[发明专利]动物粪便太阳能中温高效产沼热电工艺及联产装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种动物粪便太阳能中温高效产沼热电工艺及联产装置，是减少湖泊、水域、农村面源污染的有效措施，使废弃物作为二次资源利用，变废为宝的有效专有方法和专用发电装置。

背景技术

随着养殖业的较快发展，养殖、乳蓄业是农业县、乡的特色支柱产业，所产生的牲蓄粪便、废水等对农村周边生态环境、水质造成了严重危害。如奶牛场每年产生的粪便、废水污染量相当于一座大中型企业的排污量，而这些牲蓄粪便、废水是产沼的最佳原料。沼气是一种具有较高热值的可燃气体，与其它燃气相比，其抗爆性能较好，是一种很好的清洁燃料，传统上大多利用沼气进行取暖、炊事和照明。随着沼气产量的不断增加，有效、合理的收集、利用、管理方法，高效地利用沼气，解决产沼率低、沼气发电、配套技术不过关、效率低、无热电联产等关键技术的系统集成，是将废物开发利用、有效控制农村面源污染、走资源利用与资源保护协调并举的富营养化防治道路、实现再生资源循环利用、促进流域农业和环境可持续发展提供技术支撑的关键。

随着化石燃料的缺乏，开发二次能源已成为世界各国的主要发展战略，国家在“十一五”规划中把发展可再生能源提到了一个新高度。根据国务院办公厅转发环保总局等部门关于加强重点湖泊水环境保护工作意见的通知(国办发〔2008〕4号)，要“加强重点湖泊水环境保护工作”对养殖废物、农业固废的要求，云南省提出“2008年云南省环保工作的总体要求、五大重点和十大措施”当中指出努力促进以九大高原湖泊为重点的水污染综合治理取得新突破。因此，本发明专利对农村面源污染的养殖废物、农业固废开展资源化综合利用研究，符合国家的战略政策，具有重要的实际意义。

沼气发电在发达国家已受到广泛重视和积极推广，如美国的能源农场、德国的可再生能源促进法的颁布、日本的阳光工程、荷兰的绿色能源等。沼气发电方面，采用作物和粪 便两种原料进行混合发酵的沼气工程在德国得到了快速发展，处于领先地位。德国、丹麦、奥地利、美国的纯燃沼气发电机组比较先进，气耗率≤0.5m³/kW·h(沼气热值≥25MJ/m³)，价格在300～500美元/kW·h。在厌氧消化方面，中温和高温下的产气率可达5m³/d，百千瓦量级的沼气发电机组每m³沼气发电量可达114～216kW·h，发电效率高达38％。

我国开展沼气发电领域的研究始于八十年代初。在厌氧消化技术方面，目前国内猪粪中温厌氧消化USR装置产气率达到212m³/d。我国牲畜粪便产沼发电与国外相比，有较大差距，厌氧消化产气率低，系统运行、配套的技术和设备还不成熟，粪便无序乱堆，造成环境污染严重，制约了养殖业的发展。

发明内容

本发明目的在于针对牲畜(如：人、牛、猪、马、鸡等)动物废物——粪便，基于如云南省等日照很长、紫外线很强等特点，发明一种利用太阳能新能源进行系统加温发酵，提高产沼率，利用专用沼气燃气发电机组联合产沼发电，实现了开发二次能源、再生资源循环利用、促进流域农业可持续发展，改善了环境的动物粪便太阳能中温高效产沼热电工艺及联产装置。

本发明动物粪便太阳能中温高效产沼热电工艺及联产装置，由以下系统集成构成：点源-面源动物粪便收集与预处理系统(I)、厌氧消化系统(II)、太阳能集热系统(III)、中温产沼系统(IV)、沼气净化系统装置(V)、净化沼气发电系统(VI)、好氧水处理系统(VII)、沼液、沼渣循环利用生产有机肥系统(VIII)。

其特征在于包括：点源-面源动物粪便收集与预处理系统(I)、厌氧消化系统(II)、太阳能集热系统(III)、中温产沼系统(IV)、好氧水处理系统(V)、沼气净化系统装置(VI)、净化沼气发电系统(VII)、沼液、沼渣循环利用生产有机肥系统(VIII)集成构成。

所述的点源-面源动物粪便收集与预处理系统(I)构成为：沟渠(1)，格栅沉淀池(2)，自然堆肥系统(3)；

所述厌氧消化系统(II)构成为：调节池(4)，搅拌机(5)，污泥泵(6)，厌氧消 化池(7)；

所述太阳能集热系统(III)构成为：平板太阳能集热器(8)，水箱(9)，强制循环系统(10)；

所述中温产沼系统(IV)构成为：汽液分离塔(11)，沼气收集釜(12)；

所述沼气净化法和系统装置(V)构成为：沼气收集釜(12)，气水分离器(13)，净化塔(14)，净化沼气贮气罐(15)，沼气流量表(22)，沼气用户2(23)；