一种沼气工程产物与农业种植相结合的综合利用系统，包括生产沼气的厌氧发酵罐和设有管道灌溉系统的若干农作物种植地，厌氧发酵罐中上层的发酵液分离出的沼液存储在沼液池内，再经流出管道上的沼液阀进入农作物种植地灌溉系统的管道内；厌氧发酵罐中顶层的沼气经脱硫装置脱硫处理后供给燃气发电机，燃气发电机的循环冷却水和高温烟气的余热被热电联产装置吸收并用于厌氧发酵罐中的反应液进行保温，二次换热后的中温烟气经冷却装置冷却后由烟气管道上的烟气阀控制着进入农作物种植地灌溉系统的管道内。农作物种植面积和沼气工程产物产量是数量配套后各自进行生产，沼气工程实现了其产物的最大价值，农作物种植也实现了其最大种植效率。
【技术实现步骤摘要】
沼气工程产物与农业种植相结合的综合利用系统
本专利技术属于沼气工程产物综合利用系统
，尤其是涉及一种沼气工程产物与农业种植相结合的综合利用系统。
技术介绍
至2010年底，我国有国家支持的大中型沼气工程14000多个，这些沼气工程受产物市场波动的影响，特别是沼液受运送成本制约，一般只适合本地消化。另外还受原料稳定性和运营队伍技术水平的影响，以及其本身投资收益率偏低，特别是中小规模的沼气工程常出现亏损的状况，造成了大量的资源浪费。如何提高沼气工程的综合利用率，使其发挥应有的作用成为了当务之急。名称为“厌氧发酵沼气的发酵液和沼液余热利用系统”(专利:201220419558.X)的专利提出了通过将沼气生产与温室大棚种植相结合，为大棚种植提供保温、有机肥、气肥CO2，通过充分体现其产品的商品性，解决了沼气工程的普遍收益率偏低的问题，但其前提条件为沼气工程周边有大面积温室大棚。以一亩大棚固定投资至少需20000元计算，如果新建设300亩的话，将需要超过600万元的巨额资金。在沼气工程产物综合利用中也有通过管道灌溉将沼液施用于各类种植作物的，并且也取得了相当的成效，但由于只是作为肥料使用，廉价的替代肥料非常多，所以与传统种植方式相比虽有少量减少肥料成本的优势，但对于沼气工程增产增收的优势并不明显，并且也伴有沼液输送至种植地的成本问题，普及率并非很高。因此开发出一种经济可行，并能够全面充分利用沼气工程产物中的热能、有机肥、气肥CO2的沼气工程产物与农业种植相结合的综合利用系统，通过充分体现其产品的综合价值，产生充分的经济效益成为了盘活沼气工程产业的关键点。专利技术内容本专利技术主要是解决现有技术所存在的技术问题，提供了一种沼气工程产物与农业种植相结合的综合利用系统。本专利技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:一种沼气工程产物与农业种植相结合的综合利用系统，包括生产沼气的厌氧发酵罐和设有管道灌溉系统的若干农作物种植地，所述厌氧发酵罐中顶层的沼气被收集并存储在沼气罐中，沼气经脱硫装置脱硫处理后供给燃气发电机，燃气发电机的循环冷却水和高温烟气分别与热电联产装置换热，热电联产装置制取 的高温热水和初次热交换后的中高温烟气分别与厌氧发酵罐中反应液换热，对厌氧发酵罐中的反应液进行保温，以保持厌氧发酵罐中反应液的最佳温度，二次换热后的中温烟气经冷却装置冷却后由烟气管道上的烟气阀控制着进入农作物种植地的灌溉系统管道内。作为优选，为更加便捷充分利用其沼渣、沼液等产物，所述厌氧发酵罐中上层的发酵液进入固液分离器，经固液分离器分离制取固体产物沼渣肥和液体产物沼液，沼液进入曝气装置与空气接触改良后存储在沼液池内，沼液池中的沼液经流出管道上的沼液阀进入农作物种植地的灌溉系统管道内。作为优选，所述曝气装置为大面积滤网的淋浴系统，沼液经过大面积的滤网淋浴到沼液池中，过滤掉沼液中可能堵塞管道的固体物，并且与空气中的氧气增大接触面和增加接触时间，以快速改善沼液对农作物有害的还原性。曝气装置还可以是空气压力注入式的或其他的沼液过滤方式的，为保持沼液的温度，压力注入的空气最好为热空气。作为优选，所述农作物种植地上覆有地膜，灌溉系统的管道从地膜下方通过，通过地膜阻挡可以减缓烟气的气流速度，起到缓释效果，避免空气中CO2浓度急剧变化，并且使得烟气与地面充分接触，用于改善农作物地表温度。作为优选，所述沼液阀和烟气阀和管道灌溉系统中的水阀为电控阀，农作物种植地的土壤表层里设有温度传感器、湿度传感器和CO2浓度传感器，温度传感器、湿度传感器和CO2浓度传感器的电信号传输给控制系统后用于控制沼液阀、烟气阀和管道灌溉系统中的水阀。一种沼气工程产物与农业种植相结合的综合利用系统，其使用方法为:在农作物需要施CO2气肥时，关闭水阀和沼液阀，打开烟气阀，沼气工程产生的沼气经脱硫进入燃气发电机燃烧发电，燃烧产生的烟气冷却至50°c以下，通过灌溉系统的管道排入农作物根部，然后经对流上升扩散至农作物的叶部，在其周围形成一个相对高于空气CO2浓度0.03%的高CO2浓度区，作为气肥被农作物吸收，可以提高作物产量，也可帮助调节农作物周边的温度，气肥的施用最佳时间为日出以后，此时作物光合作用盛行，可充分提高气肥的利用效率，排入种植地的烟气温度可根据气温状况进行调节，如气温较低需要提温时，以对农作物无副作用的较高温度，比如50°C 以下，将烟气排入种植地，在无需对种植地提温的情况下，烟气排入种植地的温度应在30°C以下，如在夏季需降温的情况下，还可以作为降温手段，将烟气冷却至更低的温度，比如20°C以下，再排入种植地中；在农作物需要保温时，关闭水阀和烟气阀，打开沼液阀，厌氧发酵罐中30-40°C的发酵液经固液分离器分离出沼液，沼液经曝气装置与空气接触改良后临时存储于沼液池中，调整至所需浓度后在冷却之前通过灌溉系统的管道灌溉至农作物根部；在农作物只需要施沼液肥而无需保温时，关闭水阀和烟气阀，打开沼液阀，将曝气过的沼液调制至所需浓度在冷却后通过灌溉系统的管道灌溉至农作物根部；在农作物需要浇水时，关闭沼液阀和烟气阀，打开水阀，通过灌溉系统的管道将水灌溉入农作物根部。本专利技术中热电联产装置所生产的热水可用于对厌氧发酵液保温，当需对作物提温时，也可在一定水温范围内，比如35°C以下，用于灌溉农作物来提高地表温度以及气温，或者用于稀释沼液，通过沼液灌溉农作物来提高地表温度以及气温。本专利技术中将烟气和沼液输送至农作物种植地的管道上，在需对作物提温时，为防止这些管道对烟气和沼液过度冷却，可对其覆盖保温材料。本专利技术中农作物种植地在高温季节时，可以采用在种植地周边由气密性物体包围，上部由防虫网、遮阳网等网状物覆盖的方式，以提高整体的种植效果。二氧化碳比空气重，其能够逃逸的方向只有上方，并且缓慢逃逸也会被农作物的叶片充分捕获用于光合作用。本专利技术中农作物种植地在低温季节时，可以采用在种植地覆盖气密性物体，再覆盖其他保温性能更好的保温材料。本专利技术中沼气工程所产生的沼渣肥可全部用于种植地做底肥使用，沼液肥在做追肥时，根据作物的需肥情况，还可在肥水灌溉过程中加入各类其他可溶性肥料，以提高其肥效。本专利技术中最佳农作物种植地面积需根据沼气工程的所产生的沼气量、有机肥量来确定，Im3的沼气燃烧后产生Im3的二氧化碳，而要保持农作物所需0.1-0.15%最佳二氧化碳浓度的话，一亩地每天至少需1-1.5m3的二氧化碳，一般种植面积亩数应小于日产气量立方数的70%。一亩地在有机无公害种植的情况下，年种一季需2.5吨以上的有机肥，如无其他补充有机肥的条件下，一般种植面积亩数应小于年产沼渣吨数的40%，如每年种植两季的话，可种植面积应减半。因此最佳种植面积应小于上述两者中较小者。采用上述技术方案后，使得本专利技术有以下优点: 1、沼气工程中的产物沼气转化为电能和热能以及二氧化碳，并都被充分利用，其中电能可自用或接入电网销售，热能一部分用于厌氧发酵罐的保温以提高发酵效率，另一部分可以用于保持和提高种植地的地温和气温，以保障生产，防止冷害，提高产量；二氧化碳作为气肥，安全、高效、便捷地用于种植，以提高农作物产量；沼气工程中的产物沼渣和沼液作为有机肥用于种植，可以节省种植成本，提高种植品质。2、由于农作物种植面积和沼气工本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种沼气工程产物与农业种植相结合的综合利用系统，包括生产沼气的厌氧发酵罐和设有管道灌溉系统的若干农作物种植地，其特征在于所述厌氧发酵罐中顶层的沼气被收集并存储在沼气罐中，沼气经脱硫装置脱硫处理后供给燃气发电机，燃气发电机的循环冷却水和高温烟气分别与热电联产装置换热，热电联产装置制取的高温热水和初次热交换后的中高温烟气分别与厌氧发酵罐中反应液换热，对厌氧发酵罐中的反应液进行保温，以保持厌氧发酵罐中反应液的最佳温度，二次换热后的中温烟气经冷却装置冷却后由烟气管道上的烟气阀控制着进入农作物种植地的灌溉系统管道内。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：涂维浩，洪锋，王海生，梁红莉，
申请(专利权)人：涂维浩，
类型：发明
国别省市：
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