸化罐(10)和产气罐(14)料液下20cm处，温度传感器(8)连接数据采集系统(13)和计算机储存单元(17)，温度传感器(8)控制三通阀(3)；所述加热增温系统包括：太阳能集热器(1)、沼气锅炉(2)、三通阀(3)、加热盘管(11)，太阳能集热器(1)出水口与三通阀(3)出水口螺纹连接，沼气锅炉(2)的出水口与三通阀(3)入水口一侧螺纹连接，入水管道与三通阀入水口另一侧螺纹相连，酸化罐(10)的加热盘管(11)通过入水管道与球阀(4)一端螺纹相连，产气罐(14)的加热盘管(11)通过入水管道与球阀(4)另一端螺纹连接，加热盘管(11)出口与出水管道入口相连接，出水管道出口与三通阀(14)三相口入口螺纹连接，太阳能集热器(1)入水口与三通阀(14)三相口出水口一侧螺纹连接，沼气锅炉(2)入水口与三通阀(14)三相口出水口另一侧一侧螺纹连接；所述保温恒温系统包括：温室大棚(29)、发酵罐保温层(38)、酸化罐(10)、产气罐(14)；所述发酵系统通过螺栓安装在温室大棚(29)地平面内，第一层保温装置——酸化罐(10)及产气罐(14)外表面涂黑色涂料，第二层保温装置——发酵罐保温层(38)通过银胶带包裹在酸化罐(10)和产气罐(14)外侧，第三层保温装置——温室大棚(29)和温室大棚(29)黑色内墙；原料储备池(7)通过管道与酸化罐(10) 的入料口(30)相连，酸化罐(10)的出料口(33)经手提泵如(22)与产气罐(14)的入料口(34)相连，酸化罐(10)沼气出口通过螺栓与安装气阀(5)入口相连接，产气罐(14)沼气出口通过螺栓与安装气阀(5)入口相连接，安装气阀(5)出口与沼气管道相连接，酸化罐(10)沼气管道出口与三通阀入口一侧连接，产气罐(14)沼气管道出口与三通阀入口另一侧连接，三通阀出口通过管道与压力表(19)螺栓连接，脱水塔(21)出口与脱硫塔(20)入口之间管道连接，脱硫塔(20)出口通过管道与储气袋(23)连接；所述废气利用装置包括：沼气灯(27)、沼气锅炉(2)及沼气灶(25)，沼气灯(27)通过气阀(26)、气泵(24)与储气袋(23)管道相连，沼气锅炉(2)通过气阀(26)、气泵(24)与储气袋(23)管道相连，沼气灶(25)通过气阀(26)、气泵(24)与储气袋(23)管道相连。...
【技术特征摘要】
1.一种寒地户用两相厌氧发酵沼气池的加热保温系统，包括：控制系统、加热增温系统、保温恒温系统及废气利用装置；所述控制系统包括：温度传感器(8)、据采集系统(13)、计算机储存单元(17)、三通阀(3)，温度传感器(8)通过螺钉安装在酸化罐(10)和产气罐(14)料液下20cm处，温度传感器(8)连接数据采集系统(13)和计算机储存单元(17)，温度传感器(8)控制三通阀(3)；所述加热增温系统包括：太阳能集热器(1)、沼气锅炉(2)、三通阀(3)、加热盘管(11)，太阳能集热器(1)出水口与三通阀(3)出水口螺纹连接，沼气锅炉(2)的出水口与三通阀(3)入水口一侧螺纹连接，入水管道与三通阀入水口另一侧螺纹相连，酸化罐(10)的加热盘管(11)通过入水管道与球阀(4)一端螺纹相连，产气罐(14)的加热盘管(11)通过入水管道与球阀(4)另一端螺纹连接，加热盘管(11)出口与出水管道入口相连接，出水管道出口与三通阀(14)三相口入口螺纹连接，太阳能集热器(1)入水口与三通阀(14)三相口出水口一侧螺纹连接，沼气锅炉(2)入水口与三通阀(14)三相口出水口另一侧一侧螺纹连接；所述保温恒温系统包括：温室大棚(29)、发酵罐保温层(38)、酸化罐(10)、产气罐(14)；所述发酵系统通过螺栓安装在温室大棚(29)地平面内，第一层保温装置——酸化罐(10)及产气罐(14)外表面涂黑色涂料，第二层保温装置——发酵罐保温层(38)通过银胶带包裹在酸化罐(10)和产气罐(14)外侧，第三层保温装置——温室大棚(29)和温室大棚...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓斯文，孙勇，
申请(专利权)人：东北农业大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江;23
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