沼液回?zé)峄刭|(zhì)對恒溫沼氣生產(chǎn)系統(tǒng)性能影響的研究.pdf

1、為解決大中型沼氣工程在寒冷季節(jié)由于供熱量不足，導(dǎo)致發(fā)酵溫度過低，不能正常運(yùn)行的問題，本文從沼氣工程內(nèi)部對熱量利用進(jìn)行了潛力發(fā)掘，對沼氣工程中出料沼液進(jìn)行余熱回收，并根據(jù)蘭州花莊養(yǎng)牛場現(xiàn)有的沼氣工程出現(xiàn)的問題進(jìn)行了總結(jié)，對現(xiàn)有沼氣工程的發(fā)酵流程進(jìn)行了優(yōu)化與設(shè)計(jì)，構(gòu)建了新的恒溫沼氣生產(chǎn)系統(tǒng)。利用在花莊沼氣工程運(yùn)行中采集的數(shù)據(jù)，對新系統(tǒng)進(jìn)行了熱量分析與計(jì)算，并且理論分析了新系統(tǒng)的節(jié)能性，主要研究內(nèi)容如下：
　?。?）對原有的沼氣生產(chǎn)系統(tǒng)

2、進(jìn)行了熱量分析與計(jì)算，發(fā)現(xiàn)蘭州花莊養(yǎng)牛場現(xiàn)有的沼氣工程發(fā)酵系統(tǒng)的熱量損失主要有發(fā)酵罐體的散熱損失和進(jìn)料升溫?zé)釗p失，其中散熱損失占總熱損失的7.1％-8.3%，進(jìn)料熱損失占總熱損失的91.7%-92.9%。沼氣工程現(xiàn)在只依靠沼氣發(fā)電余熱回收系統(tǒng)對發(fā)酵系統(tǒng)進(jìn)行加熱，發(fā)電機(jī)熱效率為35%左右，僅能保證發(fā)酵系統(tǒng)在5-9月份維持發(fā)酵溫度為35℃，在其他月份沼氣發(fā)電回收熱量不足以維持恒溫發(fā)酵。
　?。?）對沼氣發(fā)酵系統(tǒng)做了針對性改造，在新系統(tǒng)

3、中添加了出料沼液固液分離以及沼液回用過程。對酸化池進(jìn)行了改造，所有熱量補(bǔ)充環(huán)節(jié)都在沼液回?zé)岢嘏c酸化池中進(jìn)行，厭氧發(fā)酵罐體中不再鋪設(shè)加熱盤管。利用 Fluent軟件對沼液回?zé)岢刂姓右河酂峄厥者^程做了模擬研究，以22.5m3的35℃出料沼液與25.3m3的0℃的發(fā)酵原料進(jìn)行換熱為例進(jìn)行熱量分析，換熱22小時后，回?zé)岢刂邪l(fā)酵原料溫度可以升高16.2℃，回?zé)嵝蕿?2.2%；在換熱過程中針對發(fā)現(xiàn)換熱池中沼液上下溫差較大等特點(diǎn)進(jìn)行了回?zé)釗Q熱方案的

4、優(yōu)化，優(yōu)化方案是在換熱進(jìn)行到14小時后，將出料沼液側(cè)從回?zé)岢氐撞砍槌?m高的沼液后繼續(xù)進(jìn)行換熱8小時，發(fā)現(xiàn)發(fā)酵原料溫度總共升高了18.31℃，回?zé)嵝蕿?8.8%，兩階段換熱相比較一階段換熱，回?zé)嵝侍岣吡?.6%。
　?。?）沼液回質(zhì)是將固液分離后的出料沼液直接回用到酸化池中，由于回用過程中基本沒有熱量損失，回用的沼液溫度約為35℃，回用量為9.7m3。一年中沼液回?zé)崤c回質(zhì)過程回收熱量占系統(tǒng)總熱損失的55.9-60.7%。

5、>　?。?）沼氣發(fā)電熱回收效率約為35%左右。沼液回?zé)崤c回質(zhì)過程聯(lián)合沼氣發(fā)電余熱回收方法，可以保證沼氣發(fā)酵系統(tǒng)全年維持35℃恒溫發(fā)酵。并且以2016年1月21日到25日共5天較為極端的寒冷天氣為例計(jì)算，沼氣工程熱量供給依然可以保證維持發(fā)酵溫度為恒溫35℃。
　?。?）利用沼液回?zé)崤c回質(zhì)過程聯(lián)合沼氣發(fā)電余熱回收方法不僅能夠?yàn)檎託夤こ烫峁┏渥愕臒崃?，還具有環(huán)保、廉價等特點(diǎn)，并且由于出料沼液的熱量非常穩(wěn)定，回用這部分熱量的效率可以輕易保