太阳能沼气池制造技术

一种太阳能沼气池，其特征是：在太阳能咸水池（１）底部安装的一组支柱（１０）上安装着一座被咸水（２）淹没的沼气池（６）。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
太阳能沼气池
本技术属于可持续发展的生物能源设备，是一种沼气池，特别是一种太阳能沼气池。
技术介绍
沼气的生产效率主要受控于发酵室内的温度。效率最高的高温发酵，最佳温度为55℃左右；效率中等的中温发酵，最佳温度为35℃左右；效率一般的常温发酵，最佳温度为25℃左右。已知的沼气池大都建在地面以下，其周壁特别是底部的土壤温度终年稳定较低，远不能满足上述要求，只能依靠地面空气中的太阳热能。然而这种地面热源受季节影响很大，不够稳定，特别是我国北方广大地区，沼气生产严重受限。受天然太阳能咸水湖的启发，逐渐形成了效率更高的人工太阳能咸水池，它能直接吸收太阳光能，转化为热能后贮存在池底。根据国外的实验，四米深以下的水温可常年维持在100℃左右，是个稳定的池底热源。本技术太阳能沼气池的设计目的是，将太阳能咸水池与沼气池相结合，用稳定的池底热源代替不稳定的地面热源，提高沼气生产率。本技术的技术方案是：一种太阳能沼气池，是在太阳能咸水池底部安装的一组支柱上安装着一座被咸水淹没的沼气池；在沼气池的两端分别设置一个进料槽和出料槽，它们的底部与沼气池的底部相通，呈连通器状；发酵室的底面为集渣沟，其断面为V形或圆弧形，沟底从进料口到出料口具有明显坡降；咸水表面上的隔热层是由透明的塑料薄膜密封的CO2气体或空气组成的；发酵室底面下的稳热层是由耐热的塑料材料密封的显热贮存介质(如淡水等)组成的；-->咸水中的盐分是由多种潜热贮存介质(含结晶水的无机盐)组成。本技术方案的特点之一是：它把直接吸收的太阳能转化为热能之后贮存在发酵室的底部，可常年稳定地提供充足的热量，显著提高沼气生产效率。之二是：便于连续化机械化操作，适于规模化经营。之三是：具有其它方面(如浴池、游泳池、干燥室、温室等)的重要开发价值。因此，在城市和农村都有巨大的应用市场。其设计方案是，在太阳能咸水池底部的一组支柱上设置一个沼气池，并淹没在咸水中。既能保证咸水池对太阳能的吸收与贮存，又能保证沼气池的底部恰位于咸水池的高温区内，还能保证发酵室内的缺氧环境。附图说明图1为本技术主视图，图2为本技术俯视图，图3为本技术左视图。具体实施方式本技术太阳能沼气池的结构如附图所示。由附图可知，沼气池由沼气池体6发酵室7沼气管5进料槽8出料槽9和稳热层11组成。太阳能咸水池由咸水池体1咸水2隔热层3黑涂面铝板4和盐结晶12组成。发酵室7的底部安置在咸水池1底部的一组支柱10上，其顶部处于隔热层3下面的咸水2中。由附图可知，本技术太阳能沼气池结构上的巧妙之处在于，通过太阳能咸水池与沼气池的融合(即池中池)获得了仅以一个(太阳能咸水池的)体积完成两个(太阳能咸水池和沼气池)体积的功能。已知的太阳能咸水池，其咸水表面必须有一层淡水作为隔热层(因为淡水的热导率低于咸水)，深度为1.5米左右。然而，为了维持淡水层的盐浓度不变，尚需一个专用的给排水系统。连续不断地向表层补充淡水，并同时排出(由下层咸水扩散上来的盐分造成的)咸水。为了提高太阳能咸水池的吸热和贮热效率，本技术作了以下改进设计。-->之一是：将淡水改为CO2气体或空气，并用透明的塑料薄膜密封之，作为隔热层3，置于咸水2的表面上，像活塞一样，沿着咸水池1的内壁随咸水2的涨缩(因温度)而升降。CO2气体和空气的热导率分别为淡水的1/37和1/23。据此，可用较薄的隔热层换得更深的咸水，增加更多的贮热容积。然而，隔热层3内仍可装入淡水以防止淡水蒸发和保持浓度不变。之二是：为了扩大吸热面积，在发酵室7顶部的外表面复盖一层表面涂黑的铝板4，可将所吸收的太阳热能迅速传入咸水2中。本技术对已知沼气池也作了一些改进设计。之一是：把发酵室7作成无盖的封闭体，确保室内的缺氧环境。之二是：发酵室7的周壁和顶部内全用绝热材料填充。之三是：在发酵室7的底部外面设置一个稳热层11。它是在耐热的塑料袋内注入容积比热大的显热贮存介质(如淡水等)作成的。由于淡水的比重远低于它下面的高温咸水2，所以稳热层11总是紧贴在发酵室7的底层下面。从而以大比热的介质缓冲(调节)咸水池1底部高温咸水的季节变化，使发酵室7内的温度更加稳定。之四是：在发酵室7的两端分别设置一个进料槽8和出料槽9。它们的底部与发酵室7的底部相通，呈连通器状。之五是：将发酵室7的底面作成集渣沟。其断面为V形或圆弧形，沟底有明显坡降，以利沼渣从进料口自动滑向出料口。太阳能咸水池的贮热原理早在十九世纪末已被认识(参阅《科学世界》1982年第六期<奇妙的太阳能湖>)，在此结合附图加以说明。在咸水池1的底部存放着大量多种未溶解的含结晶水的无机盐结晶12，是潜热贮存介质。它们会随着温度的升高或降低分别先后溶解或结晶。若无外界热量的传入，池内的咸水受扩散作用，浓度是均匀的。当太阳的光辐射穿过CO2气体隔热层3进入咸水2的深处被吸收并转化为热能之后，温度升高，体积膨涨，向上浮动。当它受到隔热层3的阻挡时，则在咸水表层聚积升温，必提高其溶解度，从而浓度增大，即比重增大。于是就携带着热量向下沉降，与下层较轻的咸水发生对流。在太阳能的连续补给下，-->如此多次反复，热量逐层下移，直达池底。又由于咸水池1的周壁和池底内部，全是用绝热材料所填充的，故热量不会向四周散失。那么池底热量的聚积，必导至温度升高，使得未溶盐结晶12吸收大量溶解热而继续溶解，造成池底咸水2的浓度增大，并逐层向上扩散。随着时间的推移，咸水2内部就出现了浓度梯度。从底层到表层浓度逐层减小。浓度梯度同时也表明了相应的比重梯度，上轻下重。所以咸水2内部不会发生热量的对流。浓度梯度同时也表明了相应的热导率梯度，上小下大。所以咸水2内部的热传导只能自上而下，指向池底。热量向池底缓慢聚积的结果，最终形成了池底咸水2的高温。太阳能对地面的辐射强度随季节而变化，日差异极小。因此，池底咸水的温度变化完全不受日夜交替周期的影响。而季节变化的影响，也被推迟很长时间才显现出来。根据实验，最高温度在十月份，此时天气已转凉；最低温度在三月份，此时天气已转暖，足见太阳能咸水池是一个常年稳定的池底热源。本技术太阳能沼气池的生产工艺流程和特点：首先按照高温、中温、常温发酵的要求，将配比合理的原料(人畜粪便、城市污水、植物秸杆、适量的发酵菌药等)进行预处理，使之成为稀糊状的沼液，以便经过进料槽8顺利流入发酵室7内。然后打开沼气管5的开关，随即向发酵室7注入定量的沼液。室内多余的空气由沼气管5排出。待进料槽8出料槽9和发酵室7的液面平衡后，关闭沼气管5的开关，确保发酵室7内的封闭状态，断绝氧气来源。咸水池1底部的高温热量，经稳热层11的调节传入发酵室7内，开始发酵生产沼气，由沼气管5排出。由于发酵室7内的热量来自底部，则底部的沼液受热后向上浮动，到达表层后温度下降，又沉降下来。如此反复多次，发生对流，沼液得以充分发酵，释放沼气，这就避免了已知沼气池需要外力搅拌的不便(因为已知沼气池是利用地面热源，发酵室7内上热下凉，不会发生对流，故表层结干皮痂，必需搅拌)。待到发酵结束后，沼渣沉降在底部的集渣沟内，并自动滑向出料槽9。当用泥浆泵在出料槽9的底部慢慢地抽出沼渣时，进料-->槽8内等量的新鲜沼液就会自动地流入发酵池7底部，进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1、一种太阳能沼气池，其特征是：在太阳能咸水池(1)底部安装的一组支柱(10)上安装着一座被咸水(2)淹没的沼气池(6)。2、根据权利要求1所述的太阳能沼气他，其特征是：在沼气池(6)的两端分别设置一个进料槽(8)和出料槽(9)，它们的底部与沼气池(6)的底部相通，呈连通器状。3、根据权利要求1所述的太阳能沼池，其特征是：发酵室(7)的底面为集渣沟，其断面为V形或圆弧形，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周琳，孙君曼，关智武，谢宝瑞，徐祯祥，
申请(专利权)人：徐祯祥，
类型：实用新型
国别省市：