[发明专利]利用沼气料液生产沼气和发电的组合装置

说明书

技术领域

本发明涉及绿色新能源技术领域，具体为一种既能产生沼气，又能发电的组合装置。

背景技术

沼气是有机物质在一定温度、湿度、酸碱度和厌氧条件下，经各种微生物发酵及分解作用而产生的一种以甲烷为主要成分的混合可燃气体，是一种新型的可再生能源燃料，是一种性能优良的清洁能源。早在20世纪70年代末我国就在农村开始了建设沼气池的试点工作，一直发展至今，农村户用沼气池生产的沼气主要用来做生活燃料。沼气还可以用于农业生产中，如温室保温、烘烤农产品、储备粮食、水果保鲜等。沼气也可发电做农机动力，大、中型沼气工程生产的沼气可用来发电、烧锅炉、加工食品、采暖或供给城市居民使用。在产生完沼气后，一般将沼气料液和残渣直接加工成有机肥，用作肥料和饲料，未达到资源的充分利用。现有技术中，沼气池装置只能产沼气作为燃料利用，只能利用所产生的沼气燃烧来进行发电。因此，在能源短缺的当今社会，如何更高效的利用沼气料液和残渣成为摆在我们面前的一项重大课题。

我们知道，有机质在沼气池内经过一系列的化学反应的过程中，沼气池内的微生物在分解有机质的同时也会释放一定的电子。相关研究资料表明，当在反应池内插入电极板时，在阳极池内电子通过载体会通过外电路到达阴极，形成电流，质子通过溶液迁移到阴极，在阴极表面处于氧化态的物质与阳极传递过来的质子和电子结合发生还原反应，这是微生物燃料电池（Microbial Fuel Cell，MFC）的基本原理。通过将电流在外部电路的电压变换，可使输出的电功率供应用户使用的中小型功率负载，或者直接负载外部电路，如节能灯、音箱、电风扇等。

发明内容

本发明目的是：提供一种沼气料液在产生沼气的同时，又能利用微生物燃料电池原理进行发电的组合装置，解决现有技术中沼气池装置只能产沼气作为燃料利用或者只能利用所产沼气燃烧为发电机组提供动力的不足、沼气料液未能高效利用的问题。

本发明的技术方案是：一种利用沼气料液生产沼气和发电的组合装置，包括装有沼气液料的沼气池，以及沼气输送装置，还包括浸在沼气液料中的发电装置，以及和发电装置相连的电力输送装置。

本发明更详细的技术方案是：

利用沼气料液生产沼气和发电的组合装置中，发电装置包括至少一组阴阳电极，每组阴阳电极包括一个阳极电板和一个阴极电板。

所述阳极电板是开放式电极，所述阴极电板被质子交换膜包裹。

所述阴极电板的材料为金属、碳布或碳毡，所述阳极电板的材料为金属、石墨或碳布。

所述阴极电板为铝板，所述阳极电板为不锈钢板。

所述发电装置的多组阴阳电极之间为并联关系。

所述电力输送装置包括和发电装置依靠导线连接的配电箱，用电设备和所述配电箱连接。

所述沼气输送装置包括和沼气池依靠导气管相连的配气箱，用气设备和所述配气箱连接。

所述沼气池通过固定支架安装在可移动设备上。

本发明的优点是：

1. 本组合装置在沼气池内利用微生物由沼气料液产生沼气的同时，利用沼气料液产生电能并将其输出至配电箱，一方面可以输出沼气为用户提供沼气燃料，另一方面可以同时经配电箱输出电流为用户提供电源或不经配电箱直接负载外部电路，实现沼气燃料提供热能与电能的双重应用。

本发明具有操作简便、发电成本低、既经济又环保等优点，并开发了沼气料液的新用途，实现了沼气料液的高效利用，做到对环境危害降到最小化。与现有的其它利用有机物产能的技术相比，利用沼气料液发电具有操作上和功能上的优势：

1）将料液直接转化为电能，保证了具有高的能量转化效率；

2）不同于现有的所有生物能处理，本发电过程在常温环境条件下能够有效运作；

3）本发电过程不需要进行废气处理；

4）在缺乏电力基础设施的局部地区，该发电装置具有广泛应用的潜力，一定程度上缓解电力供应短缺的现状，同时也扩大了用来满足我们对能源需求的燃料的多样性。