太阳能控温的干湿厌氧发酵对比试验研究

太阳能控温的厌氧发酵具有广阔的应用前景,目前国内外已有研究主要集中在太阳能控温湿发酵过程,尚没有太阳能控温的厌氧干发酵过程研究,为此搭建两套太阳能控温的干/湿厌氧发酵系统,在实际工况下进行批式厌氧发酵,研究太阳能控温下干/湿厌氧发酵启动情况,升温速率,温度波动性,发酵罐热负荷和典型天气下系统内各温度的变化情况。试验结果表明:在太阳辐射为1.2～21.6 MJ/m~2,平均环境温度变化范围为15.2℃～27.5℃的情况下,全玻璃真空管太阳能集热器能够确保干/湿发酵罐正常启动并维持干/湿发酵料液温度37℃±1℃恒温发酵,启动阶段湿发酵罐平均温度一直比干发酵高,温差最高可达2.5℃。增温过程中湿发酵罐平均散热损失比干发酵高0.14～0.27 MJ/d;而在控温阶段当系统经历连续阴雨天时,发酵温度波动不超过1.5℃,说明真空管太阳能集热器控温能力较强,可以满足发酵罐恒温发酵所需热量。     

太阳照射对发酵罐散热的影响分析

为了研究太阳照射对沼气工程发酵罐散热量的影响,文章以北京某沼气工程为例,建立了发酵罐散热的一维稳态模型,对散热进行了分析,找出了各部分热量损失的关系;根据发酵罐地理位置,对太阳照射下发酵罐表面受到的直接辐射、大气散射和地面反射进行了分析,对表面吸收及有效传导入罐内的能量进行了计算。结果表明,在冬季由于太阳辐射弱、散热量大,太阳辐射对发酵罐散热的影响非常小,十二月份减小散热量仅为3.77%,夏季日照时间长、太阳辐射强、散热量小,太阳辐射对发酵罐散热的影响变大,七月份可减小24.70%的散热量。实验验证修正后散热计算与实际散热误差不超过8.6%,该方法可用于预测发酵罐的运行能耗。     

太阳能集热、空气源热泵和电加热并联式沼气发酵增温系统研究

为了解决南方地区阴雨天和广大北方地区冬季沼气发酵温度低、产气效率低等问题,本文尝试设计以太阳能集热、空气源热泵、电加热并联的沼气发酵增温系统.这三种加热技术互补使用可满足不同天气条件下沼气发酵的增温需求.太阳能集热器作为增温系统的主要加热装置.当太阳辐射不能满足温度需求时,使用空气能热泵加热.特殊情况下使用电加热装置增温.为满足恒温发酵,该系统配备了以单片机为核心的自动控制器,分别包括温度检测电路单元、温控电路单元、键盘输入单元、显示单元和报警单元.该增温系统实现了沼气池恒温发酵功能,能够在阴雨天和冬季稳定增温,有效的提高沼气池产气效率,减少能源消耗和人员参与.     

不同环境温度下沼气工程厌氧罐内料温研究

厌氧罐的池容产气率直接受料温的影响,而料温随着环境温度的变化而变化。文章利用沼气锅炉燃烧沼气工程自产沼气来为厌氧罐内料液提供达到指定温度所需热量的方式,根据能量和质量守恒定律,来研究不同环境温度下沼气工程产生连续稳定富裕产气量所需的厌氧罐最合理料温。研究结果表明,同一料温下,环境温度越高,富裕产气量越大;同一环境温度下,随着料温的增长,系统富裕产气量分别在35℃和55℃出现了峰值。从富裕产气量的角度来看,经济温度在55℃左右,而中低温发酵经济温度为35℃。但从富裕产气量占总产气量的百分比上来看,在不同环境温度下,35℃和55℃料温各有高低。考虑到料温稳定性、沼气热值、设备造价及沼渣再利用等因素,不同环境温度下料温宜全部选择35℃,其富裕产气量维持在每天66~138 m~3范围内。     

猪粪污固液分离处理对能源回收的影响

在30℃恒温条件下,以猪粪为原料,通过采用固液分离后液体发酵和不经分离直接混合发酵两种方法,来研究固液分离与否对沼气产量的影响。结果表明：混合发酵的沼气产量是固液分离后液体发酵的产气量的4倍。因此,建议工程上采用全混合发酵,以15天作为滞留时间,更有利于能源的回收。     

高寒地区沼气工业化生产配套加热系统的初步设计

沼气在发酵过程中需要对温度进行严格的控制,将发酵料液维持在适宜的温度,以保证产气率.高寒地区冬季气温偏低,昼夜温差较大,要在高寒地区实现沼气工业化生产则需选择适宜的加热系统.为此,对现有的沼气加热形式进行了介绍,提出了适宜高寒地区沼气工业化生产的新型、高效节能、环保加热系统.     

观水辨气对症管理沼气池

沼气发酵虽是一个十分复杂的生物化学过程,但在严格的厌氧条件下(即池体不漏水、不漏气),通过观察水压间(出料口)料液的变化,亦可大体得知池内发酵、产气的情况,从而对症进行管理,可收良效。一、料液呈灰色,液体浓度稀这种情况俗称“清汤寡水”,常出现于新池初投料或老池大换料时,显示池内发酵欠佳,没有产气、或产气很少。究其原因是:①发酵原料不足,沼气微生物缺乏丰富的营养物质。应立即补上精料,并多加搅     

高效生物膜反应装置中加热恒温系统的设计

沼气料液合适的发酵温度是中温发酵和高温发酵。与传统的常温发酵相比,中温发酵和高温发酵产生沼气具有稳定性和高效性的特点,但却对温度的稳定性要求极为严格。为此,基于沼气在发酵过程中对温度高稳定性的要求,结合新疆地区光照时间长、干旱少雨、适于开发利用太阳能等独特的地域特征,设计了以太阳能为热源的自动加热恒温系统,以确保反应装置能够高效地生成沼气。     

不同恒温条件厌氧发酵的沼气成分研究

为了研究发酵温度对厌氧发酵产沼气的成分影响,在4个11.5 L的发酵罐中进行了恒温19℃,30℃,37℃和52℃的鲜牛粪厌氧发酵实验,并用沼气分析仪实时测量了沼气成分。实验结果表明,37℃恒温厌氧发酵的产气量和产甲烷量为最大,其发酵周期为22天,在发酵周期内干物质产气率为0.31 m3.kg-1,池容产气率为0.76 m3.m-3d-1,平均甲烷含量为53.59%;19℃厌氧发酵的产气量和产甲烷量都为最小。     

户用沼气不同原料产气效果试验北大核心

为了探索在现阶段农村散养户急剧减少的情况下,巩固和发展农村户用沼气的建设成果,研究利用农业废弃物作为猪粪替代原料发酵产气的可行性,文章采用4个处理进行试验验证。结果表明:废菌料、稻草等农业废弃原料可全部或部分替代猪粪作为沼气发酵原料。废菌料启动快、沼气纯度高但产气总量少;稻草全部作为替代原料启动较慢、沼气纯度与产沼气总量与猪粪相当;50%稻草+50%的猪粪(按干物质重量),产气量最高,沼气纯度与猪粪相当。     

用发动机余热加热沼液提高产气率研究

沼气作为以柴油引燃的双燃料发动机的主要燃料,发动机发电,为养猪场提供照明及加工电力,用双燃料发动机冷却系统的传热及发动机排气加热混合水箱的水,用热水加热沼气池内沼液,组成动力及供热复合装置CHP,可提高产气率4倍左右.     

芦苇秸秆中温发酵产沼气的实验研究

文章以新鲜芦苇秸秆为发酵原料,分别对其进行打碎和切碎预处理,在恒温30℃条件下进行全混合批量式沼气发酵实验。实验结果表明,两种预处理方法的发酵时间均为62 d,芦苇秸秆打碎处理的TS产气率和VS产气率分别为467 mL·g^-1和570 mL·g^-1,芦苇秸秆切碎处理的TS产气率和VS产气率分别为560 mL·g^-1和685 mL·g^-1,芦苇秸秆切碎处理的产气潜力明显大于芦苇秸秆打碎处理,且芦苇秸秆切碎处理的甲烷含量也较前者高。说明将进行芦苇秸秆切碎处理有利于它发酵产沼气,发酵产出的沼气品质较好。     

大中型沼气工程保温增温方法研究

随着规模化畜禽养殖场数量增加,畜禽排泄物对环境的污染问题日益严重。为此,分析了温度对大中型沼气工程发酵的影响,提出了做好发酵装置保温,减少发酵过程能量流失,充分利用太阳能、沼气发电机组余热及生物质锅炉给物料增温,从而达到大中型沼气工程四季持续稳定运行目的。     

太阳能沼气反应罐温度控制系统的设计

将基于AT89C51单片机的温度控制系统应用于沼气的生产过程中,降低了不同季节的环境温度与太阳能的变化对沼气发酵的不利影响,实现了沼气生产中对太阳能的高效利用,提高了沼气反应罐工作的稳定性和持久性.为此,对沼气发酵最佳工作温度进行了分析,阐述了控制系统的工作原理,介绍了温度控制系统的主要硬件电路和软件程序设计.实验表明,系统稳定可靠,使用简单,能够满足利用太阳能生产沼气的要求.     

可移动式沼气罐的设计与研究

沼气作为一种可再生的清洁能源一直受到人们的重视,但沼气池存在发酵受温度影响较为严重、发酵不充分及废料不易清理等问题。为此,设计了一种可移动的罐体进行发酵,运用Solid Works软件对该机构进行建模并通过样机试制和试验验证该机构的可行性。试验表明:该沼气罐在温度提升及发酵的充分性方面均取得不错的效果,沼气的产量有明显的提升。     

秸秆与粪便不同配比发酵产沼气试验研究

本试验以秸秆与粪便的不同原料配比,设置十个处理进行沼气发酵试验。通过对比启动时间、总产气量、TS产气率及甲烷含量等参数,以探讨最佳的原料配比。结果表明:秸秆比例过大或过小生产沼气的效率均不高,只有50%秸秆与50%粪便配合时,其总气量,TS产气率及甲烷含量才达到最高。秸秆原料可完全替代粪便生产沼气,但必须进行前处理,且发酵启动慢,比纯粪便原料慢了3～10天,产气高峰期也推迟了15天左右,但产气持续时间较长,可达6个月左右。     

沼气发酵接种物对沼气及沼液成分的影响

采用新鲜的猪粪为原料,以崇明前卫村沼气池中正常发酵的沼液为接种物,利用自制的小型沼气发酵装置开展了沼气发酵的实验研究.结果表明,使用驯化过的接种物有利于提高沼气产气量和产气中甲烷的含量,并能最大限度地保留沼液中的营养成分.通过上述研究,为沼气的工业生产和市场化运作打下了一定的理论基础.     

厌氧发酵反应器内温度场的数值模拟

厌氧发酵反应器是沼气发酵工程的重要装置,由于其内部反应十分复杂,因此发酵反应器内的局部流动和传热过程的研究一直是一个颇具研究价值的问题。掌握反应器内的温度分布是厌氧发酵过程控制工艺优化的基础,对反应器的温度控制起着至关重要的作用。为此,采用CFD(计算流体力学)的数值模拟方法对发酵料液内的温度场、速度场进行模拟,分析了反应器内料液的流动和换热情况。由于发酵料液的流动速度非常微小,基本可以忽略不计,因此反应器内部料液与反应器侧壁和地面之间热量传递方式以导热为主,可以忽略对流换热作用。由此为今后进一步研究提供理论依据。     

中性纤维素酶促进牛粪厌氧消化性能的研究

试验考察直接添加中性纤维素酶对牛粪沼气发酵性能的影响.向厌氧消化体系添加50,100,150,200 FPU·g-1的中性纤维素酶,通过产气数据、发酵终点沼液性质来估计评估中性纤维素酶对牛粪沼气发酵性能的影响.中性纤维素酶可以促进牛粪的厌氧消化性能.当酶添加量为50 FPU·g-1时,对牛粪产气没有影响;当酶添加量继续...