本實用新型涉及沼氣能源利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種新型厭氧發(fā)酵系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，沼氣工程中的沼氣產(chǎn)量根據(jù)發(fā)酵物料和發(fā)酵環(huán)境等因素的不同，沼氣的產(chǎn)量不穩(wěn)定，使用沼氣作為能源的設(shè)備需要一個穩(wěn)定的沼氣供應(yīng)，包括流量和壓力，比如說鍋爐，燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)，熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電機(jī)等。為了解決這個問題，一般使用沼氣儲氣罐，儲氣罐一般氣壓較低，體積較大?，F(xiàn)在存在的問題，1.占地面積大2.安全問題，因為是可燃?xì)怏w，儲存的越多危險越大3.很難預(yù)測沼氣產(chǎn)量的波動，所以儲氣罐的大小的設(shè)計也很難，太小了，氣壓變化大，或者造成能源的浪費，或者無法供氣，如果太大了，占地大，投資浪費，不能保證氣壓。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于設(shè)計一種新型厭氧發(fā)酵系統(tǒng)，解決上述問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下：

一種新型厭氧發(fā)酵系統(tǒng)，包括至少一個發(fā)酵罐、至少一個進(jìn)料系統(tǒng)、至少一個進(jìn)料控制系統(tǒng)、至少一個沼氣傳輸系統(tǒng)、至少一個能源利用系統(tǒng)、至少一個能源測量系統(tǒng)、至少一個壓力傳感器和至少一個總控制系統(tǒng)；

所述進(jìn)料系統(tǒng)用于給所述發(fā)酵罐添加有機(jī)物料；所述發(fā)酵罐產(chǎn)生的沼氣通過所述沼氣傳輸系統(tǒng)連通到所述能源利用系統(tǒng)；

所述進(jìn)料控制系統(tǒng)控制所述進(jìn)料系統(tǒng)的啟閉和進(jìn)料速率；所述壓力傳感器測量所述發(fā)酵罐的沼氣壓力和/或測量所述沼氣傳輸系統(tǒng)的沼氣壓力；所述能源測量系統(tǒng)用于測量所述新型厭氧發(fā)酵系統(tǒng)產(chǎn)生能源量以及用戶使用能源量；

所述進(jìn)料控制系統(tǒng)、所述壓力傳感器和所述能源測量系統(tǒng)均連接到所述總控制系統(tǒng)。

所述發(fā)酵罐產(chǎn)生的沼氣不經(jīng)過單獨的儲氣罐直接通過所述沼氣傳輸系統(tǒng)連通到能源利用系統(tǒng)。

還包括可變?nèi)莘e儲氣空間，所述可變?nèi)莘e儲氣空間與所述發(fā)酵罐連通。

還包括控制并檢測所述可變?nèi)莘e儲氣空間容積變化的容積控制檢測裝置，所述容積控制檢測裝置連接到所述總控制系統(tǒng)。

所述總控制系統(tǒng)包括至少一個計算機(jī)和/或可編程邏輯控制器；還包括云系統(tǒng)，至少兩個以上所述新型厭氧發(fā)酵系統(tǒng)中的所述總控制系統(tǒng)連接到所述云系統(tǒng)。

還包括檢測所述發(fā)酵罐內(nèi)溫度的溫度傳感器，所述溫度傳感器也連接到所述總控制系統(tǒng)；

還包括設(shè)置在所述發(fā)酵罐中的攪拌系統(tǒng)和檢測所述攪拌系統(tǒng)攪拌頻率的攪拌頻率傳感器，所述攪拌系統(tǒng)和所述攪拌頻率傳感器均連接到所述總控制系統(tǒng)。

所述壓力傳感器設(shè)置在所述發(fā)酵罐的上部沒有被有機(jī)物料所填滿的空間內(nèi)。

一種所述新型厭氧發(fā)酵系統(tǒng)的發(fā)酵方法，包括如下步驟：

第一步，收集數(shù)據(jù)：包括收集用戶使用能源量，和/或系統(tǒng)產(chǎn)生能源量，和/或發(fā)酵罐內(nèi)氣壓，和/或有機(jī)物料進(jìn)料量；

第二步，分析第一步中所收集的數(shù)據(jù)：包括分析用戶使用能源習(xí)慣，和/或分析有機(jī)物料進(jìn)料量和沼氣壓力之間的邏輯關(guān)系，和/或分析能源利用設(shè)備運行情況和沼氣壓力變化情況之間的邏輯關(guān)系；

第三步，運行控制系統(tǒng)：根據(jù)第一步中收集到的數(shù)據(jù)和第二步中分析的結(jié)果，所述總控制系統(tǒng)通過所述進(jìn)料控制系統(tǒng)控制所述進(jìn)料系統(tǒng)的進(jìn)料時刻、進(jìn)料速率和進(jìn)料量。

第一步中，數(shù)據(jù)隨時收集，至少一個小時一次；第二步中，所述用戶使用能源習(xí)慣，包括使用量和時間頻率。

還包括第四步，根據(jù)所述新型厭氧發(fā)酵系統(tǒng)的運行狀況，所述總控制系統(tǒng)的控制方式進(jìn)行持續(xù)的優(yōu)化和調(diào)整。

本實用新型所謂的可編程邏輯控制器(即PLC，Programmable Logic Controller)，是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算，順序控制，定時，計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。是工業(yè)控制的核心部分。

本實用新型的工藝是一個智慧式的工藝，一個發(fā)酵系統(tǒng)包括至少一個發(fā)酵罐1，至少一個進(jìn)料系統(tǒng)2，至少一個能源利用系統(tǒng)3；一個控制系統(tǒng)包括至少一個控制設(shè)備4(比如說一個電腦或者PLC，也可以是microcontroller，微控制器)，至少一個壓力傳感器5，位于發(fā)酵罐儲氣部分或者沼氣傳輸系統(tǒng)，至少一個進(jìn)料控制系統(tǒng)6，至少一個能源測量系統(tǒng)7，用于測量系統(tǒng)產(chǎn)生能源量以及用戶使用能源量。

本實用新型的工藝為，第一步，收集數(shù)據(jù)：用戶使用能源量，系統(tǒng)產(chǎn)生能源量，發(fā)酵罐內(nèi)氣壓，有機(jī)物料進(jìn)料量；數(shù)據(jù)隨時收集，至少一個小時一次，收集密度越高越好，可以每分鐘或每秒鐘收集一次；第二步，分析所收集數(shù)據(jù)，分析用戶使用能源習(xí)慣，包括使用量和時間頻率，分析有機(jī)物料進(jìn)料量和壓力之間的邏輯關(guān)系，分析能源利用設(shè)備運行情況和壓力變化情況之間的邏輯關(guān)系；第三步，建立控制系統(tǒng)，有兩個控制點：進(jìn)料時間、進(jìn)料量和能源利用設(shè)備運行時間，控制依據(jù)為壓力和/或可變?nèi)莘e儲氣空間的容積。控制系統(tǒng)的目的是在客戶需要使用能源的時候提供所需要的能源量；第四步，根據(jù)系統(tǒng)的運行狀況，對控制方式進(jìn)行持續(xù)的優(yōu)化和調(diào)整。

在更復(fù)雜的系統(tǒng)中，控制點可以是溫度，攪拌頻率等。在更復(fù)雜系統(tǒng)中，可以有若干個發(fā)酵系統(tǒng)同時跟一個云系統(tǒng)相連接，云系統(tǒng)收集分析所有發(fā)酵系統(tǒng)運行狀況，對數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析，從整體上提高每個發(fā)酵系統(tǒng)的運行效率。

本實用新型的有益效果可以總結(jié)如下：

1.本實用新型不需要儲氣罐，減少投資量，減少設(shè)備占地量，減少行政審批手續(xù)，可以在城市內(nèi)使用我們的設(shè)備。

2.本實用新型的能源使用效率高，根據(jù)需要調(diào)整沼氣產(chǎn)量以及能源產(chǎn)量。

3.本實用新型能源利用設(shè)備的使用高效，氣壓變化小，能夠延長能源利用設(shè)備使用壽命。

4.本實用新型能夠通過控制可變?nèi)莘e儲氣空間的容積來方便的控制發(fā)酵罐的壓力。

附圖說明

圖1為本實用新型新型厭氧發(fā)酵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

如圖1所示的一種新型厭氧發(fā)酵系統(tǒng)，包括至少一個發(fā)酵罐1、至少一個進(jìn)料系統(tǒng)2、至少一個進(jìn)料控制系統(tǒng)6、至少一個沼氣傳輸系統(tǒng)8、至少一個能源利用系統(tǒng)3、至少一個能源測量系統(tǒng)7、至少一個壓力傳感器5和至少一個總控制系統(tǒng)4；所述進(jìn)料系統(tǒng)2用于給所述發(fā)酵罐1添加有機(jī)物料；所述發(fā)酵罐1產(chǎn)生的沼氣通過所述沼氣傳輸系統(tǒng)8連通到所述能源利用系統(tǒng)3；所述進(jìn)料控制系統(tǒng)6控制所述進(jìn)料系統(tǒng)2的啟閉和進(jìn)料速率；所述壓力傳感器5測量所述發(fā)酵罐的沼氣壓力和/或測量所述沼氣傳輸系統(tǒng)的沼氣壓力；所述能源測量系統(tǒng)7用于測量所述新型厭氧發(fā)酵系統(tǒng)產(chǎn)生能源量以及用戶使用能源量；所述進(jìn)料控制系統(tǒng)6、所述壓力傳感器5和所述能源測量系統(tǒng)7均連接到所述總控制系統(tǒng)4。

在更加優(yōu)選的實施例中，所述發(fā)酵罐1產(chǎn)生的沼氣不經(jīng)過單獨的儲氣罐直接通過所述沼氣傳輸系統(tǒng)8連通到能源利用系統(tǒng)3。

在更加優(yōu)選的實施例中，還包括可變?nèi)莘e儲氣空間，所述可變?nèi)莘e儲氣空間與所述發(fā)酵罐1連通。

在更加優(yōu)選的實施例中，還包括控制并檢測所述可變?nèi)莘e儲氣空間容積變化的容積控制檢測裝置，所述容積控制檢測裝置連接到所述總控制系統(tǒng)4。

在更加優(yōu)選的實施例中，所述總控制系統(tǒng)4包括至少一個計算機(jī)和/或可編程邏輯控制器；還包括云系統(tǒng)，至少兩個以上所述新型厭氧發(fā)酵系統(tǒng)中的所述總控制系統(tǒng)4連接到所述云系統(tǒng)。

在更加優(yōu)選的實施例中，還包括檢測所述發(fā)酵罐1內(nèi)溫度的溫度傳感器，所述溫度傳感器也連接到所述總控制系統(tǒng)4；還包括設(shè)置在所述發(fā)酵罐1中的攪拌系統(tǒng)和檢測所述攪拌系統(tǒng)攪拌頻率的攪拌頻率傳感器，所述攪拌系統(tǒng)和所述攪拌頻率傳感器均連接到所述總控制系統(tǒng)4。

在更加優(yōu)選的實施例中，所述壓力傳感器5設(shè)置在所述發(fā)酵罐1的上部沒有被有機(jī)物料所填滿的空間內(nèi)。

一種所述新型厭氧發(fā)酵系統(tǒng)的發(fā)酵方法，包括如下步驟：

第一步，收集數(shù)據(jù)：包括收集用戶使用能源量，和/或系統(tǒng)產(chǎn)生能源量，和/或發(fā)酵罐1內(nèi)氣壓，和/或有機(jī)物料進(jìn)料量；

第二步，分析第一步中所收集的數(shù)據(jù)：包括分析用戶使用能源習(xí)慣，和/或分析有機(jī)物料進(jìn)料量和沼氣壓力之間的邏輯關(guān)系，和/或分析能源利用設(shè)備運行情況和沼氣壓力變化情況之間的邏輯關(guān)系；

第三步，運行控制系統(tǒng)：根據(jù)第一步中收集到的數(shù)據(jù)和第二步中分析的結(jié)果，所述總控制系統(tǒng)4通過所述進(jìn)料控制系統(tǒng)6控制所述進(jìn)料系統(tǒng)2的進(jìn)料時刻、進(jìn)料速率和進(jìn)料量。

在更加優(yōu)選的實施例中，第一步中，數(shù)據(jù)隨時收集，至少一個小時一次；第二步中，所述用戶使用能源習(xí)慣，包括使用量和時間頻率。

在更加優(yōu)選的實施例中，還包括第四步，根據(jù)所述新型厭氧發(fā)酵系統(tǒng)的運行狀況，所述總控制系統(tǒng)4的控制方式進(jìn)行持續(xù)的優(yōu)化和調(diào)整。

本實用新型不需要儲氣罐，減少投資量，減少設(shè)備占地量，減少行政審批手續(xù)，可以在城市內(nèi)使用我們的設(shè)備；本實用新型的能源使用效率高，根據(jù)需要調(diào)整沼氣產(chǎn)量以及能源產(chǎn)量；本實用新型能源利用設(shè)備的使用高效，氣壓變化小，能夠延長能源利用設(shè)備使用壽命；本實用新型能夠通過控制可變?nèi)莘e儲氣空間的容積來方便的控制發(fā)酵罐1的壓力。

以上通過具體的和優(yōu)選的實施例詳細(xì)的描述了本實用新型，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，本實用新型并不局限于以上所述實施例，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。