太陽能熱管沼氣發(fā)酵加熱系統(tǒng)研究.pdf

1、厭氧發(fā)酵制沼氣是生物質(zhì)能的有效利用途徑。在影響沼氣發(fā)酵的各種因素中，溫度對厭氧發(fā)酵影響尤為明顯，溫度成為沼氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。為了實現(xiàn)沼氣池增溫，許多研究者開展了這方面的研究工作，但尚沒有一種高效直接沼氣池循環(huán)增溫方式。本文以熱管作為傳熱元件設(shè)計太陽能熱管沼氣發(fā)酵加熱系統(tǒng)，研究沼氣池增溫效果。
　　研究內(nèi)容及成果主要包括以下幾個方面:
　　1.太陽能熱管沼氣發(fā)酵加熱系統(tǒng)的設(shè)計制作，對發(fā)酵系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)和集熱系統(tǒng)進行能量分析計算

2、，推導(dǎo)太陽能熱管沼氣發(fā)酵加熱系統(tǒng)的設(shè)計參數(shù)。
　　2.模擬實驗。a.在冬季，晴天在換熱系統(tǒng)關(guān)閉的情況下，集熱裝置終端（熱管冷凝端）能夠?qū)崿F(xiàn)36℃;對太陽能熱管沼氣發(fā)酵加熱系統(tǒng)進行增溫效果分析，沼氣池平均每天升溫3℃。夜里降溫1.2℃;陰天用燈光模擬實驗，在換熱系統(tǒng)關(guān)閉的情況下，集熱裝置終端能夠?qū)崿F(xiàn)42℃;對太陽能熱管沼氣發(fā)酵加熱系統(tǒng)進行增溫效果分析，沼氣池平均每天升高4℃，夜里降溫0.8℃。b.在春季，晴天在換熱系統(tǒng)關(guān)閉的情況下，

3、集熱裝置終端（熱管冷凝端）能夠?qū)崿F(xiàn)43℃;對太陽能熱管沼氣發(fā)酵加熱系統(tǒng)進行增溫效果分析，沼氣池平均每天升溫6℃，夜里降溫1.2℃。
　　3.牛糞作為原料進行厭氧發(fā)酵實驗。配置175L濃度為6％的沼氣發(fā)酵料液。a.沼氣發(fā)酵系統(tǒng)的初始溫度21.7℃，系統(tǒng)正常運行下系統(tǒng)發(fā)酵溫度每天上升一個梯度，隨著料液溫度的升高梯度會逐漸變小，穩(wěn)定后能夠?qū)崿F(xiàn)38℃左右。由于持續(xù)陰天平均發(fā)酵溫度降低到33.5℃左右，晴天后再次集熱兩天實現(xiàn)38℃左右，整個

4、發(fā)酵過程溫度能夠維持在38℃。b.在一定范圍內(nèi)系統(tǒng)產(chǎn)氣量隨著溫度升高不斷增加，穩(wěn)定后平均每天能產(chǎn)生氣體70L左右。c.氣體成分中甲烷含量隨著發(fā)酵進行不斷升高，甲烷含量穩(wěn)定后維持在70％左右，二氧化碳含量隨著發(fā)酵進行開始逐漸增加后開始降低最后處于穩(wěn)定，二氧化碳含量穩(wěn)定后維持在17％左右。d.發(fā)酵系統(tǒng)裝置能夠正常運行，晴天平均每天集熱5℃，夜里降溫0.6℃，陰天系統(tǒng)不能集熱，平均每天降溫1.2℃，系統(tǒng)每天增溫保溫效果良好，發(fā)酵試驗?zāi)軌蛘＿M