沼气发酵智能化管理系统

摘要

本发明公开了一种沼气发酵智能化管理系统，属于沼气生产自动化装置；旨在提供一种能够对集约化大规模的沼气生产实行自动化管理的系统。它包括计算机、现场数据采集装置和传感器；设置在发酵系统各主要设备上的传感器(3)通过通讯电缆与现场数据采集装置(2)连接，现场数据采集装置通过通讯电缆与计算机(1)连接。本发明不仅实现了沼气发酵由小型化生产模式向大型集中高效模式的转化，而且还通过组态软件将各主要工艺设备、各工艺参数以图形或数字的方式通过显示器直观地显示出来，既方便地实现整个生产系统的监控，又提高了工作效率；具有成本低，废水处理效率高，产气率高等优点；是与大型畜禽场配套建设的一种理想管理系统。

权利要求

1.一种沼气发酵智能化管理系统，包括计算机、现场数据采集装置、以及传感器；其特征在于：设置在沼气发酵系统各主要设备上的传感器(3)分别通过通讯电缆与现场数据采集装置(2)连接，该现场数据采集装置通过通讯电缆与计算机(1)连接；其中，传感器(3)包括分别设置在USR反应器(15)和二次发酵池(14)中的温度传感器(3-1)和液位感器(3-2)、设置在二次发酵池(14)中的压力传感器(3-3)、分别设置在脱水器(9)出口管道上和贮气柜(6)中的气体成分检测仪(3-4)、分别设置在进料管(16)和出气管(10)上的流量计(3-5)、以及设置在预处理池(17)中的理化性质传感器(3-6)和液位感器(3-2)。

2.根据权利要求1所述的沼气发酵智能化管理系统，其特征在于：现场数据采集装置(2)分别通过通讯电缆与设置在沼气发酵系统各主要设备上的执行元件(4)连接。

3.根据权利要求2所述的沼气发酵智能化管理系统，其特征在于：执行元件(4)包括设置在加热水管(18)上以及分别设置在沼渣池(13)和预处理池(17)中的泵(4-1)、设置在连接于二次发酵池(14)与贮气柜(6)之间管道上以及分别设置在USR反应器(15)排渣管上和二次发酵池(14)排渣管上的电动阀(4-2)、分别设置在二次发酵池(14)和预处理池(17)上的搅拌器(4-3)、以及设置在循环管(19)上的泵(4-1)。

4.根据权利要求1或2所述的沼气发酵智能化管理系统，其特征在于：现场数据采集装置(2)为可编程序控制器。

5.根据权利要求3所述的沼气发酵智能化管理系统，其特征在于：现场数据采集装置(2)为可编程序控制器。

说明书

沼气发酵智能化管理系统

[0001] 技术领域：本发明涉及一种智能化管理系统，尤其涉及一种用于大规模沼气生产的智能化管理系统。

[0002] 背景技术：众所周知，传统的沼气生产设备多为户用沼气池，其缺点是分布广、规模小、产气率低，不能满足集约化大规模生产的要求。随着畜牧业的迅速发展，畜禽饲养规模不断扩大，畜禽场每天排放的粪便等废弃物日益增多，不仅会造成严重的环境污染，而且容易引起畜禽致病，制约了畜禽场自身的发展；若能在养殖场附近建设大型沼气工程，既可有效地解决燃料、肥料等问题，又能为畜禽场科学处理粪便提供有效的途径。然而，目前还没有对大型沼气工程进行有效管理的智能化系统。

[0003] 发明内容：针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明旨在提供一种用于大型沼气工程的沼气发酵智能化管理系统，它能够对集约化大规模沼气生产系统实行自动化管理。

[0004] 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：它包括计算机、现场数据采集装置、以及传感器；设置在沼气发酵系统各主要设备上的传感器分别通过通讯电缆与现场数据采集装置连接，该现场数据采集装置通过通讯电缆与计算机连接。

[0005] 传感器包括分别设置在USR反应器和二次发酵池中的温度传感器和液位感器、设置在二次发酵池中的压力传感器、分别设置在脱水器出口管道上和贮气柜中的气体成分检测仪、分别设置在进料管和出气管上的流量计、以及设置在预处理池中的理化性质传感器和液位感器；现场数据采集装置还可以分别通过通讯电缆与设置在沼气发酵系统各主要设备上的执行元件连接；该执行元件包括设置在加热水管上以及分别设置在沼渣池和预处理池中的泵、设置在连接于二次发酵池与贮气柜之间管道上以及分别设置在USR反应器排渣管上和二次发酵池排渣管上的电动阀、分别设置在二次发酵池和预处理池上的搅拌器、以及设置在循环管上的泵。

[0006] 在上述技术方案中，现场数据采集装置为可编程序控制器。

[0007] 与现有技术比较，本发明由于采用了上述技术方案，因此不仅降低了生产和管理成本，提高了废水的处理效率和沼气的产气效率，而且还实现了人畜粪便污水集中处理和沼气集中生产，实现了沼气发酵由小型生产模式向大型集中高效的模式转化。另外，本发明由于采用了组态软件，因此能够将所控制的各主要工艺设备以图形的形式、各工艺参数以数字的方式通过显示器直观地显示出来，方便地实现整个生产系统的监控，提高了工作效率。附图说明：

[0008] 图1是本发明的原理框图；

[0009] 图2是本发明的结构示意图。

[0010] 图中：计算机1 现场数据采集装置2 传感器3 温度传感器3-1液位感器3-2 压力传感器3-3 气体成分检测仪3-4 流量计3-5理化性质传感器3-6 执行元件4 泵4-1 电动阀4-2 搅拌器4-3锅炉5 贮气柜6 水封器7 脱硫器8 脱水器9 出气管
10 高压贮气柜11 气体压缩机12 沼渣池13 二次发酵池14 USR反应器15 进料管
16 预处理池17 加热水管18 循环管19

[0011] 具体实施方式：下面以集约化大规模的沼气生产系统为例，结合附图和具体的实施例对本发明作进一步说明：

[0012] 集约化大规模的沼气生产系统如图2所示：它由依次连通的预处理池17、USR反应器15、二次发酵池14、沼渣池13、沼气净化装置以及锅炉5构成；其中，所述沼气净化装置由依次连通的贮气柜6、水封器7、脱硫器8、脱水器9、气体压缩机12以及高压贮气柜11构成；USR反应器15为升流式厌氧固体反应器，该USR反应器上设有使发酵液体充分混合的循环管19，USR反应器15的保温夹层中设有与锅炉5连通的加热水管18，该USR反应器的底部和二次发酵池14的底部各设有一根与沼渣池13连通的排渣管。

[0013] 实施例1

[0014] 在图1、图2中，沼气发酵系统各主要设备上均分别设有传感器3，该传感器分别通过通讯电缆与现场数据采集装置2连接，该现场数据采集装置通过通讯电缆与计算机1连接；计算机1通过组态软件将各主要工艺设备以图形的形式、各工艺参数以数字的方式通过显示器直观地显示出来。在本实施例中，传感器3包括：各自设置在USR反应器15和二次发酵池14上半部分的温度传感器3-1、各自设置在USR反应器15和二次发酵池14下半部分的另外两个温度传感器3-1、分别设置在USR反应器15和二次发酵池14中的液位感器3-2、设置在二次发酵池14中的压力传感器3-3、分别设置在脱水器9出口管道上和贮气柜
6中的气体成分检测仪3-4、设置在连接于预处理池17与USR反应器15之间的进料管16上的流量计3-5、设置在连接于高压贮气柜11的出气管10上的另一个流量计3-5、以及设置在预处理池17中的理化性质传感器3-6和液位感器3-2。

[0015] 实施例2

[0016] 如图1、图2所示：为了能够实现自动控制，本发明在实施例1的基础上还可以在各主要工艺设备上设置执行元件4，各执行元件4分别通过通讯电缆与现场数据采集装置2连接。在本实施例中，执行元件4包括：设置在加热水管18上的泵4-1、分别设置在沼渣池13和预处理池17中的另外两个泵4-1、设置在连接于二次发酵池14与贮气柜6之间管道上的电动阀4-2、分别设置在USR反应器15所述排渣管上以及二次发酵池14所述排渣管上的另外两个电动阀4-2、分别设置在二次发酵池14和预处理池17上的搅拌器4-3、以及设置在循环管19上的泵4-1。

[0017] 在上述两个实施例中，现场数据采集装置2均采用可编程序控制器对温度、压力、液位、理化指标、沼气成分、流量等工艺参数进行数据采集，并由计算机通过可编程序控制器对泵、搅拌器、电动阀等执行元件进行控制。