[實用新型]利用沼氣料液生產沼氣和發電的組合裝置

無效

• 申請號: 201020652874.2
• 申請日: 2010-12-10
• 公開（公告）號: CN201999929U
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發明（設計）人: 吳巍;浦躍樸;尹立紅;戎非
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C12M1/107
• 分類號: C12M1/107;C02F11/04;H01M8/16
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 范晴

技術領域

本實用新型涉及綠色新能源技術領域，具體為一種既能產生沼氣，又能發電的組合裝置。

背景技術

沼氣是有機物質在一定溫度、濕度、酸堿度和厭氧條件下，經各種微生物發酵及分解作用而產生的一種以甲烷為主要成分的混合可燃氣體，是一種新型的可再生能源燃料，是一種性能優良的清潔能源。早在20世紀70年代末我國就在農村開始了建設沼氣池的試點工作，一直發展至今，農村戶用沼氣池生產的沼氣主要用來做生活燃料。沼氣還可以用于農業生產中，如溫室保溫、烘烤農產品、儲備糧食、水果保鮮等。沼氣也可發電做農機動力，大、中型沼氣工程生產的沼氣可用來發電、燒鍋爐、加工食品、采暖或供給城市居民使用。在產生完沼氣后，一般將沼氣料液和殘渣直接加工成有機肥，用作肥料和飼料，未達到資源的充分利用。現有技術中，沼氣池裝置只能產沼氣作為燃料利用，只能利用所產生的沼氣燃燒來進行發電。因此，在能源短缺的當今社會，如何更高效的利用沼氣料液和殘渣成為擺在我們面前的一項重大課題。

我們知道，有機質在沼氣池內經過一系列的化學反應的過程中，沼氣池內的微生物在分解有機質的同時也會釋放一定的電子。相關研究資料表明，當在反應池內插入電極板時，在陽極池內電子通過載體會通過外電路到達陰極，形成電流，質子通過溶液遷移到陰極，在陰極表面處于氧化態的物質與陽極傳遞過來的質子和電子結合發生還原反應，這是微生物燃料電池（Microbial?Fuel?Cell，MFC）的基本原理。通過將電流在外部電路的電壓變換，可使輸出的電功率供應用戶使用的中小型功率負載，或者直接負載外部電路，如節能燈、音箱、電風扇等。

發明內容

本實用新型目的是：提供一種沼氣料液在產生沼氣的同時，又能利用微生物燃料電池原理進行發電的組合裝置，解決現有技術中沼氣池裝置只能產沼氣作為燃料利用或者只能利用所產沼氣燃燒為發電機組提供動力的不足、沼氣料液未能高效利用的問題。

本實用新型的技術方案是：一種利用沼氣料液生產沼氣和發電的組合裝置，包括裝有沼氣液料的沼氣池，以及沼氣輸送裝置，還包括浸在沼氣液料中的發電裝置，以及和發電裝置相連的電力輸送裝置。

本實用新型更詳細的技術方案是：

利用沼氣料液生產沼氣和發電的組合裝置中，發電裝置包括至少一組陰陽電極，每組陰陽電極包括一個陽極電板和一個陰極電板。

所述陽極電板是開放式電極，所述陰極電板被質子交換膜包裹。

所述陰極電板的材料為金屬、碳布或碳氈，所述陽極電板的材料為金屬、石墨或碳布。

所述陰極電板為鋁板，所述陽極電板為不銹鋼板。

所述發電裝置的多組陰陽電極之間為并聯關系。

所述電力輸送裝置包括和發電裝置依靠導線連接的配電箱，用電設備和所述配電箱連接。

所述沼氣輸送裝置包括和沼氣池依靠導氣管相連的配氣箱，用氣設備和所述配氣箱連接。

所述沼氣池通過固定支架安裝在可移動設備上。

本實用新型的優點是：

1.?本組合裝置在沼氣池內利用微生物由沼氣料液產生沼氣的同時，利用沼氣料液產生電能并將其輸出至配電箱，一方面可以輸出沼氣為用戶提供沼氣燃料，另一方面可以同時經配電箱輸出電流為用戶提供電源或不經配電箱直接負載外部電路，實現沼氣燃料提供熱能與電能的雙重應用。

本實用新型具有操作簡便、發電成本低、既經濟又環保等優點，并開發了沼氣料液的新用途，實現了沼氣料液的高效利用，做到對環境危害降到最小化。與現有的其它利用有機物產能的技術相比，利用沼氣料液發電具有操作上和功能上的優勢：

1）將料液直接轉化為電能，保證了具有高的能量轉化效率；

2）不同于現有的所有生物能處理，本發電過程在常溫環境條件下能夠有效運作；

3）本發電過程不需要進行廢氣處理；

4）在缺乏電力基礎設施的局部地區，該發電裝置具有廣泛應用的潛力，一定程度上緩解電力供應短缺的現狀，同時也擴大了用來滿足我們對能源需求的燃料的多樣性。