[发明专利]牲畜排泄物综合利用发电装置

说明书

本发明提供一种牲畜排泄物综合利用发电装置，包括：隔热筒；热源，热源包括燃烧装置及沼气池；蒸汽装置，蒸汽装置包括蒸汽池与导热管；发电组件；第一换热器；第一导流机构、热泵机组及传热装置；其中，燃烧装置用于加热隔热筒内的流体，以实现加热后的流体涌向所述发电组件，并驱动所述发电组件发电；第一换热器中存储有工作介质，工作介质用于吸收涌入发电组件内的流体中的热量；第一导流机构用于将工作介质送入热泵机组后，又送回所述第一换热器；热泵机组用于吸收工作介质中的热量，传热装置用于将热泵机组吸收的热量传入隔热筒内。本发明提供的牲畜排泄物综合利用发电装置能够循环利用牲畜的排泄物，并且污染小，经济效益高。

技术领域

本发明涉及生态农业技术领域，尤其涉及一种牲畜排泄物综合利用发电装置。

背景技术

乏汽是指从蒸汽机、汽轮机等排出的已经做过功的蒸汽。

若把牲畜粪便用作生态有机肥料会有储存方面麻烦，而且运输也会带来更大范围环境空气污染，尤其是液态粪水最不好处理，储存也很困难，所以解决此问题关键就是治理粪便对环境的污染不能给养殖户带来经济负担，而技术关键就是如何有效除臭，用经济方式浓缩粪水，减少粪水废液量，使运输成本和储存成本大幅降低，如何有效提高产沼气率，如何高效利用沼气燃烧值去发电，以此来变害为利。为此本发明专利采用一种高效的热气和水蒸气升力发电方案并结合热泵机组实现了水蒸气发电后的乏汽潜热用来加热粪便提高产沼气量，并且乏汽凝结的水可以重复使用，本热气与水蒸气升力发电与太阳能热气流烟囱发电技术稍微有点类似，它更接近当今燃气轮发电机，只不过当今燃气轮发电机是卧式，而本发明专利却是立式的，排气出口朝上，现行燃气轮发电机做功工质是单一的高温热空气，而本发明专利做功工质是混合工质，其中最主要的做功工质是粪水浓缩时所产生的蒸汽，当然还有受沼气燃烧升温的热空气。这与常规的利用水蒸气发电不同之处在于，无须使用锅炉来产高压蒸汽了，更不需要凝汽器了，同样也不需要冷却塔了，因为它采用了旋转式换热器来吸收推动涡轮涡扇叶片旋转后水蒸气变成乏汽的潜热来为提高粪便产沼气率做贡献了，这样发电设备投资成本大幅降低，对于中小养殖户来说都可以买得起也用得起，并且还可以以此来获利，下面对背景技术做一个更详细的说明：

当今火力发电，还有核电，垃圾发电，生物质能发电等都会有55％以上热能得不到利用，尤其是乏汽潜热不得不散失到空气中去，并造成环境热污染，核电技术虽然没有二氧化碳之类的温室气体排放，也没有氧化氮、氧化硫等雾霾有害气体污染空气环境，依然需要配置相应的冷却塔用来把乏汽冷凝成液态水，其潜热或被海水带走，或被河水带走，或被空气带走，造成区域生态破坏；依然像火力发电一样采用汽轮机带动发动机来发电，这不仅增大了发电设备投资成本，而且热能转变成电能的效率也很低。而采用锅炉产生高压蒸汽来发电的还会有烟囱余热损耗，并且产生雾霾有害气体，对环境极为不友好，为了解决以上相应问题，科技工作者探索多种方式来加以解决，大力发展风电及太阳能，当然首当其冲的是发展核电，非化石能源中，核电具有清洁、稳定、高效的特点。核电在生产过程中没有碳排放，没有粉尘、PM2.5等污染物排放；百万千瓦核电机组与一般同等规模燃煤电厂相比，每年可减排二氧化碳585万吨，环保效应非常明显。

核电不同堆型效率也不同，从理论值了解到是这样的：AP1000热功率 3400MW，电功率1250MW，效率36.8％；中国实验快堆热功率65.5MW，电功率25MW，效率38.2％；高温气冷堆据说效率可以达到47％。火力发电厂最多大约为40-42％，一般要比核电效率高一些。光伏发电效率：单晶硅19％～21％，多晶硅：16～17％。

相比当今火力发电及核电的燃气轮发电机无须配置冷却塔，其发电效率也很高，但无法使用固体燃料，也无法形成大规模发电，其排气温度一般会达到 400℃以上，因此综合利用其效率会更高。作为航空航天发动机，采用涡轮涡扇结构形式与现行的离心压缩机，螺杆压缩机都属于透平机械之类的，不管它们是产生电能或机械能，还是电能转变机械能，它们都会存在压缩比问题，对于电能转变为机械能的透平机械其压缩比越大，那么它耗电量就会越多，对于热能转变为机械能或电能的透平其压缩比越大那么其热能转变机械能或转变电能的效率就会越高。