(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211278638.2 (22)申请日 2022.10.19 (71)申请人 农业部沼气科 学研究所 地址 610041 四川省成 都市武侯区人民南 路4段13号 申请人 江西省农业 生态与资源保护站 (72)发明人 刘宇新　罗涛　黄振侠　熊江花　 欧阳仉孙 　马静　辛宜聪　徐树明　 舒伍星　徐德胜　叶杨洁　 (74)专利代理 机构 成都天嘉专利事务所(普通 合伙) 5121 1 专利代理师 毛光军 (51)Int.Cl. C12M 1/107(2006.01) C12M 1/36(2006.01)C12M 1/00(2006.01) C02F 11/04(2006.01) C12P 5/02(2006.01) (54)发明名称 农村分散甲烷多点收集利用系统及收集利 用方法 (57)摘要 本发明公开了一种农村分散甲烷多点收集 利用系统及方法， 系统包括单向沼气收集控制箱 和浮罩式湿式储气柜， 单向沼气收集控制箱包括 密封箱体和多根单向气体收集管， 一根单向气体 收集管连接一个 分散式甲烷产生点， 密封箱体内 装有用于对单向气体收集管的出气口形成水封 的水； 密封箱体上还设置有排气管， 排气管与箱 体内水位线上的箱体空间连通， 排气管通过输气 管与浮罩式湿式储气柜连接， 输气管上设置有 连 接用户端的输气口。 通过本发明将有效的收集甲 烷、 减少甲烷生产 ‑收集‑利用过程的逃逸， 找出 了甲烷稳定利用的实现途径， 变甲烷排放为能源 化利用， 有效提高甲烷的收集利用率， 降低甲烷 逃逸， 为农村沼气供给提高稳定性， 为节能减排 提供更好的效益。 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 115521857 A 2022.12.27 CN 115521857 A 1.一种农村分散甲烷多点收集利用系统， 其特征在于： 包括单向沼气收集控制箱 （1） 和 浮罩式湿式储气柜 （10） ， 单向沼气收集控制箱 （1） 包括密封箱体和多根单向气体收集管 （6） ， 单向气体收集管 （6） 的进气口位于密封箱体外， 出气口位于密封箱体内， 一根单向气体 收集管 （6） 连接一个 分散式甲烷产生点 （11） ， 密封箱体内装有用于对 单向气体收集管 （6） 的 出气口形成水封的水； 密封箱体上还设置有排气管 （7） ， 排气管 （7） 与密封箱体内水位线上 的箱体空间连通， 排气管 （7） 通过输气管 （8） 与浮罩式湿式储气柜 （10） 连接， 输气管 （8） 上设 置有用于连接用户端的输气口 （9） 。 2.根据权利要求1所述的农村分散甲烷多点收集利用系统， 其特征在于： 所述多根单向 气体收集管 （6） 的多个出气口距离密封箱体底部的距离相同， 密封箱体内的水位高于单向 气体收集管 （6） 的出气口。 3.根据权利要求2所述的农村分散甲烷多点收集利用系统， 其特征在于： 所述密封箱体 上设置有液面 最高值线 （4） 和液面 最低值线 （5） 。 4.根据权利要求3所述的农村分散甲烷多点收集利用系统， 其特征在于： 所述密封箱体 上还设置有补水管， 补水管的进水口处设置有入水漏斗 （2） ， 出水口位于密封箱体内， 且出 水口距离密封箱体底部的距离小于出气口距离密封箱体底部的距离 。 5.根据权利要求4所述的农村分散甲烷多点收集利用系统， 其特征在于： 所述补水管和 排气管 （7） 上设置有控制阀门 （3） 。 6.根据权利要求1所述的农村分散甲烷多点收集利用系统的收集利用方法， 其特征在 于， 包括如下步骤： a、 控制分散式甲烷产生点 （11） 内的压力， 及时排出沼气， 保持分散式甲烷产生点 （11） 沼气池内的发酵 液量和流动的稳定； b、 通过单向沼气 收集控制箱 （1） 内的水面和单向气体收集管 （6） 最低点形成的水柱差 形成压力水封差， 分散式甲烷产生点 （11） 排出的沼气通过单向气体传输管往单向沼气收集 控制箱 （1） 传输气体， 当沼 气压力大于水柱压力差后， 顶开水封， 单向沼 气收集控制箱 （1） 单 向收集沼气， 并通过自身的压力实时按需往各个用户输送， 剩余气体输送至浮罩式湿式储 气柜 （10） ； c、 当单向沼气收集控制箱 （1） 内的液面低于压力控制液面最低值线 （5） 时， 则通过水漏 斗向单向沼气收集控制箱 （1） 补充水， 保持水位高度在液面最低值线 （5） 和液面最高值线 （4） 之间。 7.根据权利要求6所述的农村分散甲烷多点收集利用系统的收集利用方法， 其特征在 于： 所述步骤b中， 在沼气供气不足时， 通过浮 罩式湿式储气柜 （10） 为用户提供储 存的沼气。 8.根据权利要求7所述的农村分散甲烷多点收集利用系统的收集利用方法， 其特征在 于： 所述步骤b中， 分散式甲烷产生点 （11） 收集来的沼气通过自身的压力进入单向沼气收集 控制箱 （1） ， 从水封面下进入箱体内水位线 上的箱体空间， 再通过排气管 （7） 和输气管 （8） 进 入用户。 9.根据权利要求8所述的农村分散甲烷多点收集利用系统的收集利用方法， 其特征在 于： 所述步骤b中， 将箱体内的沼气压力控制在2.2 ‑3.2Kpa。 10.根据权利要求9所述的农村分散甲烷多点收集利用系统的收集利用方法， 其特征在 于： 所述浮罩式沼气储气柜压力为2Kpa。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115521857 A 2农村分散甲烷多点收集利用系统及收集利用方 法 技术领域 [0001]本发明涉及 一种农村分散甲烷多点收集利用系统及收集利用方法， 属于农村能源 科学技术与环境 监测技术领域。 背景技术 [0002]我国农村户用沼气池的利用经过多年的长期发展， 普及率已经站在了世界前沿， 推广规模全球第一， 广泛应用于农业农村家庭废弃物处理、 清洁燃气供给和温室大棚二氧 化肥供给等领域。 农村沼气发酵种类根据原料和进料 的方式， 常采用以农作物秸秆为主的 一次性投料和人畜禽粪便、 厨余废物 等连续进料两种发酵方式， 用作于农村生活燃料， 改善 农村人居环境提高可再生能源利用的功效。 沼气发酵后的沼渣沼液是腐熟了的有机肥， 可 直接用于农作物施肥， 具有提高作物品质和产量的效果。 此外， 沼 气 （甲烷含量为55 ‑70%） 用 作燃气替代天然气， 供住户生产生活用能需求， 具有节能、 安全和环保等特点， 是一种广泛 分布的可 再生资源。 [0003]由于分散性养殖量和农村居住人口的减少， 大量户用沼气池已被改造为用于处理 人的排泄物、 农村厨房泔水等高浓度生活污水的 “沼改厕”池， 极少处理畜禽养殖废弃物和 农作物秸秆。 由于发酵原料 的减少， 沼气的产生量也 随之减少， 因而， 该部分沼气往往不被 收集利用。 根据 《IPCC国家温室气体清单指南》 计算方法， 三口之家的人粪尿甲烷排放潜力 可达0.108  m3 CH4/ （d•户） ， 餐厨垃圾的甲烷 （甲烷的温室气体效益是二 氧化碳的25倍） 排放 潜力可达0.063  m3 CH4/ （d•户） ， 累计“沼改厕”池的甲烷排放潜力可达0.171  m3 CH4/ （d• 户） 。 针对农村人口较少、 农村生产水平较低的情况， 开展 “沼改厕”甲烷收集、 逃逸控制与稳 定利用， 提炼优化改进方案， 对农村固碳减排具有较好实 践意义。 [0004]现有户用 沼气池普遍为水压式进行沼气储气， 收集的沼气， 普遍都是在储气间内 储存。 一旦通过  “沼改厕”改造后， 沼气池由于产气量较少且为间歇性生产， 就会造成稳定 供气能力显著降低而基本无法利用等问题。 经过这些工序的工程 都无法避免的造成沼气逃 逸与收集沼气被弃用。 此外， 发酵原料进入到沼气池内发酵， 产生的沼气储存在储气间， 会 造成由于储气间变大而将发酵液从发酵间挤压水压间内发酵， 而使得产生的沼气无法收集 出现沼气逃逸， 这也会造成沼气在输配供给过程中， 供给沼气压力变化大 （0 ‑10kpa） ， 给沼 气利用端带来极大的不便。 由于这些不足， 使得类似的分散式甲烷产生点 （ “沼改厕”池、 生 活污水净化池、 厕所粪污处理系统等） 呈现分布广泛、 累积甲烷排放大但单点排放少、 利用 难等问题， 若不进行有效的收集与销毁， 将在我国造成极大的温室气体排 放压力。 [0005]因此， 亟待发明 “沼改厕”沼气池等分散甲烷收集、 逃逸控制与稳定利用系统， 以实 现防止沼气逃逸、 优化收集利用方式， 在为农户提供稳定且安全的清洁能源——沼气的同 时， 有效实现节能减排。 发明内容 [0006]本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题， 提供一种农村分散甲烷多点收说　明　书 1/5 页 3 CN 115521857 A 3