[发明专利]畜禽养殖与农业大棚的综合利用系统

说明书

本发明涉及养殖及资源综合利用技术领域，具体涉及畜禽养殖与农业大棚的综合利用系统，其包括畜禽养殖场、设置在畜禽养殖场周边的畜禽废弃物热电站以及农业大棚，畜禽养殖场内设置用于存储畜禽粪便的粪便收集池和用于存储畜禽尿液和冲洗水等污水的污水收集池；农业大棚内设置有用于调节大棚内温度和湿度的温湿调节装置；所述畜禽废弃物热电站包括污水沼气发酵池、粪便沼气发酵池、用于将沼气分离出甲烷的甲烷提取装置、用于将甲烷合成甲醇的甲醇合成装置、甲醇水制氢重整器和控制装置。本发明的畜禽废弃物热电站利用畜禽养殖废弃物就地实现热能和电能的高效转化，并为系统自身供电供热，实现能源的综合利用。

技术领域

本发明涉及养殖及资源综合利用技术领域，具体涉及畜禽养殖与农业大棚的综合利用系统。

背景技术

环境污染和能源短缺是世界性的两大主题，开发绿色的环境治理及可再生能源生产的技术已迫在眉睫。据统计，我国规模化畜禽养殖每年产生的畜禽养殖废弃物（粪便）达到约38亿吨，若完全转化成沼气相当于1.62亿吨标准煤，而其中仅有约15%配备了沼气工程处理设备。畜禽粪便已成为农业面源污染的主要源头之一，大量的畜禽粪便未经处理，擅自排放，严重的污染了生活环境及地下水源，粪污、臭气的污染对农业、养殖业的健康可持续发展造成巨大威胁。然而，畜禽养殖废弃物既会成为污染源，也可能成为优质的生物质能。

现有技术中，生物质制沼气已普及多年。为了有效利用畜禽养殖中产生的畜禽粪便，一些地区开始利用畜禽粪便制造沼气。沼气是有机物质在厌氧条件下，经过微生物的发酵作用而生成的一种可燃气体。但是，现有的畜禽养殖过程中处理粪便的方法，存在的主要问题是：（1）目前畜禽粪便的处理效率低，没有综合处理，而且设备主要依靠外部电站的高压集中式发电进行供电，无法为交通不便的偏远地区供电，从而限制了养殖场地的选择；（2）现有技术中也有利用沼气进行发电，但现有的沼气发电系统是通过沼气燃烧的方式进行热能发电，即先从热能转化为机械能，再从机械能转化为电能，二次转化效率过低，故未能得到广泛应用；（3）现有技术利用畜禽粪便厌氧发酵制备沼气后的沼渣和沼液直接填埋和排放，不仅对环境造成污染，而且浪费了资源，由于沼液和沼渣含有丰富的营养物质，经处理和加工后可转化为高效有机肥料。

发明内容

针对现有技术存在上述技术问题，本发明的目的在于提供一种畜禽养殖与农业大棚的综合利用系统，该系统利用畜禽养殖场产生的大量畜禽养殖废弃物就地实现热能和电能的高效转化，并利用该热能和电能进行农业大棚的温湿调控以及为系统自身供电供热，实现能源的综合利用。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

提供畜禽养殖与农业大棚的综合利用系统，包括畜禽养殖场、设置在畜禽养殖场周边的畜禽废弃物热电站以及农业大棚，畜禽养殖场内设置用于存储畜禽粪便的粪便收集池和用于存储畜禽尿液和冲洗水等污水的污水收集池；农业大棚内设置有用于调节大棚内温度和湿度的温湿调节装置；所述畜禽废弃物热电站包括污水沼气发酵池、粪便沼气发酵池、用于将沼气分离出甲烷的甲烷提取装置、用于将甲烷合成甲醇的甲醇合成装置、甲醇水制氢重整器、燃料电池和控制装置，所述甲醇水制氢重整器设置有供甲醇水重整制氢反应所需温度的电加热器，所述控制装置包括控制器和用于向外输出电能的电力输出端口，其中：

所述粪便收集池将收集的粪便输送至粪便沼气发酵池，所述污水收集池通过管路与所述污水沼气发酵池连通，所述污水沼气发酵池和污粪便沼气发酵池的沼气出口依次与甲烷提取装置、甲醇合成装置连接、甲醇水制氢重整器连接；由所述甲醇合成装置制备的甲醇与水的混合溶液通过输送泵输送至所述甲醇水制氢重整器内发生甲醇和水的重整制氢反应，制得氢气和高温余气，所述氢气输送至燃料电池产生电能，该电能通过电力输出端口为所述输送泵、电加热器、温湿调节装置以及系统中其他用电设备供电；所述高温余气收集至高温余气收集装置以供系统中沼气发酵、有机肥发酵以及甲醇合成反应以及温湿调节装置进行温湿调节所需的温度。