[发明专利]一种集成沼气提纯应用的温室大棚增效系统及方法

说明书

本发明公开了一种集成沼气提纯应用的温室大棚增效系统及方法，该系统包括提纯装置、CH₄储气罐、燃气锅炉、CO₂储气罐、烟气净化装置、温室、烟气冷凝换热器、气水分离装置、CO₂气肥增施喷管、热水换热器、集水槽、储水箱、沼气灯和控制系统，根据温室的实际情况，选择沼气直燃或CH₄直燃为温室提供热量，燃烧产生的烟气冷凝得到的CO₂和H₂O用于温室CO₂气肥增施和作物用水，同时烟气冷凝换热器融化冬季温室顶部的积雪，融化得到的水作为温室作物的用水；该系统及方法在提供温室作物生长所需条件的过程中实现CO₂“零排放”，富余的CH₄和CO₂可出售或用于其他工业生产，达到温室增效、减排和增收的三重目标。

技术领域

本发明属于能源高效利用、温室增效技术和环境保护领域，具体涉及一种集成沼气提纯应用的温室大棚增效系统及方法。

背景技术

在作物生长过程中，温室内的CO₂浓度、温度、水和光照是影响作物产量和品质的重要因素，因此做好温室内CO₂浓度、温度、水和光照的来源供应和及时调控是十分有必要的。

目前所采用的CO₂气肥增施手段主要包括CO₂钢瓶法、气肥吊袋法、有机堆肥法等，均存在着CO₂供给成本高、释放量不易控制等缺点，而使用燃煤、化学反应法等方法，又会带来二次污染的问题。

温室增温和增施CO₂气肥的一种方法是直接在温室内燃烧沼气，利用燃烧过程中产生的热量对温室增温，燃烧产物CO₂为温室增施CO₂气肥，虽然可以达到温室增温和增施CO₂气肥的目的，但燃烧产生的热量没有被完全利用，燃烧产物中存在其它不利于作物生长的气体，并且在实施过程中不便于采用智能化的控制装置，操作困难。

沼气中含有60％的CH₄和40％的CO₂，在利用之前需要进行提纯，提纯后得到的CH₄燃烧放出热量，得到含有CO₂和H₂O的燃烧产物，目前因技术、成本等原因沼气提纯过程分离出的CO₂与CH₄燃烧产生的CO₂和H₂O没有得到充分地利用。

目前温室所采用的增温系统对天气变化做出的响应有一定的滞后性，导致在外界温度变化较大时，温室内的温度也随之有较大的波动，不利于温室作物的生长。

在寒冷的冬季，温室大棚顶部的积雪过多会导致温室大棚的坍塌，同时也会影响温室作物的光照。目前所采用的除雪方法包括人工除雪、机械除雪、高压冲水除雪、融雪剂除雪法等，人工除雪耗费人力，且在恶劣天气下不能及时除雪，机械除雪装置复杂，高压冲水除雪法在室外温度较低时极易结冰，融雪剂除雪采用的融雪剂对环境有一定的污染。

发明内容

本发明的目的就是提供一种集成沼气提纯应用的温室大棚增效系统及方法，该系统与方法将沼气提纯过程中的CH₄和CO₂充分用于温室的CO₂浓度、温度、水和光照的供应，在达到现代农业生产的基本要求过程中实现CO₂的“零排放”，满足绿色生态农业的要求。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：