一种黑膜厌氧发酵太阳能沼气联合辅助加热系统

1.本实用新型属于黑膜发酵技术领域，涉及一种黑膜厌氧发酵太阳能沼气联合辅助加热系统。


背景技术：

2.黑膜厌氧发酵需要发酵池保持相对稳定且适度的温度，才能保证发酵过程的顺利进行；然而，现有的黑膜厌氧发酵，只能利用环境和黑膜的覆盖作用，使发酵池保持一定的温度，使得在冬季环境气温较低时，发酵池内的温度过低、不足以达到发酵要求或者发酵过程较为缓慢，不利于黑膜厌氧发酵的进行。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种黑膜厌氧发酵太阳能沼气联合辅助加热系统，保证冬季黑膜厌氧发酵的温度，有效利用清洁能源，且资源得以循环利用。
4.本实用新型的解决上述技术问题的技术方案如下。
5.一种黑膜厌氧发酵太阳能沼气联合辅助加热系统，包括入料池、黑膜球体气囊、热交换器、太阳能集热器、沼气锅炉换热器；入料池包括池体、保温砖、加热盘管；保温砖铺设于池体上，加热盘管的数量为若干个、且依次间隔设置于保温砖上；黑膜球体气囊覆盖于入料池的顶部开口处；加热盘管的顶端通过管道与热交换器的壳程连接，太阳能集热器、沼气锅炉换热器均通过管道与热交换器的管程连接。上述技术方案，通过将黑膜厌氧发酵的加热保温系统与太阳能集热、沼气锅炉集热结合，有效利用清洁的太阳能资源，实现对厌氧发酵的温度补偿，使冬季最低温度维持在25℃～35℃，促进厌氧发酵、使其充分产气。
6.进一步地，该系统，还包括储气罐、燃气锅炉；入料池的沼气出口与储气罐的进气口连接，储气罐的出气口与燃气锅炉的进气口连接，燃气锅炉产生的热量用于对沼气锅炉换热器的介质进行加热；可将入料池内发酵产生的沼气逐步用于沼气锅炉换热器的介质加热，使资源得以循环利用。
7.进一步地，该系统，还包括进水总管、出水总管；加热盘管的一侧顶端与进水总管连接，另一侧顶端与出水总管连接，进水总管、出水总管分别通过管道与热交换器的壳程出口、壳程进口连接，太阳能集热器的介质出口、沼气锅炉换热器的介质出口均连接于热交换器的管程入口上并分别通过电磁阀控制，太阳能集热器的介质入口、沼气锅炉换热器的介质入口均连接于热交换器的管程出口上并分别通过电磁阀控制。
8.进一步地，该系统，池体包括平面池底和斜面侧壁。
9.进一步地，该系统，还包括温度传感器、控制器；温度传感器设置于入料池内，温度传感器与控制器电性连接；通过温度传感器将入料池内的温度信息传递给控制器，从而实时监控入料池内的温度情况。
10.进一步地，该系统，太阳能集热器的介质出口和介质入口，以及沼气锅炉换热器的介质出口和介质入口管路上的电磁阀均与控制器电性连接；通过控制器控制电磁阀的启
停，结合温度传感器，有效调控入料池内的温度。
11.进一步地，该系统，加热盘管的铺设间隔为0.8m～1.5m。
12.进一步地，该系统，保温砖为粘土质保温砖、高铝质保温砖、莫来石保温砖或硅质保温砖。
13.本实用新型黑膜厌氧发酵太阳能沼气联合辅助加热系统的有益效果为，将黑膜厌氧发酵的加热保温系统与太阳能集热、沼气锅炉集热结合，有效利用清洁的太阳能资源，实现对厌氧发酵的温度补偿，使冬季最低温度维持在25℃～35℃，有效促进厌氧发酵的进行、使其产气更加充分；同时，厌氧发酵产生的沼气也可用于沼气锅炉的燃烧，使资源得以充分有效的循环利用；通过设置温度传感器、结合控制器，使得入料池内温度的调控过程更加自动化、智能化。
附图说明
14.图1为本实用新型黑膜厌氧发酵太阳能沼气联合辅助加热系统的结构示意图；
15.图2为本实用新型中入料池的俯视结构示意图。
16.附图中的编码分别为：1-1、池体；1-2、保温砖；1-3、加热盘管；2、黑膜球体气囊；3、热交换器；4、太阳能集热器；5、沼气锅炉换热器；6、储气罐；7、燃气锅炉；8、进水总管；9、出水总管；10、温度传感器；11、控制器。
具体实施方式
17.如图1及图2所示，一种黑膜厌氧发酵太阳能沼气联合辅助加热系统，包括入料池、黑膜球体气囊2、热交换器3、太阳能集热器4、沼气锅炉换热器5、储气罐6、燃气锅炉7、进水总管8、出水总管9、温度传感器10、控制器11。
18.入料池包括池体1-1、保温砖1-2、加热盘管1-3；池体1-1包括平面池底和四周的斜面侧壁；保温砖1-2为粘土质保温砖，保温砖1-2铺设于池体1-1上，加热盘管1-3的数量为若干个、且依次间隔设置于保温砖1-2上，具体的，加热盘管1-3的铺设间隔为1m。
19.黑膜球体气囊2覆盖于入料池的顶部开口处。入料池的加热盘管1-3的顶端通过管道与热交换器3的壳程连接，太阳能集热器4、沼气锅炉换热器5均通过管道与热交换器3的管程连接；具体的，加热盘管1-3的一侧顶端与进水总管8连接，另一侧顶端与出水总管9连接，进水总管8、出水总管9分别通过管道与热交换器3的壳程出口、壳程进口连接，太阳能集热器4的介质出口、沼气锅炉换热器5的介质出口均连接于热交换器3的管程入口上并分别通过电磁阀控制，太阳能集热器4的介质入口、沼气锅炉换热器5的介质入口均连接于热交换器3的管程出口上并分别通过电磁阀控制。
20.入料池的沼气出口与储气罐6的进气口连接，储气罐6的出气口与燃气锅炉7的进气口连接，燃气锅炉7产生的热量用于对沼气锅炉换热器5的介质进行加热。
21.温度传感器10设置于入料池内，温度传感器10与控制器11电性连接；同时，太阳能集热器4的介质出口和介质入口，以及沼气锅炉换热器5的介质出口和介质入口管路上的电磁阀均与控制器11电性连接。
22.本实用新型黑膜厌氧发酵太阳能沼气联合辅助加热系统，将待厌氧发酵的物料投入至入料池内，并将入料池利用黑膜球体气囊2覆盖，此时，发酵物在入料池内进行发酵并
不断产生沼气，通过集气设备将产生的沼气收集至储气罐6内，并将沼气输送至燃气锅炉7，将沼气燃烧产生的热量输送至沼气锅炉换热器5或其它有需要的设备；在进行发酵的同时，通过温度传感器10实时监测入料池内的温度并将温度信息传递给控制器11；当入料池内的温度过低、未达到控制器11设定的温度时，利用太阳能集热器4产生的热介质对热交换器3进行换热，并最终将热量传递给入料池内的加热盘管1-3上，此过程中，通过控制器11调节电磁阀的方式控制热量的传递；当太阳能集热器4产生的热量不足以使入料池内的温度维持在25℃～35℃时，可利用沼气锅炉换热器5中的热介质对热交换器3进行换热，并对加热盘管1-3进行辅助的温度补偿，最终使入料池的温度保持在合适的范围内，此过程中，可通过控制器11调节电磁阀的方式控制沼气锅炉换热器5中热量的传递；当入料池内的温度达到设定范围时，即可通过控制器11停止对加热盘管1-3的加热。


技术特征：
1.一种黑膜厌氧发酵太阳能沼气联合辅助加热系统，其特征在于，包括入料池、黑膜球体气囊(2)、热交换器(3)、太阳能集热器(4)、沼气锅炉换热器(5)；所述入料池包括池体(1-1)、保温砖(1-2)、加热盘管(1-3)；所述保温砖(1-2)铺设于池体(1-1)上，所述加热盘管(1-3)的数量为若干个、且依次间隔设置于保温砖(1-2)上；所述黑膜球体气囊(2)覆盖于入料池的顶部开口处；所述加热盘管(1-3)的顶端通过管道与热交换器(3)的壳程连接，所述太阳能集热器(4)、沼气锅炉换热器(5)均通过管道与热交换器(3)的管程连接。2.如权利要求1所述的黑膜厌氧发酵太阳能沼气联合辅助加热系统，其特征在于，还包括储气罐(6)、燃气锅炉(7)；所述入料池的沼气出口与储气罐(6)的进气口连接，所述储气罐(6)的出气口与燃气锅炉(7)的进气口连接，所述燃气锅炉(7)产生的热量用于对沼气锅炉换热器(5)的介质进行加热。3.如权利要求1所述的黑膜厌氧发酵太阳能沼气联合辅助加热系统，其特征在于，还包括进水总管(8)、出水总管(9)；所有加热盘管(1-3)的一侧顶端与进水总管(8)连接，另一侧顶端与出水总管(9)连接，所述进水总管(8)、出水总管(9)分别通过管道与热交换器(3)的壳程出口、壳程进口连接，所述太阳能集热器(4)的介质出口、沼气锅炉换热器(5)的介质出口均连接于热交换器(3)的管程入口上并分别通过电磁阀控制，所述太阳能集热器(4)的介质入口、沼气锅炉换热器(5)的介质入口均连接于热交换器(3)的管程出口上并分别通过电磁阀控制。4.如权利要求1所述的黑膜厌氧发酵太阳能沼气联合辅助加热系统，其特征在于，所述池体(1-1)包括平面池底和斜面侧壁。5.如权利要求3所述的黑膜厌氧发酵太阳能沼气联合辅助加热系统，其特征在于，还包括温度传感器(10)、控制器(11)；所述温度传感器(10)设置于入料池内，所述温度传感器(10)与控制器(11)电性连接。6.如权利要求5所述的黑膜厌氧发酵太阳能沼气联合辅助加热系统，其特征在于，所述太阳能集热器(4)的介质出口和介质入口，以及沼气锅炉换热器(5)的介质出口和介质入口管路上的电磁阀均与控制器(11)电性连接。7.如权利要求1所述的黑膜厌氧发酵太阳能沼气联合辅助加热系统，其特征在于，所述加热盘管(1-3)的铺设间隔为0.8m～1.5m。8.如权利要求1所述的黑膜厌氧发酵太阳能沼气联合辅助加热系统，其特征在于，所述保温砖(1-2)为粘土质保温砖、高铝质保温砖、莫来石保温砖或硅质保温砖。

技术总结
本实用新型属于黑膜发酵技术领域，涉及一种黑膜厌氧发酵太阳能沼气联合辅助加热系统。该系统，包括入料池、黑膜球体气囊、热交换器、太阳能集热器、沼气锅炉换热器；入料池包括池体、保温砖、加热盘管；保温砖铺设于池体上，加热盘管的数量为若干个、且依次间隔设置于保温砖上；黑膜球体气囊覆盖于入料池的顶部开口处；加热盘管的顶端通过管道与热交换器的壳程连接，太阳能集热器、沼气锅炉换热器均通过管道与热交换器的管程连接。该系统，将黑膜厌氧发酵的加热保温系统与太阳能集热、沼气锅炉集热结合，有效利用清洁的太阳能资源，实现对厌氧发酵的温度补偿，有效促进厌氧发酵的进行、使其产气更加充分。使其产气更加充分。使其产气更加充分。


技术研发人员：纪立东 李磊 司海丽 王文林 刘菊莲 郭鑫年 尚红莺 刘敏 杨洋
受保护的技术使用者：宁夏农林科学院农业资源与环境研究所（宁夏土壤与植物营养重点实验室）
技术研发日：2022.01.14
技术公布日：2022/7/25