专利名称：分布式光能、生物能联动燃气供给系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种以生物能为基础，具体的说是一种分布式光能、生物能联动燃气供给系统。该系统借助生物代谢过程，将有机质降解为甲烷和氢气，电力系统提供气体燃料。同时借助光能技术，通过分布式控制，为系统提供温控与微生物生长控制等功能。
背景技术：
沼气发电技术很早之前就有提出。但至今未能大面积使用。原因在于
第一，沼气产量不稳定，无法满足电力系统稳定运转的需要；
第二，沼气产量不足，不能保障电力系统燃料需求。在以上问题基础上，沼气发电项目一直停滞不前。稳定的甲烷产量需要一套完善的控制系统，同时生物种类与稳定性也至关重要。 大量的甲烷生成需要大型的反应系统，占地面积大，资源占用率高。解决这两大问题是推进甲烷发电机组的重要环节。该发明联合利用生物能与光能技术。利用分布式方法实现燃料供给的甲烷持续供给系统。每节点系统具备独立运行能力，同时能够充分利用秸杆、枯木、各类煤块，煤粉，乃至生活垃圾作为基础分解物，最终将其转化为生物甲烷，完成能量的转化与供给。
发明内容
本发明为了解决上述技术缺陷，提供一种分布式光能、生物能联动燃气供给系统。 通过一系列转化为电力机组提供充足燃料，实现闭循环能量供给与利用，解决不用占用大量土地资源，无需复杂管理与加工过程，实现分布式燃料供给系统。I、该发明为解决技术问题所采用的技术方案为该发明包括该发明包括中控系统、光能利用单元、生物反应池、营养供给单元、电气混燃燃烧器、集气体系；所述
I.中控系统通过程序控制，选择系统运行状态，判定节点生物反应器工作状态；2.光能利用单元该单元分布在系统不同位置，分别起到聚能、温控、生物控制、灭菌等多项功能；3.生物反应池降解各种纤维素、生物质、大碳链分子结构物质(如各类煤、石油、甘油等物质)。该单元的动作控制受到储气池、燃气加热单元需求量、环境温度、当地日期与时间、日照参数等多项指标控制；4.电气混燃燃烧器该单元综合电、气两种方式，对生物反应器进行保温处理，确保系统运行在可靠温度范围以内；5.营养供给单元该单元具有硫化氢、二氧化碳再利用功能，同时根据节点稳定性，对生物反应器进行营养供给与控制；
6.集气体系该单元用于甲烷与氢气的采集。该分布式光能、生物能联动燃气供给系统以生物能作为根本，借助光能技术完成系统反应速度控制和点位安全控制。每节点通过生物转化，实现由大碳链结构物质到氢气、 甲烷的转化，并提供燃料输出。系统每节点单独运行，节点可以至于农户庭院地下，也可以置于厂区地下，系统进行统一控制，实现分布式甲烷供给系统的设计。该发明的实施方法为
1.每个节点单元具备独立的生物反应器，监测系统，控制系统与反馈系统。2、生物反应器由光能采集器和生物反应池两部分组成。3、光能采集系统首先利用红外光谱预热媒介，并作热能临时存储。4、在光能系统能够提供足够热能时，媒介由中控系统控制热量进入生物反应池， 使其处于工作要求温度。5、生物反应池的气相与液相部分分别通过传感器实时监控，并将信息传送至控制中心。6、控制中心根据节点气样与液相参量变化情况控制生物反应器顶端的光能系统根据反应池中生物活性状态改变供光量，控制生物的代谢过程。7、由此，反应系统工作效率通过池内温度与通光量两大参量配合控制，确保系统一直保持在最稳定状态。8、生物反应池产生的甲烷气体首先进入高压光能灭菌系统。该单元属于系统内部的防火墙，确保环境生物安全。9、燃气收集中心收集各节点生成气体，分离甲烷，二氧化碳，硫化氢等成分。将甲烷泵入集气系统，二氧化碳和硫化氢则泵入营养供给系统。10、营养供给系统根据节点状态，由各节点营养控制器控制营养液注入同时泵入硫化氢与二氧化碳饱和溶液，作为反应底物重新加以利用。在充分利用有限资源公式，控制二氧化碳排放量，实现绿色环保。11、储气池将获得的甲烷气体和氢气在中控系统控制下输送燃烧室，完成燃气供应。12、当反应池温度不能满足要求，光能设施又不足以提供足够热量时，反应池本身会在中控系统控制下，打开电气混燃燃烧器，向反应器供给温度，确保系统能够一直稳定运行。
有益效果该发明在节省土地资源与劳动力资源的同时，系统可以充分利用生活垃圾、 枯枝落叶、秸杆等垃圾杂物，起到环境清洁师的作用。同时系统能依托于各类煤(包含褐煤、 煤泥等低变质煤)，油页岩，乃至甘油等等作为能源供给。实现制冷制热驱动同时，完成能源复垦，能源回收与能源综合利用等工程。让被遗忘的能源再次绽放应用的光芒。I.本发明充分结合光能、生物能技术，实现分布式燃气供给体系的建立；
2.本发明系统为电力等大型燃料需求系统供给燃料同时，缩减占地，节约运营成本；
3.本发明系统实现多节点的同步控制与管理；
4.本发明系统实现了多方面的光能利用技术，环保，安全；
5.本发明系统实现自锁循环的生物反应速率控制；
6.本发明系统生物反应系统基于地壳深层古生菌，具有完善的菌种结构与共生机
制；
7.本发明系统的生物反应系统具有优越的环境适应性与营养底物的宽选择性，各类营养物质免去预处理的繁琐；
8.本发明系统具备二氧化碳再利用能力，进一步实现运行绿色、环保、降污染的要求；
9.本发明系统能够利用各种纤维素(动物纤维、植物纤维)，生物质(草本、木本)、各类煤、石油、以及工业废料(甘油等)和生活垃圾作为分解源。为系统提供生成甲烷、各类烃以及氢气的底物，实现功能同时降低环境污染；
10.本发明可根据实际使用要求随机布置节点数量。
附图
I为本发明的节点功能分区图。附图2为本发明的结构原理示意图。在图中，该发明包括以下系统1.中控系统通过程序控制，选择系统运行状态， 判定节点生物反应器工作状态；2.光能利用单元该单元分布在系统不同位置，分别起到聚能、温控、生物控制、灭菌等多项功能；3.生物反应池降解各种纤维素、生物质、大碳链分子结构物质(如各类煤、石油、甘油等物质)。该单元的动作控制受到储气池、燃气加热单元需求量、环境温度、当地日期与时间、日照参数等多项指标控制；4.电气混燃燃烧器该单元综合电、气两种方式，对生物反应器进行保温处理，确保系统运行在可靠温度范围以内；5.营养供给单元该单元具有硫化氢、二氧化碳再利用功能，同时根据节点稳定性，对生物反应器进行营养供给与控制；6.集气体系该单元用于甲烷与氢气的采集。该发明的实施方法为1.每个节点单元具备独立的生物反应器，监测系统，控制系统与反馈系统。2.生物反应器由光能采集器和生物反应池两部分组成。3.光能采集系统首先利用红外光谱预热媒介，并作热能临时存储。4.在光能系统能够提供足够热能时，媒介由中控系统控制热量进入生物反应池，使其处于工作要求温度。5.生物反应池的气相与液相部分分别通过传感器实时监控，并将信息传送至控制中心。6.控制中心根据节点气样与液相参量变化情况控制生物反应器顶端的光能系统根据反应池中生物活性状态改变供光量，控制生物的代谢过程。7.由此，反应系统工作效率通过池内温度与通光量两大参量配合控制，确保系统一直保持在最稳定状态。8.生物反应池产生的甲烷气体首先进入高压光能灭菌系统。该单元属于系统内部的防火墙，确保环境生物安全。9.燃气收集中心收集各节点生成气体，分离甲烷，二氧化碳，硫化氢等成分。将甲烷泵入集气系统，二氧化碳和硫化氢则泵入营养供给系统。10.营养供给系统根据节点状态，由各节点营养控制器控制营养液注入量，同时泵入硫化氢与二氧化碳饱和溶液，作为反应底物重新加以利用。在充分利用有限资源公式，控制二氧化碳排放量，实现绿色环保。11.储气池将获得的甲烷气体和氢气在中控系统控制下输送燃烧室，完成燃气供应。12.当反应池温度不能满足要求，光能设施又不足以提供足够热量时，反应池本身会在中控系统控制下，打开电气混燃燃烧器，向反应器供给温度，确保系统能够一直稳定运行。
权利要求
1.分布式光能、生物能联动燃气供给系统，该发明包括中控系统、光能利用单元、生物反应池、营养供给单元、电气混燃燃烧器、集气体系；其特征是所述I.中控系统通过程序控制，选择系统运行状态，判定节点生物反应器工作状态；2.光能利用单元该单元分布在系统不同位置，分别起到聚能、温控、生物控制、灭菌等多项功能；3.生物反应池降解各种纤维素、生物质、大碳链分子结构物质，该单元的动作控制受到储气池、燃气加热单元需求量、环境温度、当地日期与时间、日照参数等多项指标控制；4.电气混燃燃烧器该单元综合电、气两种方式，对生物反应器进行保温处理，确保系统运行在可靠温度范围以内；5.营养供给单元该单元具有硫化氢、二氧化碳再利用功能，同时根据节点稳定性，对生物反应器进行营养供给与控制；6.集气体系该单元用于甲烷与氢气的采集。
2.根据权利要求I所述的分布式光能、生物能联动燃气供给系统，其方法特征为1.每个节点单元具备独立的生物反应器，监测系统，控制系统与反馈系统，2.生物反应器由光能采集器和生物反应池两部分组成，3.光能采集系统首先利用红外光谱预热媒介，并作热能临时存储，4.在光能系统能够提供足够热能时，媒介由中控系统控制热量进入生物反应池， 使其处于工作要求温度，5.生物反应池的气相与液相部分分别通过传感器实时监控，并将信息传送至控制中心，6.控制中心根据节点气样与液相参量变化情况控制生物反应器顶端的光能系统根据反应池中生物活性状态改变供光量，控制生物的代谢过程，7.由此，反应系统工作效率通过池内温度与通光量两大参量配合控制，确保系统一直保持在最稳定状态，8.生物反应池产生的甲烷气体首先进入高压光能灭菌系统；该单元属于系统内部的防火墙，确保环境生物安全，9.燃气收集中心收集各节点生成气体，分离甲烷，二氧化碳，硫化氢等成分；将甲烷泵入集气系统，二氧化碳和硫化氢则泵入营养供给系统，10.营养供给系统根据节点状态，由各节点营养控制器控制营养液注入量，同时泵入硫化氢与二氧化碳饱和溶液，作为反应底物重新加以利用；在充分利用有限资源公式，控制二氧化碳排放量，实现绿色环保，11.储气池将获得的甲烷气体和氢气在中控系统控制下输送燃烧室，完成燃气供应，12.当反应池温度不能满足要求，光能设施又不足以提供足够热量时，反应池本身会在中控系统控制下，打开电气混燃燃烧器，向反应器供给温度，确保系统能够一直稳定运行。
全文摘要
本发明公布一种分布式光能、生物能联动燃气供给系统。该发明联合利用生物能与光能技术。利用分布式方法实现燃料供给的甲烷持续供给系统。每节点系统具备独立运行能力，同时能够充分利用秸秆、枯木、各类煤块，煤粉，乃至生活垃圾作为基础分解物，最终将其转化为生物甲烷，完成能量的转化与供给。
文档编号C10L3/08GK102585948SQ20121001868
公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月20日 优先权日2012年1月20日
发明者严小新, 彭苏萍, 梁燕娜, 肖栋, 肖炳江, 艾康 申请人:江苏君东新材料科技发展有限公司