專利名稱：有機物料沼氣發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于新能源設(shè)備領(lǐng)域，主要應(yīng)用在沼氣發(fā)電等方面。
背景技術(shù)：
對于廢棄的有機物料來說，有多種處理方式。比如，很多情況下，
采用直接丟棄的方式，讓有機物料在自然界中腐?。粚τ诔鞘械挠袡C 廢料來說，有采用燃燒發(fā)電方式，對其進行利用的；對于能夠作為家 禽、牲畜飼料的有機物物料來說，還可以對其進行處理，轉(zhuǎn)變成動物 飼料;對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)來說，有時人們會將有機物料直接轉(zhuǎn)變成有機肥， 置放在農(nóng)田中，等等方式。
沼氣是通過有機物料的厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的，沼氣的產(chǎn)生過程在自然 界中無處不在。沼氣的主要成分是曱烷和二氧化碳。有機物料進行厭 氧發(fā)酵，所獲得的沼氣是優(yōu)秀的清潔能源，而發(fā)酵剩下的沼液和沼渣， 可作為優(yōu)秀的有機肥。
進一步，所產(chǎn)生的沼氣還能夠用于發(fā)電等用途。但當(dāng)前，這些應(yīng) 用途徑還很欠缺，并且，所采用的設(shè)備也有很大的改進空間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種有機物料沼氣發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)?有機物料進行厭氧發(fā)酵，轉(zhuǎn)變成沼氣之后繼而進行發(fā)電，供應(yīng)用戶。
一種有機物料沼氣發(fā)電系統(tǒng)，它是這樣實現(xiàn)的，該系統(tǒng)包括有 機物料存儲罐，是設(shè)置有有機物料抽送器的存儲罐結(jié)構(gòu)；沼氣工業(yè)發(fā) 酵罐，是設(shè)置有攪拌機的厭氧發(fā)酵罐；沼氣處理器，是包括有沼氣脫 硫裝置的處理器械；沼氣發(fā)電機，是利用沼氣作為燃料的燃氣發(fā)電機； 沼氣電流配給器，是連接于內(nèi)電網(wǎng)與外電網(wǎng)的電流配給裝置。
本發(fā)明的優(yōu)點在于利用本發(fā)明中的有機物料存儲罐、沼氣工業(yè) 發(fā)酵罐，可將有機物料轉(zhuǎn)變成沼氣；利用沼氣處理器、沼氣發(fā)電機， 可以將所產(chǎn)生的沼氣轉(zhuǎn)變成電能；而利用沼氣電流配給器，可以將沼 氣所發(fā)的電配給各類用戶，利用該系統(tǒng)，能夠高效地實現(xiàn)沼氣生產(chǎn)、 發(fā)電的目的。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細。
圖1是本發(fā)明所述有機物料沼氣發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明中的有機物料存儲罐的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是本發(fā)明中的沼氣工業(yè)發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是本發(fā)明所述的沼氣工業(yè)發(fā)酵罐中的酸堿度調(diào)配器的結(jié)構(gòu) 示意圖。
圖6是本發(fā)明所述的沼氣發(fā)電機部分的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖7是本發(fā)明所述的沼氣電流配給器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中的數(shù)字標(biāo)號說明
100-有機物料；200 -有機物料存儲罐，201-物料罐外殼，202 -物料抽送器，203 -物料抽送泵，204 -輸送管；300 -沼氣工業(yè)發(fā) 酵罐，301-發(fā)酵罐外殼，302 -太陽能接收板，310-酸堿度調(diào)配器， 311-酸堿度控制單元，312-PH值測試器，313-酸液存儲罐，314 -堿液存儲罐，315-酸液電磁閥，316-堿液電磁閥；400 -沼氣處理 器，401-分子篩，402 -二氧化碳分子篩；500 -沼氣發(fā)電^/L, 501 -沼氣接口， 502 -備用燃氣接口， 503 -備用燃氣罐；600 -沼氣電流 配給器，601-配電控制單元，602 -電流計，603 -電壓計，604 -反 饋電路；700 -電網(wǎng)，701-內(nèi)電網(wǎng)，702 -外電網(wǎng)。
具體實施例方式
本發(fā)明所述的有機物料沼氣發(fā)電系統(tǒng)，能夠完整的將工、農(nóng)業(yè)中 的有機物料進行發(fā)酵處理，獲得沼氣之后進行發(fā)電，并供應(yīng)到電網(wǎng)之 中。下面結(jié)合附圖進行說明。
圖1的說明
參圖1所示，這是本發(fā)明所述的有機物料沼氣發(fā)電系統(tǒng)的整體示 意圖。該系統(tǒng)主要包括有機物料存儲罐200，沼氣工業(yè)發(fā)酵罐300， 沼氣處理器400，沼氣發(fā)電機500，沼氣電流配給器600。另外，對 應(yīng)著有機物料存儲罐200，應(yīng)備有原料，即有機物料IOO;對應(yīng)著沼氣
電流配給器600,應(yīng)當(dāng)有使用電流的網(wǎng)絡(luò)，即電網(wǎng)700。
其中的有機物料IOO，泛指各種能夠發(fā)酵成沼氣的有機原料。比 如，酒廠、味精廠等工廠在生產(chǎn)過程中，所留存的有機原料；或者在 生產(chǎn)過程中，能夠產(chǎn)生沼氣的各種原始材料；或者是農(nóng)牧業(yè)中的秸稈、 草料；或者是人畜糞便，等等。
其中的有機物料存儲罐200，泛指各種能夠容放有機物料100的 容器。這在圖2中會有進一步的說明。
其中的沼氣工業(yè)發(fā)酵罐300,是將有機物料IOO進行厭氧發(fā)酵， 以產(chǎn)生沼氣的容器。在圖3中會有進一步的說明。
其中的沼氣處理器400，是用來對沼氣工業(yè)發(fā)酵罐300所產(chǎn)生的 沼氣進行預(yù)處理的設(shè)備。沼氣在用來發(fā)電之前， 一般要進行脫硫處理， 這可以通過設(shè)置在沼氣處理器400中的沼氣脫疏裝置來實現(xiàn)，當(dāng)前這 一技術(shù)是成熟的，可直接采用。
根據(jù)需要，對其水分等雜質(zhì)，同樣可以進行預(yù)處理。
另外，所產(chǎn)生的沼氣中，通常會有較大量的二氧化碳。這些二氧 化碳成分，會大幅度降低沼氣發(fā)電時的工作效率。可以利用一些分離 結(jié)構(gòu)，將全部或部分二氧化碳分理掉。在本發(fā)明中，描述了一種利用 分子篩的分離方式，這在圖5中會有說明。
其中的沼氣發(fā)電機500,是利用沼氣進行發(fā)電的燃氣發(fā)電機。沼 氣中含有大量的曱烷，熱值相當(dāng)高，利用沼氣進行發(fā)電是可行的，并 且，當(dāng)前已有這方面4支術(shù)成熟的燃氣發(fā)電^L。
其中的沼氣電流配給器6 0 0,是將沼氣發(fā)電機5 00所發(fā)出的電能 進行配給的裝置。所產(chǎn)生的電流要應(yīng)用在電網(wǎng)700之中。所述的電網(wǎng) 700，就是導(dǎo)通與應(yīng)用電流的網(wǎng)絡(luò)。在本發(fā)明中，電網(wǎng)700主要包括 有兩部分，分別是內(nèi)電網(wǎng)701和外電網(wǎng)702。所述的內(nèi)電網(wǎng)701，指 的是使用沼氣電流的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)， 一般說來是，是指與沼氣發(fā)電系統(tǒng)相 關(guān)聯(lián)的所有者，或者合作者，范圍較小；所述的外電網(wǎng)702,指的是 公共的工業(yè)或民用電網(wǎng)。沼氣電流配給器600,用于向內(nèi)電網(wǎng)701和 外電網(wǎng)702所組成的電網(wǎng)700供電；當(dāng)然，也可以根據(jù)需要，從外電 網(wǎng)702中獲得電流。
圖2的說明 參圖中所示，在本實施例中，有機物料存儲罐200的最外層，為 物料罐外殼201。物料罐外殼201適合采用硬質(zhì)材料來實現(xiàn)，比如鋼 制外殼；當(dāng)然，也不限定。在物料罐外殼201上，還設(shè)置有物料抽送 器202。所述的物料抽送器202,是方便于將有機物料從儲存罐中抽 出或抽入的結(jié)構(gòu)。
物料抽送器202有多種實現(xiàn)方式，對固態(tài)或半固態(tài)的有^L物料來 說，采用傳送帶一類的方式，就可以實現(xiàn)；對于液態(tài)或半液態(tài)的有機 物料來說，可采用泵一類的裝置來實現(xiàn)的。
在本實施例中，物料抽送器202是通過物料抽送泵203來實現(xiàn)的。 利用物料抽送泵203,配合著作為管道使用的輸送管204,可以將有 機物料儲存罐200中的有機物料方便地抽出。
圖3的說明
在圖3中，所展示的是沼氣工業(yè)發(fā)酵罐300。沼氣工業(yè)發(fā)酵罐300 是用于有機物料厭氧發(fā)酵的容器。其外殼部分，稱為發(fā)酵罐外殼301。 發(fā)酵罐外殼301以適合采用堅固耐用、不透氣的材質(zhì)來實現(xiàn)，比如， 采用鋼制材料就是不錯的選擇。另外，采用硬質(zhì)的塑膠材料，或其它 密封性強的材料，也同樣可以。
在沼氣的生成過程中，為了提高產(chǎn)氣效率，對發(fā)酵池中的物料進 行攪拌，是有效的方式。于是，該沼氣工業(yè)發(fā)酵罐300中，就設(shè)置有 電控的攪拌機，在沼氣發(fā)酵的過程中，可按照預(yù)定的方式對有機物料 進行攪拌。
另外，在沼氣的發(fā)酵過程中，如果能為有機物料提供合適的發(fā)酵 溫度，那么，就會提高沼氣的產(chǎn)氣效率。本實施例中，在發(fā)酵罐外殼 301上設(shè)置有太陽能接收板302。利用太陽能接收板302，接收到太 陽光的熱量之后，可用于調(diào)節(jié)發(fā)酵罐內(nèi)部的溫度。
太陽能接收板302，可以直接采用有利于吸收太陽光能量的黑色 玻璃管一類的太陽能接收器來實現(xiàn)；當(dāng)然，具體的實現(xiàn)方式是不限定 的。另外，也可以釆用太陽能電池板，將獲得的電能用于調(diào)節(jié)發(fā)酵罐 內(nèi)部的溫度，或?qū)崿F(xiàn)其它的用途。
圖4的說明
參圖中所示，這兒所展示的是應(yīng)用在沼氣工業(yè)發(fā)酵罐300內(nèi)部的 酸堿度調(diào)配器310。利用酸堿度調(diào)配器310，可將發(fā)酵罐內(nèi)部的發(fā)酵 環(huán)境，調(diào)節(jié)到合適的PH值，這有利于提高產(chǎn)氣的效率，以及沼氣的 產(chǎn)量。
酸堿度調(diào)配器310包括有多個組成部分
首先，包括有酸石威度控制單元311。它由運算處理器組成，利用 酸堿度控制單元311，可對各個組成部分發(fā)出相應(yīng)的控制指令。
其次，包括有PH值測試器312。利用PH值測試器312,可測試 發(fā)酵環(huán)境的酸堿度。
再次，包括有酸液存儲罐313。在酸液存儲罐313中，存儲有酸 性的物料。對應(yīng)著酸液存儲罐313,設(shè)置有酸液電/f茲閥315，來作為 電控開關(guān)。利用酸液電^F茲閥315，可控制酸液存^f諸罐313中的酸液的 流出與否，以及流出的數(shù)量。
再次，還包括有堿液存儲罐314。在堿液存儲罐314中，存儲有 堿性的物料。對應(yīng)著石威液存儲罐314，設(shè)置有堿液電磁閥316，來作 為電控開關(guān)。利用堿液電^茲閥316，可控制堿液存儲罐314中的》咸液 的流出與否，以及流出的數(shù)量。
這部分器件，是這樣配合著工作的
在酸堿度控制單元311中，預(yù)設(shè)幾個臨界的PH值。然后利用PH 值測試器312，對發(fā)酵物料的酸堿度進行測試；PH值測試器312的測 量結(jié)果，傳送到酸堿度控制單元311中。根據(jù)測試結(jié)果來啟動酸液電 磁閥315或堿液電石茲閥316，使其釋放出相應(yīng)的酸液或堿液，來達到 調(diào)節(jié)反應(yīng)物料PH值的目的。
圖5的說明
參圖中所示，這是安裝在沼氣處理器400中的分子篩401。該分 子篩401，可允許二氧化碳透過，而阻止其它的氣體成分透過；反之 也一樣，即允許甲烷透過，而阻止二氧化碳透過。這種能夠在二氧化 碳與曱烷之間進行分離的分子篩結(jié)構(gòu)，在本發(fā)明中，為了方便說明， 稱之為二氧化碳分子篩402。
參圖中所示，利用二氧化碳分子篩402，就可以將沼氣403中的 二氧化碳404分離出來。二氧化碳404順利分離之后，有利于提高沼
氣403的熱值，以及在發(fā)電過程中熱量的利用效率。 圖6的說明
參圖中所示，在沼氣發(fā)電機500處，設(shè)置了兩個燃氣通道，分別 是沼氣接口 501和備用燃氣接口 502。
其中的沼氣接口 501,與沼氣處理器400中的沼氣通道相連通。 處理過的沼氣通過沼氣接口 501導(dǎo)入到沼氣發(fā)電機500中后，就可以 利用沼氣進行發(fā)電了。
需要指出的是，發(fā)酵所產(chǎn)生的沼氣量，未必能夠穩(wěn)定地滿足發(fā)電 需要。這種情況下，當(dāng)需要發(fā)電而沼氣供應(yīng)不足時，可利用其它的備 用燃氣來彌補該不足。
本實施例中，所設(shè)置的備用燃氣接口 502,與備用燃氣罐503相 連通。在備用燃氣罐503中，存儲有能夠用于燃氣發(fā)電機發(fā)電的可燃 氣體，比如液化氣，等等。另外，備用燃氣接口 502,還可以直接與 管道煤氣或管道天然氣相連通，利用煤氣和天然氣，來作為備用的發(fā) 電用燃氣。
有了備用燃氣接口 502以及配套的備用燃氣后，可提高沼氣發(fā)電 機500工作的穩(wěn)定性。
圖7的說明
參圖中所示，這兒所展示的是沼氣電流配給器600的結(jié)構(gòu)。沼氣 所發(fā)的電，主要應(yīng)用在電網(wǎng)700處。所述的電網(wǎng)700，主要包括有兩 種類型的電網(wǎng)， 一類是小范圍的內(nèi)電網(wǎng)701，另一類是大范圍的外電 網(wǎng)702。
通常，沼氣所發(fā)出的電量是有限的，這種情況下，沼氣所發(fā)出的 電，可首先滿足內(nèi)電網(wǎng)701的需求。在滿足內(nèi)電網(wǎng)701需求的基礎(chǔ)上， 將剩余的電流傳輸?shù)酵怆娋W(wǎng)702，來滿足社會上其它部門的用電需求。
參圖中所示，對應(yīng)著內(nèi)電網(wǎng)701,設(shè)置了電流計602和電壓計603, 來測試內(nèi)電網(wǎng)701的電流與電壓數(shù)值。所測試的數(shù)據(jù)，通過反饋電路 604傳輸?shù)脚潆娍刂茊卧?01處。配電控制單元601中裝有運算處理 器，可接收數(shù)據(jù)及發(fā)出控制指令。在內(nèi)電網(wǎng)701的用電需求被滿足的 基礎(chǔ)上，沼氣所發(fā)出的多余電流，通過配電控制單元601的調(diào)配，可
直接與外電網(wǎng)702相連通，來向外電網(wǎng)702供電。
利用本發(fā)明前述的系統(tǒng)，可以高效地實現(xiàn)有機物料的沼氣發(fā)酵、 沼氣發(fā)電機、電流配給等操作。而對于沼氣發(fā)酵所剩余的沼液及沼渣, 可作為優(yōu)秀的有機肥料，用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域。
以上是對本發(fā)明的描述而非限定，基于本發(fā)明思想的其它實施方 式，均在本發(fā)明的保護范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種有機物料沼氣發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括有機物料存儲罐，是設(shè)置有有機物料抽送器的存儲罐結(jié)構(gòu)；沼氣工業(yè)發(fā)酵罐，是設(shè)置有攪拌機的厭氧發(fā)酵罐；沼氣處理器，是包括有沼氣脫硫裝置的處理器械；沼氣發(fā)電機，是利用沼氣作為燃料的燃氣發(fā)電機；沼氣電流配給器，是連接于內(nèi)電網(wǎng)與外電網(wǎng)的電流配給裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機物料沼氣發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于 所述的有機物料存儲罐中的有機物料抽送器，是配合著輸送管使用的 有機物料抽送泵。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機物料沼氣發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于 所述的沼氣工業(yè)發(fā)酵罐，是設(shè)置有鋼制外殼的存儲罐。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機物料沼氣發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于 在所述的沼氣工業(yè)發(fā)酵罐上，設(shè)置有太陽能接收板。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機物料沼氣發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于 所述的沼氣工業(yè)發(fā)酵罐，設(shè)置有用以調(diào)節(jié)發(fā)酵物料的PH值的酸石咸度 調(diào)配器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的有機物料沼氣發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于 所述的酸堿度調(diào)配器，包括有用以存儲酸性物質(zhì)的酸液存儲箱和用以 存儲堿性物質(zhì)的堿液存儲箱。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的有機物料沼氣發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于 對應(yīng)著所述的酸液存儲箱和堿液存儲箱，分別設(shè)置有用于控制流量的 酸液電磁閥和》成液電石茲閥。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機物料沼氣發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于 所述的沼氣處理器中，設(shè)置有由分子篩組成的二氧化碳分離器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機物料沼氣發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于 所述的沼氣發(fā)電機上，還設(shè)置有用以提供備用燃氣的備用燃氣接口 。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機物料沼氣發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于 對應(yīng)著所述的備用燃氣接口 ，設(shè)置有用以提供備用燃氣的備用燃氣 罐。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機物料沼氣發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于 所述的沼氣電流配給器中，對應(yīng)著內(nèi)電網(wǎng)，設(shè)置有電流計與電壓計。
全文摘要
本發(fā)明提供一種有機物料沼氣發(fā)電系統(tǒng)，屬于新能源設(shè)備領(lǐng)域，主要應(yīng)用在沼氣發(fā)電等方面。該系統(tǒng)包括有機物料存儲罐，是設(shè)置有有機物料抽送器的存儲罐結(jié)構(gòu)；沼氣工業(yè)發(fā)酵罐，是設(shè)置有攪拌機的厭氧發(fā)酵罐；沼氣處理器，是包括有沼氣脫硫裝置的處理器械；沼氣發(fā)電機，是利用沼氣作為燃料的燃氣發(fā)電機；沼氣電流配給器，是連接于內(nèi)電網(wǎng)與外電網(wǎng)的電流配給裝置。利用本發(fā)明中的有機物料存儲罐、沼氣工業(yè)發(fā)酵罐，可將有機物料轉(zhuǎn)變成沼氣；利用沼氣處理器、沼氣發(fā)電機，可以將所產(chǎn)生的沼氣轉(zhuǎn)變成電能；而利用沼氣電流配給器，可以將沼氣所發(fā)的電配給各類用戶。通過使用該系統(tǒng)，能夠高效地實現(xiàn)沼氣生產(chǎn)、發(fā)電的目的。
文檔編號H02J3/00GK101109315SQ200710044759
公開日2008年1月23日 申請日期2007年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月10日
發(fā)明者夏靈根, 馬宇塵 申請人:上海夏芝能源科技有限公司