畜禽养殖与农业大棚的综合利用系统技术方案

本实用新型专利技术涉及养殖及资源综合利用技术领域，具体涉及畜禽养殖与农业大棚的综合利用系统，其包括畜禽养殖场、设置在畜禽养殖场周边的畜禽废弃物热电站以及农业大棚，畜禽养殖场内设置用于存储畜禽粪便的粪便收集池和用于存储畜禽尿液和冲洗水等污水的污水收集池；农业大棚内设置有用于调节大棚内温度和湿度的温湿调节装置；所述畜禽废弃物热电站包括污水沼气发酵池、粪便沼气发酵池、用于将沼气分离出甲烷的甲烷提取装置、用于将甲烷合成甲醇的甲醇合成装置、甲醇水制氢重整器和控制装置。本实用新型专利技术的畜禽废弃物热电站利用畜禽养殖废弃物就地实现热能和电能的高效转化，并为系统自身供电供热，实现能源的综合利用。

【技术实现步骤摘要】
畜禽养殖与农业大棚的综合利用系统
本技术涉及养殖及资源综合利用
，具体涉及畜禽养殖与农业大棚的综合利用系统。
技术介绍
环境污染和能源短缺是世界性的两大主题，开发绿色的环境治理及可再生能源生产的技术已迫在眉睫。据统计，我国规模化畜禽养殖每年产生的畜禽养殖废弃物（粪便）达到约38亿吨，若完全转化成沼气相当于1.62亿吨标准煤，而其中仅有约15%配备了沼气工程处理设备。畜禽粪便已成为农业面源污染的主要源头之一，大量的畜禽粪便未经处理，擅自排放，严重的污染了生活环境及地下水源，粪污、臭气的污染对农业、养殖业的健康可持续发展造成巨大威胁。然而，畜禽养殖废弃物既会成为污染源，也可能成为优质的生物质能。现有技术中，生物质制沼气已普及多年。为了有效利用畜禽养殖中产生的畜禽粪便，一些地区开始利用畜禽粪便制造沼气。沼气是有机物质在厌氧条件下，经过微生物的发酵作用而生成的一种可燃气体。但是，现有的畜禽养殖过程中处理粪便的方法，存在的主要问题是：（1）目前畜禽粪便的处理效率低，没有综合处理，而且设备主要依靠外部电站的高压集中式发电进行供电，无法为交通不便的偏远地区供电，从而限制了养殖场地的选择；（2）现有技术中也有利用沼气进行发电，但现有的沼气发电系统是通过沼气燃烧的方式进行热能发电，即先从热能转化为机械能，再从机械能转化为电能，二次转化效率过低，故未能得到广泛应用；（3）现有技术利用畜禽粪便厌氧发酵制备沼气后的沼渣和沼液直接填埋和排放，不仅对环境造成污染，而且浪费了资源，由于沼液和沼渣含有丰富的营养物质，经处理和加工后可转化为高效有机肥料。
技术实现思路
针对现有技术存在上述技术问题，本技术的目的在于提供一种畜禽养殖与农业大棚的综合利用系统，该系统利用畜禽养殖场产生的大量畜禽养殖废弃物就地实现热能和电能的高效转化，并利用该热能和电能进行农业大棚的温湿调控以及为系统自身供电供热，实现能源的综合利用。为实现上述目的，本技术提供以下技术方案：提供畜禽养殖与农业大棚的综合利用系统，包括畜禽养殖场、设置在畜禽养殖场周边的畜禽废弃物热电站以及农业大棚，畜禽养殖场内设置用于存储畜禽粪便的粪便收集池和用于存储畜禽尿液和冲洗水等污水的污水收集池；农业大棚内设置有用于调节大棚内温度和湿度的温湿调节装置；所述畜禽废弃物热电站包括污水沼气发酵池、粪便沼气发酵池、用于将沼气分离出甲烷的甲烷提取装置、用于将甲烷合成甲醇的甲醇合成装置、甲醇水制氢重整器、燃料电池和控制装置，所述甲醇水制氢重整器设置有供甲醇水重整制氢反应所需温度的电加热器，所述控制装置包括控制器和用于向外输出电能的电力输出端口，其中：所述粪便收集池将收集的粪便输送至粪便沼气发酵池，所述污水收集池通过管路与所述污水沼气发酵池连通，所述污水沼气发酵池和污粪便沼气发酵池的沼气出口依次与甲烷提取装置、甲醇合成装置连接、甲醇水制氢重整器连接；由所述甲醇合成装置制备的甲醇与水的混合溶液通过输送泵输送至所述甲醇水制氢重整器内发生甲醇和水的重整制氢反应，制得氢气和高温余气，所述氢气输送至燃料电池产生电能，该电能通过电力输出端口为所述输送泵、电加热器、温湿调节装置以及系统中其他用电设备供电；所述高温余气收集至高温余气收集装置以供系统中沼气发酵、有机肥发酵以及甲醇合成反应以及温湿调节装置进行温湿调节所需的温度。其中，所述温湿调节装置包括混合送风器、用于注入外界空气的风机和用于注入水汽并连接水源的雾化器，所述混合送风器的进气口分别通过管路与高温余气收集装置、风机和雾化器连接，所述混合送风器设置有混气腔，所述混气腔内设有用于使风机输送的空气、高温余气收集装置输送的高温余气以及雾化器输送的水汽三者混合均匀的蛇形匀化通道。其中，述混合送风器的进气口通过第一加热管路与所述高温余气收集装置连接，所述第一加热管路设置有与控制器连接的调节阀，所述农业大棚内设置有与控制器连接的温度传感器和湿度传感器，所述风机和雾化器分别与所述控制器电连接。其中，还包括沼液沼渣处理装置，所述沼液沼渣处理装置包括缓冲池、固液分离器、沼液池、沼渣池和膜过滤器，所述粪便沼气发酵池的出料口通过缓冲池与所述固液分离器连接，所述固液分离器和所述污水沼气发酵池的沼液出口均依次与所述沼液池、膜过滤器连接，所述固液分离器的沼渣出口与所述沼渣池连通。其中，所述畜禽养殖场设置有冲洗装置，所述膜过滤器的清液出口连接所述冲洗装置。其中，还包括有机肥制造装置，所述有机肥制造装置包括浓缩装置和有机肥存储器，所述膜过滤器的浓液出口依次与所述浓缩装置、有机肥存储器连接。其中，所述农业大棚内设置有喷淋装置，所述喷淋装置的喷液口通过管路与所述有机肥存储器的出料口连接。其中，所述污水沼气发酵池和粪便沼气发酵池的池壁和/或池底设置有用于通入加热介质的夹层，所述夹层的进气口通过所述第二加热管路与所述高温余气收集装置连接，所述第二加热管路设置有与控制器连接的调节阀，所述污水沼气发酵池和粪便沼气发酵池内设置有与控制器连接的温度传感器。其中，所述甲醇合成装置包括依次连接的压缩机、甲醇合成塔、气液分离器和甲醇水溶液存储器，由所述氨气吸收塔的出气口输出的甲烷气体以及氧气分别通过输送管道与压缩机的进气口连通，所述气液分离器的出液口与所述甲醇水溶液存储器连接，所述气液分离器的出气口通过循环管路与压缩机的进气口连通；所述输送管道和循环管路均设置有与控制器连接的气体流量控制阀，所述甲醇合成塔设置有与所述高温余气收集装置连接的第三加热管路，所述第三加热管路设置有与控制器连接的调节阀，甲醇合成塔内设置有与控制器连接的温度传感器和压力传感器。其中，所述甲醇水制氢重整器设置有启动装置，所述启动装置在甲醇水制氢重整器启动过程中为所述电加热器和输送泵供电。本技术的有益效果：专利技术的畜禽养殖与农业大棚的综合利用系统，包括畜禽养殖场、设置在畜禽养殖场周边的畜禽废弃物热电站以及农业大棚，畜禽废弃物热电站利用附近畜禽养殖场产生的大量畜禽养殖废弃物（主要包括粪便和污水两部分），进行沼气发酵，产生的沼气先经过甲烷提取装置提取出甲烷，然后甲烷经甲醇合成装置合成甲醇，该甲醇与水的混合溶液作为甲醇水重整制氢反应的原料，制得氢气和高温余气，其中的氢气再输送至燃料电池产生电能，该电能为畜禽养殖场、农业大棚以及畜禽废弃物热电站的所有用电设备供电，其中的高温余气的温度高达300~600℃，这部分高品质的热能为畜禽废弃物热电站中沼气发酵、甲烷合成甲醇反应以及农业大棚温湿调节提供所需的热能。与现有技术相比，本技术的畜禽废弃物热电站以畜禽养殖废弃物为原料，通过畜禽养殖废弃物-沼气-甲醇-电能/热能的实现电能、热能的高效转化和利用，该畜禽废弃物热电站产生的电能直接为周边畜禽养殖场和农业大棚供电，实现自给自足，无需外来供电，而且该系统输出的电能为直流电，无需转换即可直接供直流电器使用，相比目前的直流高压集中式发电的方式，具有随用随发、易于分布安装、成本低的特点，不受交通、场地的限制，该畜禽废弃物热电站更加适合农村养殖业；另一方面，利用畜禽废弃物热电站在甲醇水重整制氢反应所产生大量高品质的热能（高温余气的温度高达300~600℃），这部分热能得到充分的利用，直接为沼气发酵、甲烷合成甲醇反应、以及农业大棚温湿调节提供所本文档来自技高网...

【技术保护点】
畜禽养殖与农业大棚的综合利用系统，其特征在于：包括畜禽养殖场、设置在畜禽养殖场周边的畜禽废弃物热电站以及农业大棚，畜禽养殖场内设置用于存储畜禽粪便的粪便收集池和用于存储畜禽尿液和冲洗水等污水的污水收集池；农业大棚内设置有用于调节大棚内温度和湿度的温湿调节装置；所述畜禽废弃物热电站包括污水沼气发酵池、粪便沼气发酵池、用于将沼气分离出甲烷的甲烷提取装置、用于将甲烷合成甲醇的甲醇合成装置、甲醇水制氢重整器、燃料电池和控制装置，所述甲醇水制氢重整器设置有供甲醇水重整制氢反应所需温度的电加热器，所述控制装置包括控制器和用于向外输出电能的电力输出端口，其中：所述粪便收集池将收集的粪便输送至粪便沼气发酵池，所述污水收集池通过管路与所述污水沼气发酵池连通，所述污水沼气发酵池和污粪便沼气发酵池的沼气出口依次与甲烷提取装置、甲醇合成装置连接、甲醇水制氢重整器连接；由所述甲醇合成装置制备的甲醇与水的混合溶液通过输送泵输送至所述甲醇水制氢重整器内发生甲醇和水的重整制氢反应，制得氢气和高温余气，所述氢气输送至燃料电池产生电能，该电能通过电力输出端口为所述输送泵、电加热器、温湿调节装置以及系统中其他用电设备供电；所述高温余气收集至高温余气收集装置以供系统中沼气发酵、有机肥发酵以及甲醇合成反应以及温湿调节装置进行温湿调节所需的温度。...

【技术特征摘要】
1.畜禽养殖与农业大棚的综合利用系统，其特征在于：包括畜禽养殖场、设置在畜禽养殖场周边的畜禽废弃物热电站以及农业大棚，畜禽养殖场内设置用于存储畜禽粪便的粪便收集池和用于存储畜禽尿液和冲洗水等污水的污水收集池；农业大棚内设置有用于调节大棚内温度和湿度的温湿调节装置；所述畜禽废弃物热电站包括污水沼气发酵池、粪便沼气发酵池、用于将沼气分离出甲烷的甲烷提取装置、用于将甲烷合成甲醇的甲醇合成装置、甲醇水制氢重整器、燃料电池和控制装置，所述甲醇水制氢重整器设置有供甲醇水重整制氢反应所需温度的电加热器，所述控制装置包括控制器和用于向外输出电能的电力输出端口，其中：所述粪便收集池将收集的粪便输送至粪便沼气发酵池，所述污水收集池通过管路与所述污水沼气发酵池连通，所述污水沼气发酵池和污粪便沼气发酵池的沼气出口依次与甲烷提取装置、甲醇合成装置连接、甲醇水制氢重整器连接；由所述甲醇合成装置制备的甲醇与水的混合溶液通过输送泵输送至所述甲醇水制氢重整器内发生甲醇和水的重整制氢反应，制得氢气和高温余气，所述氢气输送至燃料电池产生电能，该电能通过电力输出端口为所述输送泵、电加热器、温湿调节装置以及系统中其他用电设备供电；所述高温余气收集至高温余气收集装置以供系统中沼气发酵、有机肥发酵以及甲醇合成反应以及温湿调节装置进行温湿调节所需的温度。2.根据权利要求1所述的畜禽养殖与农业大棚的综合利用系统，其特征在于：所述温湿调节装置包括混合送风器、用于注入外界空气的风机和用于注入水汽并连接水源的雾化器，所述混合送风器的进气口分别通过管路与高温余气收集装置、风机和雾化器连接，所述混合送风器设置有混气腔，所述混气腔内设有用于使风机输送的空气、高温余气收集装置输送的高温余气以及雾化器输送的水汽三者混合均匀的蛇形匀化通道。3.根据权利要求2所述的畜禽养殖与农业大棚的综合利用系统，其特征在于：所述混合送风器的进气口通过第一加热管路与所述高温余气收集装置连接，所述第一加热管路设置有与控制器连接的调节阀，所述农业大棚内设置有与控制器连接的温度传感器和湿度传感器，所述风机和雾化器分别与所述控制器电连接。4.根据权利要求1所述的畜禽养殖与农业大棚的综合利用系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：向华，
申请(专利权)人：广东合即得能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44