太阳能热管加热系统在沼气工程中的应用

针对西北地区生态校园沼气系统因冬季温度过低导致系统效率过低等问题,设计了太阳能热管加热系统.通过对加热系统工作热效率和沼气系统热负荷的计算分析、对比,得出太阳能热管加热系统能够保障沼气系统对热量的需求,该系统能使沼气系统冬季温度平均提高7.04℃,每年可供给沼气系统95919.9MJ热能,相当于节约6547kg标准煤,节约燃料费用3274元.     

太阳能—地源热泵沼气池加热系统集热面积优化

针对集中供气型沼气工程加温需求和地源热泵式系统存在地下侧土壤温度回补问题,提出了太阳能-地源热泵复合式沼气池加热系统(ISGSHPS),并从经济和环保两方面将该系统与地源热泵和电热膜加热系统进行分析比较得出系统的最优太阳能集热面积。结果表明:最优集热面积主要与每年总加热时间、电价有关。系统最经济加热时间段为每年10月至次年5月;在电价低于0.5元/(kW.h)时,ISGSHPS不如单独的地源热泵系统经济;在电价0.5~1.0元/(kW.h)和高于1.0元/(kW.h)时,ISGSHPS的最优集热面积分别为24 m2和32 m2。目前,最合理的太阳能投资面积为24 m2,生命周期为20年的ISGSHPS相对地源热泵和电热膜系统总节约费用分别为10 830元和59 244元,CO2减排量约为74 t和266 t,有较大的投资潜力。     

浙江省海宁市同仁养殖场沼气发电综合利用工程及效益分析

养殖业的污染已经成为制约规模化养殖业可持续发展的重要因素。浙江省海宁市同仁养殖园沼气发电综合利用工程,日处理养殖污水60余t,年处理量达2.37×104t,可每年节省开支1.9万元。日产沼气500 m3,用于发电,年可发电32万度,每年可创收12.8万元。太阳能集热装置100.8 m2,每年可节省开支1.26万元。年产有机肥480 t,每年仅有机肥一项的收入就可达到28.8万元。沼液经管道输送,作为附近10 hm2示范桑园及13.3 hm2稻田有机肥,又可为农民节约2.8万元。沼液、沼渣等的使用可提高土壤有机质含量,改良土壤,有利于土地资源的可持续利用。     

沼气高价值多元化利用碳捕集工艺优化设计

针对我国天然气紧缺、碳中和压力较大和沼气低价值利用问题,开发膜与压缩冷凝梯级耦合的沼气高价值多元化利用碳捕集工艺,实现低价值沼气近零排放高价值综合回收利用。利用Aspen HYSYS对1 000 Nm3/h规模的沼气提纯过程进行工艺设计和优化,通过燃气系统的膜分离单元生产高品位燃气,同时CO2系统利用燃气系统提供的富CO2优质原料生产液态CO2产品,并副产低品位燃气。优化过程主要考察操作压力对回收率、产品价值、运行费用和设备投资等因素的影响,以及原料流量波动对回收率、产品和经济性的影响。结果表明：在1.8~3.8 MPa条件下,能够同时生产热值314 MJ/Nm3高品位燃气、热值17.9 MJ/Nm3低品位燃气和CO2浓度95 vol%液态CO2产品,在2.2 MPa时获得年最佳经济效益约261万元,每年减排约9 755 t的CO2当量温室气体。与低品位燃气热值和液态CO2产品浓度相比,高品位燃气热值受流量波动影响较大。     

北京市大中型沼气工程调研分析与建议

为详细了解北京市大中型沼气工程发展现状,2009年夏季抽选了北京市38座大中型沼气工程进行实地问卷调查,并于2010年冬季再次进行调查。调查内容包括工程投资、工程所有单位、工程设计施工单位、工程工艺、运行管理、沼气和沼液沼渣利用、夏季和冬季运行状态等方面的情况。同时,对调查所获数据进行了分析。调查结果表明:北京市大中型沼气工程以获得能源、服务农村和保护环境目的为主;市政府对工程投资力度较大,工程设计施工体系初具产业规模;工程工艺以能源生态型为主,冬季加热方式主要采用燃煤加温;沼气利用以农户炊事为主,沼液沼渣利用率差。由于沼肥经济效益低,产气量不高,冬季采用燃煤加热和购买原料等原因,工程经济效益不明显。最后,总结了目前北京市大中型沼气工程存在的主要问题,并提出了相关建议。     

寒区沼气工程地源热泵加热系统能耗分析

由于寒区沼气工程运行时室外温度较低,需要采用加热保温措施,因此选择适当的加热系统直接关系到寒区冬季沼气工程中温发酵能耗的大小和能否正能输出的问题。为此,基于黑龙江省鸡西市兰岭乡一处沼气工程参数,在沼气工程35℃中温发酵热负荷的条件下,通过计算和对比地源热泵和燃煤锅炉对沼气工程进行加温的各月份能耗,得出了地源热泵加温方式比燃煤锅炉加温方式节约15%左右能源消耗的结论,为寒区沼气工程采用地源热泵加热系统进行采暖提供了有力依据。     

新型农村绿色建筑的构建与能耗分析

为了利用可再生能源满足农民燃气、生活热水和冬季采暖等多层次用能需求,结合农民冬季生活习惯,构建了集成太阳能恒温沼气池系统、低温辐射床等供能系统的30 m2农村绿色建筑.研究了冬季不同环境温度下绿色建筑的能量收支平衡及其经济性,研究结果表明:该绿色建筑能够利用农村可再生能源满足农民燃气、生活热水和冬季采暖的用能需求,环境温度为-20℃时室内温度高于15℃;与传统砖混结构的农村建筑相比,新型农村绿色建筑年节约标准煤2.8吨,节省费用3275元,增加的系统投资回报期为3.9年.     

大中型沼气集中供气工程的工艺设计和运行管理

以禽畜粪便为原料的大中型集中供气工程,近几年发展十分迅速,仅上海市农垦系统,到1991年底,已投资1665万元,建成了总容积24218m~3的厌氧发酵装置,供气户数已达10890户。沼气工程的建设,不但解决了居民炊事燃气,形成了年节省原煤7040多     

热电沼气联供系统冬季性能试验研究

为了解决农村地区生活热水、生活燃气和冬季采暖的问题,研发了光伏、光热和沼气互补的新型热电气联供系统,笔者在2014年12月12日~2015年3月31日在甘肃民勤地区进行了室外试验,测试并研究了该系统在整个采暖季内的产能性能。研究结果表明在整个供暖期该系统发电量260.7 k Wh,总产沼气110.71 m3,试验户供暖期共用680.70 kg标煤,比达到试验户同等温度水平的对比户节约标煤5819.30 kg。理论分析了系统的节能环保性和能源经济性,与传统供能系统相比,该一体化热电气联供系统每年为农户可节省用能费用11046.20元,投资回收期为4.37年,太阳能主动供暖节能率可达到89.5%。试验研究为建设美丽乡村提供理论指导和借鉴。     

山东省沼气工程发展调研报告

调研小组于2009年底对山东省三个城市的大中型沼气工程的发展情况进行了抽样调研。此次调研内容囊括了沼气工程的建设基本概况;发酵过程相关工艺参数;"三沼"的生产和利用状况;工程运行管理及周边环境的调查。调查结果表明:工程投资与建设,政府在其中扮演了很重要的角色,部分工程政府起主导地位;单体容积大多在100 m3到500 m3之间,实际日产气量小于设计产气量,冬季产气率低;沼气工程类型单一,大部分依托畜禽养殖生产建设,处理畜禽废弃物依然是建设沼气工程的主要目的;冬季加热方式多采用燃煤加热,增加了工程的运行成本而且污染了环境;厌氧消化工艺以技术较成熟的CSTR和USR工艺为主;"三沼"没有充分利用,沼气主要是集中供气,沼渣、沼液多是免费供农户取用。工程整体技术含量低、经济效益差。     

水源热泵系统在日光温室中的应用效益分析

水源热泵系统是调节日光温室温度的一种新手段.为对其经济效益做出综合评价,以长春市岔路河镇某日光温室为例,计算其水源热泵系统的热负荷.通过对水源热泵、煤、燃气3种供暖方式的费用比较可知.用煤供暖的费用最低.而热泵系统的费用略高.当煤电价格比大于1.558时,热泵供暖费用才比燃煤费用低.     

红枣根渗灌效果试验研究

为了研究新型根渗管的使用技术与应用效果,在阿克苏地区红枣园开展了为期3年的试验研究。结果表明:采用"一行两管"的布置模式,本新型根渗管能够很好地满足树龄为10年左右枣树的灌水需求;并且与常规滴灌相比所需运行压力小,运行成本可降低50%～80%,每年可节省投资1 271元/hm2;比起常规漫灌其水分利用率高,就种植红枣而言,农民每年可增加收入42 640元/hm2。     

沼气工程生物质能-太阳能互补供热系统优化设计

为实现沼气工程生物质能-太阳能互补供热系统经济效益最大化,文章以华北地区5000 m~3CSTR厌氧消化罐为实例,采用线性规划方法对该系统的关键参数进行优化。结果表明:该厌氧消化罐的散热量1月份最高,7月份最低,分别为330.02 kW和139.18 kW。笔者使用生物质能-太阳能互补供热系统为该CSTR发酵罐供热,当成型燃料锅炉功率为509.3 kW,太阳能集热器面积为1775.6 m~2,蓄热水箱容积为10.48 m~3时,折合年费用最低。此时,初投资为1871696元,年运行成本为169736元,折合年费用294515元。初始投资中,太阳能集热器的投资比例最大,占94.9%;生物质颗粒燃烧器占4.08%。运行成本中,生物质颗粒燃烧占75.26%。相比沼气热水锅炉、生物质锅炉与太阳能加热系统,生物质能-太阳能互补供热系统初始投资与年运行费用较低,更适合于中小规模的沼气工程,具有广泛的推广价值。     

不同水温调节系统在重庆地区工厂化循环水养鱼系统中的应用分析研究

在工厂化循环水养殖过程中保持水温恒定是水产养殖生产效率的重要保障,为解决工厂化循环水养殖系统调温环节能耗高,对养殖环境影响大等问题,以重庆地区512 m3的养殖场为例。分析了水源热泵、空气源热泵、螺杆机组+锅炉、空气源热泵+锅炉4种水温调节方式的设备初投资和长期运行的适用性。结果表明：空气源热泵的初投资为50.76万元,运行费用为25.82万元,水源热泵分别为48.21万元和16.87万元,均具有较好的长期使用价值。但由于水源热泵在廉价水资源难以获取的地区运行费用较高且维护成本及难度较高,故对于本研究而言空气源热泵,投资以及运行费用较低,整体适应性较好。     

汽车燃气加热器与LNG发动机联合运行试验

设计重型卡车汽车燃气加热器与液化天然气(LNG)发动机联合运行系统,以解决LNG重型卡车寒区起动困难问题。通过联合运行试验,研究联合运行稳定性及联合运行对LNG发动机冷车起动性的影响。试验结果表明:联合运行过程中,汽车燃气加热器起动顺利,燃烧稳定;利用汽车燃气加热器加热发动机冷却液,对LNG发动机的冷起动改善效果明显。因此,采用联合运行可以有效改善LNG发动机在寒区的起动性。     

黄土丘陵区梯田大棚集雨滴灌的水土保持效益分析

退耕还林及生态环境建设使陕北地区农田面积减少,而水土保持型高效灌溉农业发展迅速。以安塞县马家沟梯田大棚为研究对象,分析了梯田大棚集雨滴灌的水土保持型高效农业用水模式,结果表明:梯田大棚滴灌采用棚面收集雨水存贮在下部水窖,利用不同阶层的梯田落差,结合太阳能及重力等动力,布置大棚膜下作物滴灌系统。设计的水窖容积0.06m3/m2,灌水定额为1 800m3/hm2,灌水次数为12次。系统运行后,可节省灌溉费用2.8元/m2,减少侵蚀6 338t/(km2·a),节省回填费用0.5元/(m2·a),单个梯田大棚农户每年可增加经济收益1 480元。     

高校生活污水处理与中水回用适用技术研究

从高校水质、水量和出水水质标准等实际情况出发,考察分析高校生活污水产生、收集、处理及资源化回用全过程,就高校生活污水的中水处理方式提出了原位分散处理和集中处理两种系统,并对其组成、特点以及在不同条件下的适用性进行了分析。同时结合工程实践,介绍了几种适合高校生活污水集中处理回用适用技术,并对其工艺过程、技术特点、投资、运行费用以及处理效果进行了分析,结果表明:①MBR方法处理效率高,资源化利用率高达87.5%;②生物接触氧化处理技术COD去除率87.5%～92.5%,吨水投资3 000元,运行费用3.57元/t,运行管理简便;③采用适用技术处理高校生活区污水并中水回用,高校节水潜力巨大。     

寒冷地区畜禽粪便沼气发电工程典型案例分析

文章从工艺流程、技术参数、运行状况以及效益分析等方面对宁夏灵农畜牧发展有限公司养猪场内沼气工程进行了技术分析。结果表明,通过全混式厌氧发酵(CSTR)两级工艺,每天可消纳TS为6%的粪污39 m3,产气700 m3,发电1050 kWh,有机肥(沼液和沼渣)39 t。运行表明,采用太阳能耦联沼气锅炉联合增温的方式可解决寒冷地区冬季低温下沼气工程的正常运行问题,该项目的成功对沼气工程在宁夏等寒冷地区的推广应用以及宁蒙灌区畜禽粪便面源污染的控制具有重要的示范效应。     

基于 Polysun 5太阳能干燥系统的设计与仿真

利用太阳能对农副产品进行干燥,是太阳能热利用的方式之一。其与自然晾晒相比,能有效地提高干燥效率和干燥品质;与常规热风干燥相比,可以有效节省煤电的消耗,减少温室气体的排放量。为此,首先利用传热学相关理论对枸杞干燥过程进行理论计算;然后,根据得到的基础数据,利用Polysun 5辅助设计一种满足枸杞干燥需要的太阳能-燃气锅炉组合干燥系统;最后,对该系统进行仿真分析。仿真结果证明,与常规热风干燥系统相比,该太阳能组合干燥系统在1个干燥周期内,可减少二氧化碳排放28．22kg,节省能源费用180元,节电390kW· h,经济性较好。     

广安市小型联合收割机进入寻常农户家

为推广适合丘陵地区作业的小型农机具,8月21日广安市农机局在广安区花桥镇花桥村组织召开了全市秋收秋耕现场会。经过精心组织、挑选的一批体积小、重量轻,操作简便、灵活,性能良好,经济适用的小型联合收获机、割晒机、耕整机等在田间进行了现场操作表演。经过示范对比,机械化收割、耕作速度快,效率高,成本低,效果好。机收60元/亩,人工收割150元/亩;机耕25元/亩,人工耕作70元/亩。机收、机耕每亩的费用比人工节约2/3。小型联合收割机1.5万元/台,一年半就可以收回全部投资;小型耕整机0.3万元/台,当年就可以收回全部投资。机具的精彩表演吸引…