生物能源循环利用系统

1.本实用新型属于乡村能源工程技术领域，具体涉及一种生物能源循环利用系统。


背景技术：

2.以沼气为代表的清洁能源能够解决生活中对能源的需求，又可以降低环境污染，是一种具有广泛应用前景的能源技术。相比于煤气和天然气，沼气的成本更低，不会增加农村居民的使用负担，因此尤其适于在乡村地区进行推广使用。且沼气的制备过程实现了生物能源的循环利用，即能够充分处理乡村生产和生活中的有机废物，降低农村面源污染，同时解决乡村能源问题，降低生活成本，又生产大量沼液、沼渣等有机肥料，推动乡村有机农业的发展，提高农民的收入。
3.但是在实际使用中，沼气的产气量受季节影响十分明显。夏季沼气产气量大，容易产生剩余，冬季则产气量降低，甚至难以满足日常生活所需。除此之外，沼气发酵原料的量也存在着较大的波动性，这也严重影响了沼气装置的正常运行，因此如何探索一种能够满足四季所需、能够适应发酵原料波动的生物能源循环利用系统，这是本领域急需解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本技术解决的是现有的沼气制备装置存在的产气量随季节波动性大，夏季易有剩余，冬季不满足使用需求的技术问题，进而提供一种能够满足四季所需，且同时还能够适应发酵原料波动的生物能源循环利用系统。
5.本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案为：
6.一种生物能源循环利用系统，包括：沼气发酵罐，在所述沼气发酵罐的上部设置有进料口和排气口，在所述沼气发酵罐的下部设置有排渣口，在所述沼气发酵罐内安装有搅拌装置；加压沼气储存罐，所述加压沼气储存罐的进气口通过输气管道与所述沼气发酵罐的排气口连通，在所述输气管道上安装有输气装置和阀门；储气罐，在所述储气罐上设置有充气接口和放气接口，所述充气接口通过充气管与所述加压沼气储存罐的出气口连通，在所述充气管上设置有充气阀；所述放气接口与炉灶管件连接。
7.还包括设置在所述沼气发酵罐上游的有机物料收集装置。
8.所述沼气发酵罐设置有多个。
9.在所述沼气发酵罐内设置有料位传感器。
10.多个沼气发酵罐的进料口分别通过一根进料管与一根进料总管连通，在每根所述进料管上设置有进料阀。
11.所述沼气发酵罐设置有2个，在2个所述沼气发酵罐上方设置有进料筒，所述进料筒位于2个所述沼气发酵罐的进料口的上方，在所述进料筒内设置有活动盖板，所述活动盖板在2个所述沼气发酵罐的进料口之间移动。
12.2个所述沼气发酵罐的截面均设置为半圆形，2个所述沼气发酵罐紧贴设置，拼成
一个圆柱形罐体。
13.所述活动盖板固定安装在旋转轴上，在2个所述沼气发酵罐的进料口之间旋转移动。
14.与所述旋转轴连接设置有电机。
15.还设置有控制器，所述控制器分别与所述料位传感器和所述电机连接。
16.本实用新型所述生物能源循环利用系统，优点在于：
17.本实用新型所述的生物能源循环利用系统，本技术中的生物能源循环利用系统设置有加压沼气储存罐，所述加压沼气储存罐可用于大量储存压缩沼气，使得产气量高峰时期剩余的沼气得以存储，并在产气量低时再取用，解决因沼气产气量波动而导致的沼气剩余或不满足需求的问题。本技术设置有储气罐，所述储气罐采用移动式储气罐，移动式储气罐优选采用小型的可移动式储气罐，在所述储气罐上设置有充气接口和放气接口，所述充气接口通过充气管与所述加压沼气储存罐的出气口连通。从而实现沼气的移动式运输，所述储气罐的放气接口与炉灶通过管件连接，可用于向供暖炉灶或者做饭炉灶供气。
18.本实用新型所述的生物能源循环利用系统，所述沼气发酵罐优选设置有多个。在每个所述沼气发酵罐内设置有料位传感器。多个沼气发酵罐的进料口分别通过一根进料管与一根进料总管连通，在每根所述进料管上设置有进料阀。多个沼气发酵罐的设置更加能够适应发酵原料量波动的情况，当原料量少时，可只使用单罐，当原料量大时，所述料位传感器检测到料位高于阈值，则通过控制各个进料管上的进料阀通断，使得物料自动进入下一个沼气发酵罐，避免了原材料的浪费。
19.同样作为优选的实施方式，本实用新型所述的生物能源循环利用系统，所述沼气发酵罐设置有2个，在2个所述沼气发酵罐上方设置有进料筒，所述进料筒位于2个所述沼气发酵罐的进料口的上方，在所述进料筒内设置有活动盖板，所述活动盖板在2个所述沼气发酵罐的进料口之间移动。且进一步优选2个所述沼气发酵罐的截面均设置为半圆形，2个所述沼气发酵罐紧贴设置，拼成一个圆柱形罐体。这种设置方式可节省罐体的占地面积，使得沼气发酵罐的结构更加紧凑。
20.为了使本实用新型所述的生物能源循环利用系统的技术方案更加清楚明白，以下结合具体附图及具体实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。
附图说明
21.如图1所示为本实用新型所述的生物能源循环利用系统的系统图；
22.如图2所示为本实用新型所述的沼气发酵罐的结构示意图；
23.如图3所示为本实用新型所述的2个截面为半圆形的沼气发酵罐的结构示意图；
24.如图4所示为本实用新型所述的2个截面为半圆形的沼气发酵罐的俯视图；
25.如图5所示为本实用新型所述的沼气发酵罐和加压沼气储存罐的结构图；
26.其中附图标记为：
27.1-沼气发酵罐；11-第一沼气发酵罐；111-第一沼气发酵罐的排气口；12-第二沼气发酵罐；121-第二沼气发酵罐的排气口；131-第一沼气发酵罐的进料口；132-第二沼气发酵罐的进料口；13-清淤泵；14-加热夹层；2-加压沼气储存罐；3-储气罐；4-输气管道上的阀门；5-输气装置；51-输气管道；6-充气阀；61-充气管；7-减压阀；71-管件；8-进料筒；9-活动
盖板；91-旋转轴；101-输气支管；10-输气总管。
具体实施方式
28.实施例1
29.本实施例提供了一种生物能源循环利用系统，如图1所示，包括：
30.有机物料收集装置，有机物料收集装置包括乡村生活污水收集系统、生产生活垃圾收集车、农作物秸秆粉碎装置。
31.沼气发酵罐1，如图2所示，在所述沼气发酵罐1的上部设置有进料口和排气口，有机物料收集装置收集的有机物料通过进料口送入所述沼气发酵罐1；所述排气口配套设置有顶盖，进料时将所述顶盖取下，进料完毕后将所述顶盖安装好，防止沼气泄漏。在所述沼气发酵罐1的下部设置有排渣口；在所述沼气发酵罐1内安装有搅拌装置。所述沼气发酵罐1埋设于地下，如图2所示，在所述沼气发酵罐1的外表设置有加热夹层14；本实施例中所述加热夹层14通过循环管道与热水罐(未示出)连通，在所述循环管道上设置有循环泵，用于实现热水在加热夹层14中的循环流动。本实施例中，通过加热夹层14可起到冬季加热保温的作用，从而提高冬季的产气量。为了降低使用成本，所述系统设置太阳能热水装置，太阳能热水装置通过管道与热水罐连通，利用太阳能实现热水的加热。在所述沼气发酵罐1内安装有温度传感器，用于监测发酵罐内的温度。
32.本实施例中，所述排渣口位于所述沼气发酵罐1的底部，所述排渣口连通有排渣管道，在所述排渣管道上安装有清淤泵13。
33.加压沼气储存罐2，所述加压沼气储存罐2的进气口通过输气管道51与所述沼气发酵罐1的排气口连通，在所述输气管道51上安装有输气装置5和阀门4；所述输气装置5采用增压泵。
34.储气罐3，采用小型的可移动式储气罐，在所述储气罐3上设置有充气接口和放气接口，所述充气接口用于和所述加压沼气储存罐2的出气口连通。本实施例中所述充气接口通过充气管61与所述加压沼气储存罐2的出气口以可拆卸的方式连通，从而利用加压沼气储存罐2对储气罐3充气，在所述充气管61上设置有充气阀6；所述放气接口与炉灶管件71连接，用于实现和炉灶的连通，在所述炉灶管件71上安装有减压阀7。
35.本实施例中所述的生物能源循环利用系统的工作过程为：
36.将有机填料、生活污水、生产、生活垃圾、粉碎的农作物秸秆由所述进料口送入所述沼气发酵罐1进行发酵，发酵过程中利用搅拌装置对物料进行搅拌。发酵产生的沼气被加压输送至加压沼气储存罐2进行储存，利用储气罐3取用所述加压沼气储存罐2中的沼气，用于炉灶的使用。在冬季，可通过加热夹层14的升温作用维持沼气发酵罐内的温度高于10摄氏度。
37.实施例2
38.本实施例提供了一种生物能源循环利用系统，包括：
39.沼气发酵罐，如图3和图4所示，本实施例中所述沼气发酵罐设置有2个，分别为第一沼气发酵罐11和第二沼气发酵罐12。在每个所述沼气发酵罐的上部均设置有进料口；在2个所述沼气发酵罐上方设置有进料筒8，所述进料筒8位于2个所述沼气发酵罐的进料口的上方。本实施例中所述进料筒8的顶端敞口设置，底端开口则与所述第一沼气发酵罐11和第
二沼气发酵罐12的顶面密闭连接，形成一个上端敞口、底部与第一沼气发酵罐11和第二沼气发酵罐12的进料口密闭连通的筒体。在所述进料筒8内设置有活动盖板9，所述活动盖板9在2个所述沼气发酵罐的进料口之间移动。本实施例中，2个所述沼气发酵罐的截面均设置为半圆形，2个所述沼气发酵罐紧贴设置，拼成一个圆柱形罐体。第一沼气发酵罐11的进料口131和第二沼气发酵罐12的进料口132均靠近圆柱形罐体轴线设置。所述活动盖板9固定安装在一个旋转轴91上，所述旋转轴91适宜带动所述活动盖板9旋转，从而在2个所述沼气发酵罐的进料口之间旋转移动。当所述活动盖板9旋转至一个进料口上方时，对所述进料口进行密封遮挡；另一个气发酵罐的进料口则形成敞口，用于进料。在每个所述沼气发酵罐中均设有料位传感器，用于监测料位的高度。所述料位传感器适宜选择现有技术中的任意可实现料位监测的传感器，如超声波传感器等。作为优选的实施方式，与所述旋转轴91连接设置有电机。所述系统还设有控制器，所述控制器分别与所述料位传感器和所述电机连接。
40.在每个所述沼气发酵罐的上部还设置有排气口，在所述沼气发酵罐的下部设置有排渣口；在所述沼气发酵罐内安装有搅拌装置。所述沼气发酵罐埋设于地下。所述排渣口位于所述沼气发酵罐的底部，所述排渣口连通有排渣管道，在所述排渣管道上安装有清淤泵13。
41.加压沼气储存罐2，如图5所示，所述加压沼气储存罐2的进气口分别与所述2个沼气发酵罐的排气口连通，所述第一沼气发酵罐的排气口111和第二气发酵罐的排气口121分别与1根输气支管101连通，2根输气支管101的出气口汇总至一根输气总管10，在所述输气总管10上安装有输气装置5和阀门4；所述输气装置5采用增压泵，在每个输气支管101上也均设置有支管阀门。
42.储气罐3，采用小型可移动式储气罐，在所述储气罐3上设置有充气接口和放气接口，所述充气接口通过充气管61与所述加压沼气储存罐2的出气口连通，在所述充气管61上设置有充气阀6；所述放气接口与炉灶通过管件71连接，在所述管件71上安装有减压阀7。
43.本实施例中所述的生物能源循环利用系统的工作过程为：
44.初始状态下，所述活动盖板9遮挡在第一所述沼气发酵罐11的进料口的上方，对其进行密封。将有机填料、生活污水、生产、生活垃圾、粉碎的农作物秸秆由所述进料口送入第二沼气发酵罐12进行发酵，发酵过程中利用搅拌装置对物料进行搅拌。当原料量大时，所述料位传感器检测到料位高于阈值，则通过控制电机带动旋转轴91旋转，进而带动活动盖板9进行旋转，关闭正在进料的第二沼气发酵罐的进料口，开启原本密闭的第一沼气发酵罐的进料口，物料则自动进入下一个发酵罐。发酵产生的沼气被加压输送至加压沼气储存罐2进行储存，利用储气罐3取用所述加压沼气储存罐2中的沼气，用于炉灶的使用。
45.除了本实施例中通过进料筒和活动盖板实现物料在不同沼气发酵罐中分配的方式，也可以利用阀门实现物料的分配。可以将多个沼气发酵罐的进料口分别通过一根进料管与一根进料总管连通，在每根所述进料管上设置有进料阀。使用时可通过各个进料管上的进料阀的通断控制物料进入各个沼气发酵罐，当一个沼气发酵罐物料满后，通过关闭该沼气发酵罐对应的进料管上的进料阀的进料阀，开启下一个沼气发酵罐的进料阀，使得物料自动进入下一个罐体。
46.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通
技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以权利要求为准。