太阳能加热的回热回质型三级恒温沼气生产系统性能研究
发布时间：2021-10-24 08:18
太阳能和生物质能是农村可广泛获取的可再生能源，它们的高效低成本利用对改善农村人居环境、生态环境和满足农村多层次的能源需求有重要作用。基于太阳能经济性集热温度（65℃）与生物质高效恒温厌氧发酵温度（30℃、37℃和52℃）相匹配的特点，本团队前期提出了太阳能加热的三级恒温沼气生产系统并进行了性能研究。研究过程中发现：发酵原料在进入恒温发酵罐前，通常需要用水稀释到一定浓度，然后用太阳能加热到发酵温度（30℃、37℃和52℃）；而在排料时，一方面，很大一部分热量会随着排料损失掉，另一方面，大量水分也随着系统排料损失掉，不仅增加了沼液的存储成本，而且浪费大量水资源。为了充分利用太阳热能并回收利用水资源，本课题提出了太阳能加热的回热回质型三级恒温沼气生产系统，其原理是利用沼气系统30%的沼液替代自来水稀释发酵原料，并尽可能回收利用沼液沼渣中的余热。实验研究了在30℃、37℃和52℃牛粪TS为8%的恒温厌氧发酵机理，对太阳能加热的三级恒温沼气生产系统和添加回热回质器后的新系统做了全年热损失模拟，并应用相似原理设计了1/5倍回热回质器实验模型。本课题主要研究内容和结果如下：（1）实验研究了在30℃、...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
系统结构图
图 1.2 不同回质回热情况下平均 SCP 随时间的变化曲线传统回质回热循环的基础上，采用新型回质回热循环方式来进一步提高吸附制冷机组工作性能，在该循环回质阶段继续加热解吸床以增大系统制冷剂循环量，回质阶段的外耗热量采用随后的热管型回热回路进行回收利用[40]。李廷贤等人研究了热化学吸附制冷循环技术的国内外研究现状， 在多功能热管型吸附制冷机组中采用热管二次换技术完成吸附床的间接加热解吸、冷却吸附及回热过程[41]。陈传涓等人提出了一种新硅胶-水吸附制冷机的系统设计，并利用一维瞬态分布参数模型对该吸附机进行数值究，与基本循环对比，回热回质循环吸附量可增大 34.9%[42]。陆紫生等人对硅胶-水吸机组进行了实验，并对回质和回热进行了研究，得出回质过程可以有效提高系统的性能并讨论了回热过程的优化[43]。中南大学黄清，华中科技大学陈焕新设计了一套采用活炭-甲醇为工质对，用燃料电池余热驱动的吸附制冷式汽车空调系统。该空调系统采了回质循环，并对该系统进行了数值计算和仿真研究，得出回质是改善系统性能的重手段，采用回质过程可在热源温度较低的情况下提高系统性能，且能降低外界环境对统性能的影响，且工质对的变化对回质过程不敏感[44]。中南大学杨培志，陈焕新从纯
13图2.3 可控性恒温发酵装置实物图2.3 恒温沼气发酵在 30℃、37℃和 52℃产气机理分析2.3.1 三种发酵温度数据图分析实验共进行了 38 天。其中 37℃和 52℃周期内 PH 值处在 6.8～7.6 之间，比较适合发酵。30℃在 1-9 天时，PH 值在 6.6～6.8 之间，不利于厌氧发酵，第 10 天起 PH 值在7～7.6 之间。图 2.4 得出 37℃累积甲烷产量达到 100.47L，52℃累积甲烷产量 90.44L，而 30℃条件下只产了 79.35L 甲烷，37℃时牛粪发酵产生的甲烷比 30℃和 52℃分别多了26.6%和 11.1%。由图 2.6 得到累积 CO2产量在 30℃、37℃和 52℃分别为 59.48L、74.7L和 74.85L，CH4与 CO2累积产量的比值分别为 1.334、1.345 和 1.21。可以看出 37℃和52℃的 CO2产量差别不大
【参考文献】：
期刊论文
[1]万头猪场沼气发电工程热平衡影响因素研究[J]. 汪国刚,赵明梅,宋刚,王雪飞. 环境工程学报. 2011(11)
[2]实例分析大中型沼气工程能源效益[J]. 孙淼,王效华. 能源研究与利用. 2011(04)
[3]回质回热过程对硅胶-水吸附机性能的影响及优化分析[J]. 陆紫生,王如竹,夏再忠. 制冷学报. 2010(04)
[4]95N加热炉烟气余热回收利用[J]. 陈吕云. 冶金动力. 2010(04)
[5]热力塔系统用于湿冷火电厂余热利用及水回收研究[J]. 李建锋,吕俊复. 中国电机工程学报. 2010(23)
[6]大中型沼气工程不同加热方式的经济效益分析[J]. 蒲小东,邓良伟,尹勇,宋立,王智勇. 农业工程学报. 2010(07)
[7]钢铁企业余热制冷系统方案分析[J]. 杨猛,董辉,力杰,郭宁. 冶金能源. 2010(04)
[8]水钢余热余能的回收与利用[J]. 向宇姝,吴复忠,李军旗. 工业加热. 2010(03)
[9]某油田天然气处理站余热利用工程实例[J]. 于海涛,戚涛,罗晓娥. 节能. 2010(05)
[10]高炉冲渣水余热回收的可行性研究[J]. 程云,李菊香. 低温与超导. 2010(03)
硕士论文
[1]工业烟气余热回收利用方案优化研究[D]. 孟嘉.华中科技大学 2008
本文编号：3454929
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
系统结构图
图 1.2 不同回质回热情况下平均 SCP 随时间的变化曲线传统回质回热循环的基础上，采用新型回质回热循环方式来进一步提高吸附制冷机组工作性能，在该循环回质阶段继续加热解吸床以增大系统制冷剂循环量，回质阶段的外耗热量采用随后的热管型回热回路进行回收利用[40]。李廷贤等人研究了热化学吸附制冷循环技术的国内外研究现状， 在多功能热管型吸附制冷机组中采用热管二次换技术完成吸附床的间接加热解吸、冷却吸附及回热过程[41]。陈传涓等人提出了一种新硅胶-水吸附制冷机的系统设计，并利用一维瞬态分布参数模型对该吸附机进行数值究，与基本循环对比，回热回质循环吸附量可增大 34.9%[42]。陆紫生等人对硅胶-水吸机组进行了实验，并对回质和回热进行了研究，得出回质过程可以有效提高系统的性能并讨论了回热过程的优化[43]。中南大学黄清，华中科技大学陈焕新设计了一套采用活炭-甲醇为工质对，用燃料电池余热驱动的吸附制冷式汽车空调系统。该空调系统采了回质循环，并对该系统进行了数值计算和仿真研究，得出回质是改善系统性能的重手段，采用回质过程可在热源温度较低的情况下提高系统性能，且能降低外界环境对统性能的影响，且工质对的变化对回质过程不敏感[44]。中南大学杨培志，陈焕新从纯
13图2.3 可控性恒温发酵装置实物图2.3 恒温沼气发酵在 30℃、37℃和 52℃产气机理分析2.3.1 三种发酵温度数据图分析实验共进行了 38 天。其中 37℃和 52℃周期内 PH 值处在 6.8～7.6 之间，比较适合发酵。30℃在 1-9 天时，PH 值在 6.6～6.8 之间，不利于厌氧发酵，第 10 天起 PH 值在7～7.6 之间。图 2.4 得出 37℃累积甲烷产量达到 100.47L，52℃累积甲烷产量 90.44L，而 30℃条件下只产了 79.35L 甲烷，37℃时牛粪发酵产生的甲烷比 30℃和 52℃分别多了26.6%和 11.1%。由图 2.6 得到累积 CO2产量在 30℃、37℃和 52℃分别为 59.48L、74.7L和 74.85L，CH4与 CO2累积产量的比值分别为 1.334、1.345 和 1.21。可以看出 37℃和52℃的 CO2产量差别不大
【参考文献】：
期刊论文
[1]万头猪场沼气发电工程热平衡影响因素研究[J]. 汪国刚,赵明梅,宋刚,王雪飞. 环境工程学报. 2011(11)
[2]实例分析大中型沼气工程能源效益[J]. 孙淼,王效华. 能源研究与利用. 2011(04)
[3]回质回热过程对硅胶-水吸附机性能的影响及优化分析[J]. 陆紫生,王如竹,夏再忠. 制冷学报. 2010(04)
[4]95N加热炉烟气余热回收利用[J]. 陈吕云. 冶金动力. 2010(04)
[5]热力塔系统用于湿冷火电厂余热利用及水回收研究[J]. 李建锋,吕俊复. 中国电机工程学报. 2010(23)
[6]大中型沼气工程不同加热方式的经济效益分析[J]. 蒲小东,邓良伟,尹勇,宋立,王智勇. 农业工程学报. 2010(07)
[7]钢铁企业余热制冷系统方案分析[J]. 杨猛,董辉,力杰,郭宁. 冶金能源. 2010(04)
[8]水钢余热余能的回收与利用[J]. 向宇姝,吴复忠,李军旗. 工业加热. 2010(03)
[9]某油田天然气处理站余热利用工程实例[J]. 于海涛,戚涛,罗晓娥. 节能. 2010(05)
[10]高炉冲渣水余热回收的可行性研究[J]. 程云,李菊香. 低温与超导. 2010(03)
硕士论文
[1]工业烟气余热回收利用方案优化研究[D]. 孟嘉.华中科技大学 2008
本文编号：3454929
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