基于沼液余热回收的沼气工程系统净产能特性

发布时间：2021-06-13 16:51

　　沼气发酵是目前最常用的有机废弃物处理方法。为研究发酵温度、进料挥发性固体浓度（volatile solid,VS）、沼液余热回收等对沼气工程系统净产能的影响,该文基于系统能量平衡模型,以能效比和净产能为评价指标,探讨了以猪粪尿为原料的小型沼气工程系统的净产能特性。研究表明:针对基准指标,进料VS浓度与发酵温度都存在一定的对应关系,且随系统运行模式的不同而不同。进料VS质量分数为4%时,若保证系统达到基准能效比,沼气锅炉加热模式下,发酵温度最大为28.9℃;实施沼液余热回收后,最大发酵温度增大为36.5℃。当系统取得最大净产能时,上述2种模式下对应的发酵温度分别为30和35℃。此外,同一进料浓度下,沼液余热回收前后最大净产能的增幅可达11.5%,其对应的能效比增幅为53.1%。因此,需综合考虑进料浓度、发酵温度、运行方式、净产能和能效比等因素确定合理的运行参数,确保沼气工程系统良好有序运行。 

【文章来源】：农业工程学报. 2018,34(10)北大核心EICSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

沼气工程系统示意图1.厌氧反应器2.沼气锅炉3.换热器1.Anaerobicreactor2.Biogasboiler3.Heatexchanger

第10期王淑霞等：基于沼液余热回收的沼气工程系统净产能特性205最大误差约14%，且随着发酵温度的增大逐渐减小，高温发酵段均保持在5%以内。图4系统年总热负荷组成及其变化Fig.4Componentandvariationoftotalheatloadsatdifferenttemperatures3.2系统产能特性3.2.1能效比1）不同系统配置下的能效比图5表示了不同配置下系统能效比的变化情况。模式1下，能效比随进料浓度的增大呈增大趋势，增幅因发酵温度而不同。当VS为4%时，能效比最校增至VS为6%的过程中，能效比大幅增长，且低温增量大，高温增量校当进一步增至VS为8%时，能效比增量整体有所降低，20℃时最小，其他温度下，基本一致。当VS从8%向10%变化时，能效比增量随发酵温度的变化与4%～8%的明显不同。以40℃为界，当温度小于40℃时，能效比随进料浓度的增大而减小，且随发酵温度的增大降幅明显减校当温度大于40℃时，能效比随进料浓度、发酵温度的增大而小幅增大。随着发酵温度的增大，能效比均呈下降趋势，其变化缓急又因进料浓度而稍有不同。VS为4%～8%时，能效比变化程度基本一致，随发酵温度增大先大幅下降，后趋于平缓，能效比降幅最大为12.8，由15.8降至3.0。VS为10%时，能效比的变化分2个阶段：当温度小于40℃时，能效比在VS为4%、8%分别对应的能效比间呈均匀下降趋势；当温度大于40℃时，能效比继续平稳下降，但稍高于VS为8%时对应的能效比。图5不同配置下系统能效比变化Fig.5Variationofenergyefficiencyratiosatdifferentconfigurations此外，因沼液余热的回收利用，当进料浓度和发酵温度均相同时，模式2下的能效比均优于

第10期王淑霞等：基于沼液余热回收的沼气工程系统净产能特性205最大误差约14%，且随着发酵温度的增大逐渐减小，高温发酵段均保持在5%以内。图4系统年总热负荷组成及其变化Fig.4Componentandvariationoftotalheatloadsatdifferenttemperatures3.2系统产能特性3.2.1能效比1）不同系统配置下的能效比图5表示了不同配置下系统能效比的变化情况。模式1下，能效比随进料浓度的增大呈增大趋势，增幅因发酵温度而不同。当VS为4%时，能效比最校增至VS为6%的过程中，能效比大幅增长，且低温增量大，高温增量校当进一步增至VS为8%时，能效比增量整体有所降低，20℃时最小，其他温度下，基本一致。当VS从8%向10%变化时，能效比增量随发酵温度的变化与4%～8%的明显不同。以40℃为界，当温度小于40℃时，能效比随进料浓度的增大而减小，且随发酵温度的增大降幅明显减校当温度大于40℃时，能效比随进料浓度、发酵温度的增大而小幅增大。随着发酵温度的增大，能效比均呈下降趋势，其变化缓急又因进料浓度而稍有不同。VS为4%～8%时，能效比变化程度基本一致，随发酵温度增大先大幅下降，后趋于平缓，能效比降幅最大为12.8，由15.8降至3.0。VS为10%时，能效比的变化分2个阶段：当温度小于40℃时，能效比在VS为4%、8%分别对应的能效比间呈均匀下降趋势；当温度大于40℃时，能效比继续平稳下降，但稍高于VS为8%时对应的能效比。图5不同配置下系统能效比变化Fig.5Variationofenergyefficiencyratiosatdifferentconfigurations此外，因沼液余热的回收利用，当进料浓度和发酵温度均相同时，模式2下的能效比均优于

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3227926