严寒地区沼气池保温增温优化设计研究

发布时间：2021-02-10 00:38

　　我国农业中规模化的养殖场产生大量的的粪污等污染物,污染了周围的环境,其中含有大量的病原微生物对人类健康造成威胁。将粪污用于沼气发酵是解决上述问题的合理有效途径。发酵反应受温度影响很大,在我国东北地区冬季气候寒冷,严重影响了沼气池的产气率,甚至会冻裂池体。针对这一问题,本文对沼气池保温增温系统进行了优化设计,使发酵料液升温,保证沼气的生产处于较高的效率,同时减少能量的消耗。对该系统进行了设计、模拟和计算,从中得出如下研究结果:1.本文以长春地区某常年存栏奶牛数量为100头的规模化养殖场为依托,计算了养殖场的概率统计下的粪污产量;并以此为依据设计的沼气发酵工艺并计算得沼气池的体积和对系统的加热保温做了相应的计算。2.建立了沼气池散热的数学模型和物理模型,分析确定了模型的边界条件。通过模拟,分别计算了不同发酵工艺温度和不同维护结构材料及厚度情况下的沼气池及周围土壤的温度分布,并且计算出沼气池的散热量。3.以沼气池内加热器的布置为变量,模拟了加热器分别布置在侧壁、池底部和池中央发酵区时的温度分布情况。得出加热器布置在中央发酵区时有利于发酵的进行,同时有利于减少池体向外界的散热。对于其他的加热方... 

【文章来源】：吉林建筑大学吉林省

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

扩散率与含水率关系

吉林建筑大学工学硕士学位论文 的可燃性混合气体，这种气体就是沼气。各组分体积分数如表 2-1 所示。沼气发酵是多种微生物共同作用下复杂的多步骤反应过程。按照物质的变化顺序，沼气厌氧发酵的过程大致可以分为三个阶段[31,32]：第一阶段有机物液化水解阶段、第二阶段为产酸阶段、第三阶段为产甲烷阶段。

干物质量的计算公式如下：i iW w 中 wi——牛粪、牛尿质量，kg；ηi——牛粪、牛尿的含水率，%。权计算养殖场每头奶牛粪污干物质（TS）的平均排放量, 育成牛粪污干放量：15.67 (1 0.84) 7.23 (1 0.94) 2.94 kg/ 头 d奶牛粪污干物质排放量：33.47 (1 0.84) 15.02 (1 0.94) 6.26 kg/ 头 d于牛尿密度与水的密度近似相等，则上式（3-1）、（3-2）中尿液量的单位为 kg/头·d。污干物质加权计算折合每头奶牛排放量的平均值 w(kg/头·d)为：w 2.94 1/ 3 6.26 2 / 3 5.15kg/ 头 d


本文编号：3026494