[实用新型]生物质热电联产的生态养猪系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及养殖及资源综合利用技术领域，具体涉及一种生物质热电联产的生态养猪系统。

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，现有的养猪过程中处理粪便的方法，存在的主要问题是：(1)畜禽粪便没有充分利用好、转化好，畜禽粪便的处理方法单一，没有综合处理，处理效率低，而且设备占地面积大、运行、维护成本高，影响大规模推广使用；(2)利用畜禽粪便制备的沼气在储存运输和有效利用上一直困扰着人们。一方面，沼气含有硫化氢、一氧化碳等有毒气体，还含有多种杂气、臭气，易燃烧爆炸；另一方面，目前人们对沼气的利用主要是通过直接使其燃烧的方式获得能量，如利用沼气做饭、制暖、照明等，这种方式的能源利用率较低；此外，现有技术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。

因此，开发高效的养猪废弃物处理和资源化综合利用新技术势在必行。

发明内容

针对现有技术存在上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种生物质热电联产的生态养猪系统，该养猪系统利用自身的养猪废弃物就地实现生物质与热能和电能的高效转化、循环利用以及自动化控制，而且沼气作为中间产物不需要存储、运输和燃烧，具有安全、节能和环保的优点。

为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

提供生物质热电联产的生态养猪系统，包括养猪房，养猪房内设置有供暖装置、制冷装置、冲洗装置、照明装置和粪便污水收集池，还包括粪便调配池、污水沉淀池、第一沼气发酵池、第二沼气发酵池、甲烷提取装置、甲醇溶液合成装置、沼液沼渣处理装置、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包括重整室、分离室以及为重整室提供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：

粪便污水收集池收集的粪便输送至粪便调配池，养猪房内产生的污水通过管道输送至污水沉淀池，所述污水沉淀池的浓液出口与所述粪便调配池连通，所述污水沉淀池的清液出口与第一沼气发酵池连通，所述粪便调配池通过第一输送泵与所述第二沼气发酵池连通，所述第一沼气发酵池和第二沼气发酵池的沼气出口通过第一管道依次与甲烷提取装置、甲醇溶液合成装置连通，所述甲醇溶液合成装置的出液口通过第二输送泵与所述甲醇水制氢重整器连接；由所述甲醇溶液合成装置制备的甲醇水溶液在所述甲醇水制氢重整器内经发生甲醇和水的重整制氢反应，制得以二氧化碳和氢气为主的混合气体，该混合气体经分离室分离出氢气和高温余气，该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第一输送泵、第二输送泵、制冷装置、冲洗装置、照明装置、电加热器以及其他用电设备供电；

由所述分离室分离出的高温余气的温度为300～600℃，所述高温余气收集至高温余气收集装置，所述高温余气收集装置通过第一加热管路与所述供暖装置连接，所述高温余气收集装置通过第二加热管路与所述第一沼气发酵池和第二沼气发酵池连接，所述第一加热管路和第二加热管路均设置有调节阀和第一温度传感器，所述调节阀、温度传感器、第一输送泵和第二输送泵分别与所述控制器电连接；

所述第一沼气发酵池和第二沼气发酵池的沼液沼渣出口与所述沼液沼渣处理装置连接，由所述第一沼气发酵池和第二沼气发酵池产生的沼液沼渣经过所述沼液沼渣处理装置处理后获得的清液通过清液总管与所述冲洗装置连接。

其中，所述甲烷提取装置包括依次连接的第一固液分离器、脱硫塔、二氧化碳吸收塔和氨气吸收塔，所述第一沼气发酵池和第二沼气发酵池的沼气出口分别与所述第一固液分离器的进气口连通，所述氨气吸收塔的出气口与所述甲醇溶液合成装置连通。