[发明专利]多能耦合的可再生能源制沼气系统

说明书

技术领域

本发明涉及生物质能与太阳能综合利用系统。

背景技术

[0002] 化石能源枯竭和环境日益恶化已经成为制约全球经济和社会发展的长期、重大瓶颈，未来将影响到人类的生存状态。为了解决该问题，一方面要大力开展节能与科学用能，另一个方面必须加速可再生能源的开发和利用。沼气作为一种清洁、高效的新型再生能源，越来越受到世界各国的广泛关注。但沼气发酵受温度条件限制，当沼气池温度低于10℃时几乎不再产气。在我国北方冬季寒冷地区，沼气池存在“半年使用，半年闲置”的现象，而且沼气池空腹过冬，造成大量沼气池的冻裂、报废，造成巨大的经济损失。同时，生物质预处理也是影响厌氧发酵系统稳定运行、提高产气率和工程效益的重要环节，如秸秆预处理是提高秸秆原料利用率，加大产气量，缩短启动时间的有效手段。

发明内容

本发明的目的是提供一种多能耦合的可再生能源制沼气系统。

本发明是多能耦合的可再生能源制沼气系统，生物质原料9通过粉碎机8、输送机10装置，进入厌氧消化器11中，系统由太阳能热发电系统、生物质原料预处理系统、沼气发酵系统、余热利用系统以及燃料自控喷入系统组成；太阳能热发电系统由压缩机1、燃气轮机2、换热器3、太阳能聚热器4、燃烧室5、发电机7组成，换热器3分别与压缩机1、燃气轮机2相连；生物质原料预处理系统由发电机7、粉碎机8、输送机10组成；沼气发酵系统由生物质原料9、厌氧消化器11、搅拌机12组成，搅拌机12与发电机7相连；余热利用系统由太阳能聚热器4、燃气轮机2、换热器3、消声器6组成，乏气经由太阳能聚热器4、燃气轮机2、换热器3、消声器6出来；燃料自控喷入系统由厌氧消化器11、净化装置13、截止阀14、稳压罐15、调节阀16和阻火器17组成，阻火器16与燃烧室5相连，温度指示与控制仪表与聚热器4、燃烧室5之间的管道相连。

本发明的有益效果是，开发光气燃气轮机和太阳能集热协同进行高效生物质预处理集成单元，将太阳能通过动力装置转化为电能，由电能转化为机械能来进行生物质预处理，使其便于发酵，提高产气率。同时，利用太阳能和燃气轮机的余热来维持沼气池恒温条件，使产气率在原有基础上大幅提高，保持连续、稳定供气，以达到多能互补，能量综合梯级利用的节能效果。

附图说明

图1 是本发明的系统结构示意图，附图标记及对应名称为：压缩机1，燃气轮机2，换热器3，太阳能聚热器4，燃烧室5，消声器6，发电机7，粉碎机8，生物质原料9，输送机10，厌氧消化器11，搅拌机12，净化装置13，截止阀14，稳压罐15，调节阀16，阻火器17。

具体实施方式

如图1所示，本发明是多能耦合的可再生能源制沼气系统，生物质原料9通过粉碎机8、输送机10装置，进入厌氧消化器11中，系统由太阳能热发电系统、生物质原料预处理系统、沼气发酵系统、余热利用系统以及燃料自控喷入系统组成；太阳能热发电系统由压缩机1、燃气轮机2、换热器3、太阳能聚热器4、燃烧室5、发电机7组成，换热器3分别与压缩机1、燃气轮机2相连；生物质原料预处理系统由发电机7、粉碎机8、输送机10组成；沼气发酵系统由生物质原料9、厌氧消化器11、搅拌机12组成，搅拌机12与发电机7相连；余热利用系统由太阳能聚热器4、燃气轮机2、换热器3、消声器6组成，乏气经由太阳能聚热器4、燃气轮机2、换热器3、消声器6出来；燃料自控喷入系统由厌氧消化器11、净化装置13、截止阀14、稳压罐15、调节阀16和阻火器17组成，阻火器16与燃烧室5相连，温度指示与控制仪表与聚热器4、燃烧室5之间的管道相连。

太阳能聚热器4为塔式结构，或者槽式结构，或者碟式结构。

厌氧消化器11为高温厌氧消化器。

所述的生物质原料9为秸秆生物质原料。

所述的厌氧消化器11采用聚氨酯作为保温材料，用玻璃钢对保温层进行防水保护。

所述的换热器3为U型管换热器，或者翅片管换热器，或者板式换热器。

所述的净化装置13为采用碳分子筛工艺的净化装置，或者采用活性炭吸附工艺的净化装置，或者采用吸附干燥工艺的净化装置。

所述的燃烧室5点火采用点火喷燃技术，在燃料喷入燃烧室5之前设置阻火器17。

所述的调节阀16为气动调节阀。

本发明利用太阳能加热空气，将高温空气通入燃气轮机，再由燃气轮机驱动发电机发电，产生的电能驱动粉碎机进行生物质预处理，然后输入到沼气池中发酵，产生的部分沼气作为燃料通入燃气轮机中。