一種沼氣工程產物與農業種植相結合的綜合利用系統，包括生產沼氣的厭氧發酵罐和設有管道灌溉系統的若干農作物種植地，厭氧發酵罐中上層的發酵液分離出的沼液存儲在沼液池內，再經流出管道上的沼液閥進入農作物種植地灌溉系統的管道內；厭氧發酵罐中頂層的沼氣經脫硫裝置脫硫處理后供給燃氣發電機，燃氣發電機的循環冷卻水和高溫煙氣的余熱被熱電聯產裝置吸收并用于厭氧發酵罐中的反應液進行保溫，二次換熱后的中溫煙氣經冷卻裝置冷卻后由煙氣管道上的煙氣閥控制著進入農作物種植地灌溉系統的管道內。農作物種植面積和沼氣工程產物產量是數量配套后各自進行生產，沼氣工程實現了其產物的最大價值，農作物種植也實現了其最大種植效率。
【技術實現步驟摘要】
沼氣工程產物與農業種植相結合的綜合利用系統
本專利技術屬于沼氣工程產物綜合利用系統
，尤其是涉及一種沼氣工程產物與農業種植相結合的綜合利用系統。
技術介紹
至2010年底，我國有國家支持的大中型沼氣工程14000多個，這些沼氣工程受產物市場波動的影響，特別是沼液受運送成本制約，一般只適合本地消化。另外還受原料穩定性和運營隊伍技術水平的影響，以及其本身投資收益率偏低，特別是中小規模的沼氣工程常出現虧損的狀況，造成了大量的資源浪費。如何提高沼氣工程的綜合利用率，使其發揮應有的作用成為了當務之急。名稱為“厭氧發酵沼氣的發酵液和沼液余熱利用系統”(專利:201220419558.X)的專利提出了通過將沼氣生產與溫室大棚種植相結合，為大棚種植提供保溫、有機肥、氣肥CO2，通過充分體現其產品的商品性，解決了沼氣工程的普遍收益率偏低的問題，但其前提條件為沼氣工程周邊有大面積溫室大棚。以一畝大棚固定投資至少需20000元計算，如果新建設300畝的話，將需要超過600萬元的巨額資金。在沼氣工程產物綜合利用中也有通過管道灌溉將沼液施用于各類種植作物的，并且也取得了相當的成效，但由于只是作為肥料使用，廉價的替代肥料非常多，所以與傳統種植方式相比雖有少量減少肥料成本的優勢，但對于沼氣工程增產增收的優勢并不明顯，并且也伴有沼液輸送至種植地的成本問題，普及率并非很高。因此開發出一種經濟可行，并能夠全面充分利用沼氣工程產物中的熱能、有機肥、氣肥CO2的沼氣工程產物與農業種植相結合的綜合利用系統，通過充分體現其產品的綜合價值，產生充分的經濟效益成為了盤活沼氣工程產業的關鍵點。專利技術內容本專利技術主要是解決現有技術所存在的技術問題，提供了一種沼氣工程產物與農業種植相結合的綜合利用系統。本專利技術的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的:一種沼氣工程產物與農業種植相結合的綜合利用系統，包括生產沼氣的厭氧發酵罐和設有管道灌溉系統的若干農作物種植地，所述厭氧發酵罐中頂層的沼氣被收集并存儲在沼氣罐中，沼氣經脫硫裝置脫硫處理后供給燃氣發電機，燃氣發電機的循環冷卻水和高溫煙氣分別與熱電聯產裝置換熱，熱電聯產裝置制取 的高溫熱水和初次熱交換后的中高溫煙氣分別與厭氧發酵罐中反應液換熱，對厭氧發酵罐中的反應液進行保溫，以保持厭氧發酵罐中反應液的最佳溫度，二次換熱后的中溫煙氣經冷卻裝置冷卻后由煙氣管道上的煙氣閥控制著進入農作物種植地的灌溉系統管道內。作為優選，為更加便捷充分利用其沼渣、沼液等產物，所述厭氧發酵罐中上層的發酵液進入固液分離器，經固液分離器分離制取固體產物沼渣肥和液體產物沼液，沼液進入曝氣裝置與空氣接觸改良后存儲在沼液池內，沼液池中的沼液經流出管道上的沼液閥進入農作物種植地的灌溉系統管道內。作為優選，所述曝氣裝置為大面積濾網的淋浴系統，沼液經過大面積的濾網淋浴到沼液池中，過濾掉沼液中可能堵塞管道的固體物，并且與空氣中的氧氣增大接觸面和增加接觸時間，以快速改善沼液對農作物有害的還原性。曝氣裝置還可以是空氣壓力注入式的或其他的沼液過濾方式的，為保持沼液的溫度，壓力注入的空氣最好為熱空氣。作為優選，所述農作物種植地上覆有地膜，灌溉系統的管道從地膜下方通過，通過地膜阻擋可以減緩煙氣的氣流速度，起到緩釋效果，避免空氣中CO2濃度急劇變化，并且使得煙氣與地面充分接觸，用于改善農作物地表溫度。作為優選，所述沼液閥和煙氣閥和管道灌溉系統中的水閥為電控閥，農作物種植地的土壤表層里設有溫度傳感器、濕度傳感器和CO2濃度傳感器，溫度傳感器、濕度傳感器和CO2濃度傳感器的電信號傳輸給控制系統后用于控制沼液閥、煙氣閥和管道灌溉系統中的水閥。一種沼氣工程產物與農業種植相結合的綜合利用系統，其使用方法為:在農作物需要施CO2氣肥時，關閉水閥和沼液閥，打開煙氣閥，沼氣工程產生的沼氣經脫硫進入燃氣發電機燃燒發電，燃燒產生的煙氣冷卻至50°c以下，通過灌溉系統的管道排入農作物根部，然后經對流上升擴散至農作物的葉部，在其周圍形成一個相對高于空氣CO2濃度0.03%的高CO2濃度區，作為氣肥被農作物吸收，可以提高作物產量，也可幫助調節農作物周邊的溫度，氣肥的施用最佳時間為日出以后，此時作物光合作用盛行，可充分提高氣肥的利用效率，排入種植地的煙氣溫度可根據氣溫狀況進行調節，如氣溫較低需要提溫時，以對農作物無副作用的較高溫度，比如50°C 以下，將煙氣排入種植地，在無需對種植地提溫的情況下，煙氣排入種植地的溫度應在30°C以下，如在夏季需降溫的情況下，還可以作為降溫手段，將煙氣冷卻至更低的溫度，比如20°C以下，再排入種植地中；在農作物需要保溫時，關閉水閥和煙氣閥，打開沼液閥，厭氧發酵罐中30-40°C的發酵液經固液分離器分離出沼液，沼液經曝氣裝置與空氣接觸改良后臨時存儲于沼液池中，調整至所需濃度后在冷卻之前通過灌溉系統的管道灌溉至農作物根部；在農作物只需要施沼液肥而無需保溫時，關閉水閥和煙氣閥，打開沼液閥，將曝氣過的沼液調制至所需濃度在冷卻后通過灌溉系統的管道灌溉至農作物根部；在農作物需要澆水時，關閉沼液閥和煙氣閥，打開水閥，通過灌溉系統的管道將水灌溉入農作物根部。本專利技術中熱電聯產裝置所生產的熱水可用于對厭氧發酵液保溫，當需對作物提溫時，也可在一定水溫范圍內，比如35°C以下，用于灌溉農作物來提高地表溫度以及氣溫，或者用于稀釋沼液，通過沼液灌溉農作物來提高地表溫度以及氣溫。本專利技術中將煙氣和沼液輸送至農作物種植地的管道上，在需對作物提溫時，為防止這些管道對煙氣和沼液過度冷卻，可對其覆蓋保溫材料。本專利技術中農作物種植地在高溫季節時，可以采用在種植地周邊由氣密性物體包圍，上部由防蟲網、遮陽網等網狀物覆蓋的方式，以提高整體的種植效果。二氧化碳比空氣重，其能夠逃逸的方向只有上方，并且緩慢逃逸也會被農作物的葉片充分捕獲用于光合作用。本專利技術中農作物種植地在低溫季節時，可以采用在種植地覆蓋氣密性物體，再覆蓋其他保溫性能更好的保溫材料。本專利技術中沼氣工程所產生的沼渣肥可全部用于種植地做底肥使用，沼液肥在做追肥時，根據作物的需肥情況，還可在肥水灌溉過程中加入各類其他可溶性肥料，以提高其肥效。本專利技術中最佳農作物種植地面積需根據沼氣工程的所產生的沼氣量、有機肥量來確定，Im3的沼氣燃燒后產生Im3的二氧化碳，而要保持農作物所需0.1-0.15%最佳二氧化碳濃度的話，一畝地每天至少需1-1.5m3的二氧化碳，一般種植面積畝數應小于日產氣量立方數的70%。一畝地在有機無公害種植的情況下，年種一季需2.5噸以上的有機肥，如無其他補充有機肥的條件下，一般種植面積畝數應小于年產沼渣噸數的40%，如每年種植兩季的話，可種植面積應減半。因此最佳種植面積應小于上述兩者中較小者。采用上述技術方案后，使得本專利技術有以下優點: 1、沼氣工程中的產物沼氣轉化為電能和熱能以及二氧化碳，并都被充分利用，其中電能可自用或接入電網銷售，熱能一部分用于厭氧發酵罐的保溫以提高發酵效率，另一部分可以用于保持和提高種植地的地溫和氣溫，以保障生產，防止冷害，提高產量；二氧化碳作為氣肥，安全、高效、便捷地用于種植，以提高農作物產量；沼氣工程中的產物沼渣和沼液作為有機肥用于種植，可以節省種植成本，提高種植品質。2、由于農作物種植面積和沼氣工本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種沼氣工程產物與農業種植相結合的綜合利用系統，包括生產沼氣的厭氧發酵罐和設有管道灌溉系統的若干農作物種植地，其特征在于所述厭氧發酵罐中頂層的沼氣被收集并存儲在沼氣罐中，沼氣經脫硫裝置脫硫處理后供給燃氣發電機，燃氣發電機的循環冷卻水和高溫煙氣分別與熱電聯產裝置換熱，熱電聯產裝置制取的高溫熱水和初次熱交換后的中高溫煙氣分別與厭氧發酵罐中反應液換熱，對厭氧發酵罐中的反應液進行保溫，以保持厭氧發酵罐中反應液的最佳溫度，二次換熱后的中溫煙氣經冷卻裝置冷卻后由煙氣管道上的煙氣閥控制著進入農作物種植地的灌溉系統管道內。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：涂維浩，洪鋒，王海生，梁紅莉，
申請(專利權)人：涂維浩，
類型：發明
國別省市：
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