沼气发酵池动态热负荷特性研究

温度是影响沼气发酵产气率的关键因素,发酵池的热负荷是沼气工程加温系统设计与选型的基础,关系到发酵系统的稳定运行与加温系统的经济性。精确计算出发酵池热负荷,有利于将加温系统供能侧与发酵池需能侧匹配,并探索出加温系统的最佳系统配置和运行策略,以降低能耗和成本。在分析沼气工程发酵设备物理和数学模型基础上,采用逐时累加法计算发酵池围护结构散热量,得到发酵池热负荷的全年动态变化规律,将稳态算法的时间步长由1个月缩短到1 h,提高了计算精度。研究结果表明,在(25±1)℃、(30±1)℃和(35±1)℃3种不同工况下,热负荷的模型计算结果与试验测量结果相对误差分别为-5.98%、3.93%和5.39%,对于沼气工程保温和增温设计具有一定的理论意义和参考价值。     

沼气工程进料非稳态预热工艺设计

针对我国沼气工程普遍存在发酵温度低,冬季产气难的问题,笔者基于所在课题组开发的新型沼液换热器和现行沼气工程间歇进料的运行模式,以华东地区50～1000 m3规模的沼气工程为研究对象,建立进料温度与时间相关的非稳态预热工艺.计算表明:容积产气率为0.5～1.0 m3·m-3d-1的沼气工程所产生沼气量均能满足全年沼液预热...     

不同牲畜粪便厌氧发酵产沼气性能研究

为提高牲畜粪便厌氧发酵产沼气速率和综合利用率,文章以猪粪和牛粪及其混合物作为发酵原料,在常温条件下(25℃~35℃)进行厌氧发酵产沼气试验。结果表明:猪粪、牛粪及其混合物在发酵65 d内的累积产气量为15.42 m~3,5.33 m~3和11.30 m~3,单位TS产气率为0.33 m~3·kgd~(-1)TS,0.19 m~3·kgd~(-1)TS和0.30 m~3·kgd~(-1)TS,池容日平均产气率为0.16 m~3·m~(-3)d~(-1),0.055 m~3·m~(-3)d~(-1)和0.12 m~3·m~(-3)d~(-1)。猪粪甲烷含量在发酵开始9 d时稳定到50.0%以上,牛粪在发酵开始3 d时即达到57.5%,此后一直在50.0%以上,其混合组在发酵开始4 d时即达到59.7,此后一直在55.0%以上。不同牲畜粪便混合发酵能克服其单独发酵性能的不足之处,也是提高牲畜粪便产沼气速率和综合利用率的有效途径。     

兰州太阳能与发电余热增温沼气工程的性能研究

为保证兰州地区大中型沼气工程的产气稳定性,解决由于环境温度低而造成发酵塔内温度跨度较大的问题。笔者针对兰州市花庄镇沼气工程,构建一套太阳能与发电余热增温保温系统,达到保证发酵塔在不同季节均能维持恒温厌氧发酵的目的。文章阐述了系统的原理,并对系统的各部分的热量需求进行理论计算。结果表明,该沼气工程平均日需热量7531.9 MJ,太阳能与发电余热增温保温系统平均日产热量7623.4 MJ,使整个发酵塔的温度在夏季和其他季节分别维持在52℃和37℃,完全能满足整个工程的热量需求。该系统可使发酵系统在不同季节均能保持恒温厌氧发酵,保证了其产气稳定,因而这套系统是可行的,为兰州地区太阳能与发电余热增温保温系统提供了参考。     

秸秆启动的沼气发酵研究

本文报告了一九八三年用碳酸氢铵(NH_4HCO_3)为添加剂,秸秆启动的沼气发酵试验研究结果:在实验室和六口1m~3水压式沼气池小试基础上,采用两口8m~3水压式沼气池进行生产应用性试验所获得的数据,以及在生产上初步试行的效果。秸秆启动,始发酵期30天,总产沼气66.978m~3,平均日产沼气2.223m~3,产气率0.327m~3/m~3料液·天,0.279m~3/m~3池·天,0.167m~3/kg·TS,0.234m~3/kg·VS.运转150天,总产沼气250.967m~3,平均日产沼气1.673m~3,产气率0.246m~3/m~3料液·天,0.209m~3/m~3池·天,0.312m~3/kg·TS,0.428m~3/kg·VS。沼气中CH_4含量为54.9％。     

农牧废弃物恒温干/湿厌氧发酵过程研究

为对比干发酵和湿发酵过程中产气性能的差别,对比试验研究了3 m~3恒温(37±1)℃发酵罐内单一牛粪干/湿发酵过程中日产气量、累计产气量、产气率及甲烷体积分数和pH及氨氮的变化,并最后应用修正的Gompertz方程分析甲烷生产的动力学过程。试验结果表明:以TS(总固体浓度)为20%的干发酵系统累计产气量为51.375 m~3,最大日产气量可达2.198 m~3,分别比TS为8%的湿发酵多11.076 m~3和0.301 m~3;干发酵的池容产气率为0.558 m~3/(m~3·d),比湿发酵实验组提高了15.95%;干/湿发酵系统的日均甲烷体积分数分别为51.3%和48.6%。在试验过程中,干/湿发酵恒温沼气罐内的pH值及氨氮含量均介于正常范围之内,没有发生抑制现象使得试验可以顺利进行。通过修正的Gompertz方程对干/湿厌氧发酵的产甲烷过程进行拟合,拟合的结果R~2在均大于0.99,表明实际产甲烷潜力值和拟合的产甲烷潜力值很接近,显示出了较高的准确性。该研究结果可为农牧废弃物干发酵工程提供理论依据和指导。     

上流式浮罩沼气发酵装置

上流式浮罩沼气发酵装置是湖南省农村能源办组织研究的一种适应于农村的小型高效沼气池发酵装置,现已推广2000来处,单池容积4—20m~3.大量的运行数据表明池温在10—15℃时,池容产气率0.25—0.6m~3/m~3·d,比一般农村水压式沼气池产气率提     

响应面法优化猪粪沼气发酵工艺

为提高猪粪沼气发酵的产气效率,试验应用响应面法对其沼气发酵工艺进行优化,通过Design-Express8.0.6.1软件的Box-Behnken中心组合试验设计,以原料产气率为响应值,研究发酵温度、总固体浓度(TS)和搅拌转速3个因素对猪粪产气效率的影响,建立相关数学模型,并对模型进行降维优化分析,最后进行试验验证。结果表明,发酵温度和TS两因素对于猪粪产气效率的影响表现为极显著。最优工艺条件TS为5.8%,发酵温度为29℃,搅拌转速为92 r·min~(-1)时,理论原料产气率为160.09 mL·g~(-1)TS,试验原料产气率为154.83 mL·g~(-1)TS,试验值与理论值接近,二者相对偏差为3.21%。可见,所建模型能较好的优化沼气发酵工艺参数。     

昌黎葡萄酒厂沼气工程投入运行

河北省秦皇岛市昌黎葡萄酒厂3400m~3大型沼气工程,现已竣工并投入试产气阶段。该工程利用酒槽废醪液进行高温发酵制取沼气,进料COD含量45000mg/l左右,出料COD含量2000mg/l左右,料液在池内的滞留期为14天,采用气体搅拌方式,池内温度保持在53℃左右,日产沼气4000m~3。用于烧锅炉,每年可节煤1500吨以上。     

梅湖农场沼气工程通过鉴定与验收

宁波市鄞县梅湖沼气集中供气工程是浙江省科委1988年重点科研项目,也是农业部环能司1988—1989年度集中供气200户的示范工程。该工程由鄞县沼气站与浙江省沼气太阳能研究所承担、中国沼气协会科技咨询部上海分部提供咨询服务。该工程第一期投资42万元,采用二步发酵工艺,有酸化池3×20m~3,计量调节池10m~3,上流式污泥床反应器300m~3,还有二沉池、储气柜、脱硫系统等。发酵流出液除部分用作肥料和回流再利用外,其余部份经一级与     

以秸秆和猪粪为原料半两步沼气发酵中试研究

用秸秆和猪粪为原料,分别投入固体床及水压式沼气池内,进行半两步常温沼气发酵。固体床最高挥发酸浓度达12g/l,产酸期25天,后期产气约40天,夏季平均产气率为0.4m~3/m~3·天。沼气池内进入猪粪和酸水,产气率显著提高,池温在10—15℃变化时,产气率达0.2—0.5m~3/m~3·天,池温在15℃以上时,产气率保持在0.5m~3/m~3·天以上,最高产气率为0.8m~3/m~3·天。在208天运转期内,沼气池平均产气率为0.48~3/m~3·天。总装置平均产气率为0.35~3/m~3·天。每公斤TS平均产气量为279.7升。该工艺可解决秸秆原料进出沼气池的困难。     

全糖蜜废糟生产沼气取得新进展

全糖蜜废糟作为沼气生产的原料,由于其中有硫化物的存在,生产很不稳定,极易酸化,产气量低。四川省球溪河糖厂针对这个难题,进行了技术攻关,现已取得新的进展。该厂沼气工程自1987年竣工投产以来,已使用三年多。该工程设2个发酵池,有效容积1365m~3,设计产气量为1500m~3/d,发酵原料以苕干、鲜苕、木薯酒精废糟为主,另外每年还有2个月左右的糖蜜废糟。每当全糖蜜废糟入池时,就必须添加大量的石灰、烧碱等添加剂,以调     

北京地区太阳能、空气源热泵、发电余热联合沼气工程增温系统研究

为了解决北京地区大中型沼气工程增温问题,文章结合北京地区气候特点,构建了一套太阳能、空气源热泵、发电余热联合沼气增温系统,阐述了系统设计的原理,计算和分析了发酵罐的热负荷、太阳能集热器集热量、空气源热泵供热量、沼气发电余热量和系统的经济性。结果表明:3种联合增温系统的作用下料液的温度能够一直维持在(37℃±1℃)范围内,在中温厌氧发酵范围内产气也达到最佳,取得了良好的试验效果。沼气工程全年月平均热量损失为7325.0 MJ,太阳能、空气源热泵、发电余热联合沼气增温系统月平均产热量为7464.1 MJ,可以完全满足工程的热量需要,保证整个系统稳定运行。同时也具有良好的经济效益性,对今后在北京的大中型沼气工程中具有一定的的参考意义。     

猪粪干式沼气发酵中试研究

生猪规模化养殖的发展在局部地区产生了大量猪粪,干式沼气发酵作为一种处理猪粪的技术手段,具备不需要稀释、沼液量少、容易等优势。笔者在已有小试的基础上,进行了为期12个月的猪粪连续干发酵中试。每日产气量,每月沼气成分、进出料的TS,VS,pH值,氨氮等指标的监测结果表明,该中试能正常产气,基本能顺利进出料,大多数月份甲烷含量稳定在53%以上,平均容积产气率为0.162 m~3·m~(-3)d~(-1),平均原料产气率为0.112m~3·kg~(-1)TS,pH值稳定在7.8~8.5之间,游离氨浓度在400 mg·L~(-1)以下基本不存在氨抑制问题,具备工程上推广应用的潜力。但是,由于没有升温保温,该中试的产气效率低,且产气不稳定。     

沼气工程两种辅助增温方式的经济效益分析

为解决西北地区寒冷季节利用发电机余热增温沼气工程时热量不足的问题,笔者以兰州市花庄镇沼气工程为研究对象,对沼气工程各部分热量需求进行理论计算,同时对太阳能和沼气锅炉两种辅助增温方式进行了经济性研究,结果表明:夏季和其它季节发酵塔温度分别维持在52℃和37℃时,太阳能集热器和沼气锅炉两种辅助增温方式的初始投资比为3.75∶1,太阳能集热器比沼气锅炉辅助增温方式净现值高43.9%。考虑到国家相关政策、经济效益、环境效益和西北地区日照充足等因素,当发电机余热不足时,沼气工程辅助增温方式应优先选用太阳能集热器。     

农村沼气池中温发酵经济加温技术简介

我国农村沼气池由于采用常温发酵,平均产气率仅0.1m~3/m~3·d左右,且随气温变化面波动,在最需用能的冬季一般产气很少。这种状况,大大削弱了沼气在农村能源结构中应有的地位和作用,是沼气建设不能巩固和进一步发展的重要原因之一。为使沼气成为稳定可靠的农村能源,必须大太提高产气率,并保持常年均衡产气。实现这一目标的主要技术路线应当是采用中     

黑龙江省生猪养殖废水沼气工程最适运行温度模拟分析

文章利用猪粪水半连续厌氧发酵实验数据和黑龙江省近五年的逐日气温,计算了黑龙江省沼气工程的最适运行温度。计算结果表明:在14℃～35℃,有机负荷为3 gVS·L~(-1)d~(-1),水力停留时间为15天的条件下,黑龙江省沼气工程的最适运行温度均为20.6℃,此时产能与耗能的比值为1.17。根据黑龙江省历史日平均最低温度计算了沼气工程厌氧反应器的保温层厚度,并在黑龙江省进行了沼气工程验证,结果表明:在黑龙江地区,当保温材料PS厚度为86 mm厚时,沼气工程的日最大温降小于0.5℃,池容产气率大于0.5 m~3·d~(-1)L~(-1)。该文可为寒区沼气工程节能增效提供计算方法和技术支持。     

不同因素对羊粪干法沼气发酵产气效果的影响

为研究温度、含水率及接种比例对羊粪干法沼气发酵产气效果的影响,以羊粪为原料,采用单因素试验方法,进行干法沼气发酵试验。结果表明:温度、原料含水率对产气效果影响显著。相对湿法发酵,中温发酵(35±1)℃效果更加优于常温发酵(25±1)℃;发酵物料含水率越高,沼气发酵速度越快,单位TS累计产气量越高;接种比例在8:2(TS比36:1)时对单位TS累计产气量影响显著,在7:3~5:5(TS比21:1~9:1)时影响不显著;从单因素试验结果看,发酵温度在(35±1)℃、原料含水率在80%及接种比例在7:3~5:5(TS比21:1~9:1)时,羊粪干法沼气发酵效果最好。该试验结果为以羊粪为原料的干法沼气工程工艺设计提供了理论依据。     

鸡粪沼气发酵研究通过鉴定

由农业部成都沼科所承担的国家“七五”攻关项目“以鸡粪为原料的沼气供气站全套装置的研究和设计(中试)课题”,在实验室实验取得可靠数据的基础上,选定四川新都县第二原种场鸡场为试验点,设计建造了7m~3全套中试工程,采用过滤器加改型污泥床的二串级联发酵工艺,中温发酵。1987年9月正式投料后,经一年多试验运行,效果很好:罐容产气率为3.57m~3/m~3·天,沼气平均甲烷含量为67％,COD去除率达     

我国农村水压式沼气池发酵工艺研究

我国农村发展沼气的主要目的,是解决农民的生活燃料和扩大有机肥料。根据农村发酵原料的来源和现状、农民家庭用气和生产用肥的需要,农村制取沼气,主要是采取半连续自然温度发酵工艺和应用混合原料入池。为了研究提高水压式沼气池的产气率,特别是提高冬季产气率,达到全年均衡产气,我们在农牧渔业部成都沼气科学研究所试验场,进行了沼气发酵工艺的试验研究。