[發(fā)明專利]自持式沼氣發(fā)酵池溫控系統(tǒng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010192397.0
• 申請(qǐng)日: 2010-06-04
• 公開（公告）號(hào): CN101845391A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴曄;胥飛;盛純;楊雅婷;陳海臣;惠翀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海電機(jī)學(xué)院
• 主分類號(hào): C12M1/38
• 分類號(hào): C12M1/38;C12M1/107
• 代理公司: 上海思微知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及沼氣控溫領(lǐng)域，且特別涉及一種自持式沼氣發(fā)酵池溫控系統(tǒng)。

背景技術(shù)

沼氣是有機(jī)物質(zhì)在厭氧環(huán)境中，在一定的溫度、濕度、酸堿度的條件下，通過微生物發(fā)酵作用，產(chǎn)生的一種可燃?xì)怏w。在農(nóng)村由于冬季沼氣池不能產(chǎn)出足夠的甲烷供用戶使用，大量的沼氣池被廢棄。為了讓沼氣池被更好的利用起來，現(xiàn)有技術(shù)中采用以下方式進(jìn)行對(duì)沼氣池的加溫：通過在沼氣池上安裝太陽能裝置來實(shí)現(xiàn)對(duì)沼氣池的加溫；在沼氣池內(nèi)安裝熱風(fēng)爐和電爐裝置等來實(shí)現(xiàn)對(duì)沼氣池的控溫；通過在沼氣池上搭建暖棚來實(shí)現(xiàn)對(duì)沼氣池的保溫。

使用太陽能裝置給沼氣池加溫的不足點(diǎn)：受天氣環(huán)境的限制，在冬天使用時(shí)一定要有足夠長的日照才能給沼氣池加溫；在輸送熱能的過程中由于太陽能裝置與沼氣池存在一定的距離，太陽能吸收到的熱能并不能完全將其熱能輸送進(jìn)沼氣池，導(dǎo)致沼氣池?zé)o法正常輸出足夠的沼氣給用戶使用，控溫不可靠；要隨時(shí)清洗太陽能裝置，否則對(duì)吸收太陽熱能有阻礙作用；太陽能裝置成本高。

在沼氣池內(nèi)安裝熱風(fēng)爐和電爐裝置的不足點(diǎn)：完全是使用電能來給沼氣池控溫，對(duì)電能的浪費(fèi)是相當(dāng)大的；而且控溫運(yùn)行成本高。

在沼氣池上搭建暖棚來給沼氣池實(shí)現(xiàn)控溫的不足點(diǎn)：雖然在沼氣池上搭建暖棚有一點(diǎn)的保溫作用，但是對(duì)沼氣池中的發(fā)酵物來說，這些溫度仍然不能使發(fā)酵物中的產(chǎn)氣細(xì)菌活躍，導(dǎo)致不能分解出足夠的甲烷沼氣供用戶使用；搭建暖棚要占大量土地面積。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種自持式沼氣發(fā)酵池溫控系統(tǒng)，通過燃燒發(fā)酵池產(chǎn)生的沼氣來加熱發(fā)酵池自身，使池中主體溫度維持在30℃左右，從而使沼氣池在冬季也能維持較高的產(chǎn)氣率，解決農(nóng)村冬季能源使用困難的問題。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出一種自持式沼氣發(fā)酵池溫控系統(tǒng)，應(yīng)用于沼氣池，包括：單片機(jī)，循環(huán)水管道，加熱電阻絲和電磁閥，所述單片機(jī)用于采集所述沼氣池的溫度和壓力信號(hào)，所述循環(huán)水管道通入沼氣池中，所述循環(huán)水管道露出沼氣池上部的部分通過加熱電阻絲加熱，所述電磁閥位于沼氣池開口，并根據(jù)沼氣池中氣壓自動(dòng)點(diǎn)火對(duì)所述循環(huán)水管道進(jìn)行加熱。

進(jìn)一步的，所述加熱電阻絲加熱所述循環(huán)水管道中的循環(huán)水，并控制進(jìn)入沼氣池的循環(huán)水溫度，以免傷害沼氣池中的產(chǎn)氣細(xì)菌。

進(jìn)一步的，隨著沼氣池溫度的升高，沼氣產(chǎn)量的增加，當(dāng)氣壓達(dá)到可點(diǎn)火氣壓時(shí)，所述電磁閥打開并自動(dòng)點(diǎn)火，此時(shí)沼氣燃燒的熱能也用于給所述循環(huán)水管道加熱，同時(shí)降低所述加熱電阻絲的電能直至停止供電。

進(jìn)一步的，所述循環(huán)水管道具有水泵，用于控制所述循環(huán)水管道中循環(huán)水的流速。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：利用系統(tǒng)本身的生物質(zhì)能維持系統(tǒng)的溫度，能夠自動(dòng)控溫，并維持穩(wěn)定的產(chǎn)氣速率；只需少量的啟動(dòng)電能，之后利用自身能源(甲烷燃燒)保持溫度；不受天氣環(huán)境、地域(高寒地帶)的限制；可小規(guī)模分散式、也可大規(guī)模集中式使用，裝置成本低，安全，衛(wèi)生，適用于農(nóng)村。

附圖說明

圖1所示為本發(fā)明較佳實(shí)施例的自持式沼氣發(fā)酵池溫控系統(tǒng)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了更了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉具體實(shí)施例并配合所附圖式說明如下。

本發(fā)明提出一種以單片機(jī)為核心的控溫系統(tǒng)，由單片機(jī)監(jiān)測發(fā)酵液溫度和發(fā)酵池中所產(chǎn)甲烷氣壓，并據(jù)此控制燃燒甲烷流量、電加熱功率以及循環(huán)水的流速，從而維持沼氣池中的合適產(chǎn)氣溫度，穩(wěn)定的產(chǎn)生沼氣。

請(qǐng)參考圖1，圖1所示為本發(fā)明較佳實(shí)施例的自持式沼氣發(fā)酵池溫控系統(tǒng)示意圖。本發(fā)明提出一種自持式沼氣發(fā)酵池溫控系統(tǒng)，應(yīng)用于沼氣池6，沼氣池6中具有甲烷4和發(fā)酵物5，該自持式沼氣發(fā)酵池溫控系統(tǒng)包括：單片機(jī)，循環(huán)水管道1，加熱電阻絲u和電磁閥2，所述單片機(jī)用于采集所述沼氣池6的溫度和壓力信號(hào)，所述循環(huán)水管1道通入沼氣池6中，所述循環(huán)水管道1露出沼氣池6上部的部分通過加熱電阻絲u加熱，所述電磁閥2位于沼氣池6開口，并根據(jù)沼氣池6中氣壓自動(dòng)點(diǎn)火對(duì)所述循環(huán)水管道1進(jìn)行加熱。所述循環(huán)水管道1具有水泵3，用于控制所述循環(huán)水管道1中循環(huán)水的流速。

本發(fā)明提出的自持式沼氣發(fā)酵池溫控系統(tǒng)首先通過加熱電阻絲加熱循環(huán)水管道中的循環(huán)水，并控制進(jìn)入沼氣池的循環(huán)水溫度小于t0(以免傷害池中的產(chǎn)氣細(xì)菌)。

隨著沼氣池溫度的升高，沼氣產(chǎn)量也逐步增加，當(dāng)氣壓達(dá)到可點(diǎn)火氣壓p0時(shí)，電磁閥打開并自動(dòng)點(diǎn)火。此時(shí)沼氣燃燒的熱能也用于給循環(huán)水管道加熱，這樣原先加熱的電能就逐步降低，同時(shí)水泵控制循環(huán)水管道中循環(huán)水的流速。

沼氣池的溫度持續(xù)增加，產(chǎn)氣率也增加，當(dāng)氣壓達(dá)到P時(shí)，將不需要電能，僅憑沼氣加熱就能維持沼氣池的溫度，但此時(shí)沼氣池并沒有輸出沼氣給用戶。