[发明专利]厌氧发酵罐体沼气贮量的测量方法及实现该方法的装置

说明书

技术领域

本发明涉及测量领域，具体涉及到可再生能源领域的一种测量技术及测量装置。

背景技术

能源和环境问题已成为当今社会最突出的问题，2006年1月随着我国发布了《中华人民共和国可再生能源法》，人们开始最大限度的开展可再生能源的推广和应用，厌氧发酵是一种能将农牧业等废弃物变为能源并进行无害化处理的技术。因此，为了提高厌氧发酵系统的效率和稳定性，人们对厌氧发酵过程中的各类装置研究越来越多，厌氧发酵罐是厌氧发酵过程中生物质废物和沼气的重要储存容器，由于所存储沼气的经济价值高，实现对其容积的精确计量，显得尤为重要。目前罐体容量的测量方法有容量比较法、光学垂准线法和光学参比线法等测量方法，测量效率比较低，并且是接触式测量，劳动强度比较大，只能做粗略的参考，误差较大，现场工作人员工作量较大，同时在工作中存在安全隐患。

发明内容：

本发明为了解决现有厌氧发酵罐容积测量方法中存在的测量效率低、测量准确性差的问题，设计了一种厌氧发酵罐体沼气贮量的测量方法及实现该方法的装置。

本发明所述的厌氧发酵罐体沼气贮量的测量方法的过程为：

通过压力变送器监测厌氧发酵罐内的压力值，同时通过料位传感器监测厌氧发酵罐内的发酵沼液的料位高度；采用拉线料位计监测贮气膜的圆弧；根据同一时刻测量获得的上述各参数计算获得厌氧发酵罐内沼气贮量的过程为：

首先，根据测量获得的测贮气膜的圆弧，以及厌氧发酵罐的罐体内径、罐体内高度和罐体内料位高度计算获得厌氧发酵罐内的气体容积；

然后，再根据获得的气体容积和厌氧发酵罐内的压力值，计算获得厌氧发酵罐内的沼气含量。

上述方法，是通过测量贮气膜的圆弧，获得可以实时测量获得贮气膜内沼气含量。在测量过程中，可以根据实时测量获得的贮气膜的中心高度的变化获得贮气膜内沼气的增加或减少的状况。

实现上述测方法的厌氧发酵罐体沼气贮量的测量装置包括厌氧发酵罐罐体、控制器和数据采集单元组成，所述数据采集单元包括压力测量装置、压力液位计和拉线料位计，所述罐体的顶部密封固定有沼气贮气膜，所述贮气膜与罐体之间设置有与该贮气膜形状相同的保护网，在该保护网和贮气膜之间设置有拉线料位计的拉线，所述拉线料位计用于测量贮气膜的圆弧，并将测量获得的圆弧信息发送给控制器；压力测量装置用于测量罐体内的压力，并将测量获得的压力信息发送给控制器；压力液位计用于测量罐体内发酵沼液的液面高度，并将测量获得的液位信息发送给控制器；所述控制器用于根据同一时刻接收到的圆弧信息、压力信息和液面高度信息计算获得沼气贮量信息。

本发明是基于压力变化及贮气膜圆弧变化来计算发酵罐体内容积的自动测量方法，以实现沼气发酵罐内的沼气容积的快速测量，进而能够实现厌氧发酵过程中沼气的总产量的计量。本发明所述的测量方法的测量过程中无需人工干预测量，能够实现厌氧发酵工程中的沼气贮量容积自动测量，进而实现厌氧发酵罐内沼气容积变化情况的监测。采用本发明所述的测量方法能够在实际工作中，根据厌氧发酵罐内产气量的大小，实时控制发酵罐内生物质能源的发酵速度。

本发明所述的测量方法和测量装置，尤其适用于工厂化高温厌氧发酵沼气工程中沼气容积的测量处理。

附图说明

图1是本发明所述的厌氧发酵罐体沼气贮量的测量装置中的各个传感器在厌氧发酵罐上的位置示意图。图2是本发明所述的厌氧发酵罐体沼气贮量的测量装置的原理框图。

具体实施方式

具体实施方式一、本实施方式所述的厌氧发酵罐体沼气贮量的测量方法的过程为：

通过压力变送器监测厌氧发酵罐内的压力值，同时通过料位传感器监测厌氧发酵罐内的发酵沼液的料位高度；采用拉线料位计监测贮气膜的圆弧；根据同一时刻测量获得的上述各参数计算获得厌氧发酵罐内沼气贮量的过程为：

首先，根据测量获得的测贮气膜的圆弧，以及厌氧发酵罐的罐体内径、罐体内高度和罐体内料位高度计算获得厌氧发酵罐内的气体容积；

然后，再根据获得的气体容积和厌氧发酵罐内的压力值，计算获得厌氧发酵罐内的沼气含量。

上述方法，是通过测量贮气膜的圆弧，获得可以实时测量获得贮气膜内沼气含量。在测量过程中，可以根据实时测量获得的贮气膜的中心高度的变化获得贮气膜内沼气的增加或减少的状况。

具体实施方式二、本实施方式是对具体实施方式一所述的厌氧发酵罐体沼气贮量的测量方法的进一步限定，本实施方式中，根据测量获得的测贮气膜的圆弧，以及厌氧发酵罐的罐体内径、罐体内高度和罐体内料位高度计算获得厌氧发酵罐内的气体容积的过程为：