全混式厌氧发酵反应器优化研究进展

当前,国内外沼气工程中厌氧发酵普遍采用全混式厌氧发酵反应器(CSTR),并且反应器内部通过安装搅拌装置,提高混合效果,促进产气。但是目前关于反应器内部结构、搅拌方式等对混合效果的影响仍未有系统研究,并且关于搅拌装置等反应器结构优化方法仍未建立。文章重点针对国内外对于CSTR结构与搅拌装置等对混合效果、传质传热过程与流场模拟等进行系统梳理,并对结构优化方法等进行归纳,CFD方法对于混合效果的模拟直观准确,以期为其结构优化研究提供借鉴。     

水压式沼气产生器的破壳装置

沼气产生过程就是一个物质与能量多重循环利用的过程,在此过程中水压式沼气产生器存在沼液结壳现象,影响产气效果.为此,在水压式沼气产生器的工作原理基础上,对破壳原理进行了研究,设计了风力机械搅拌自动破壳装置.试验结果表明,此破壳装置有较好的破壳效果.     

塞流式沼气池气动搅拌装置的研究

针对我国现存塞流式沼气池结构简单、产气效率低、无气动搅拌装置的问题,设计了一种强制回流沼气搅拌装置。该装置利用小功率电动风机,把沼气池内新鲜沼气重新打回到沼气池中。该装置已在山西阳泉牛家峪村沼气工程中投入使用。通过16次配对比较试验,结果表明:当搅拌装置每天搅拌10min时,沼气池产气效率可提高38%～100%。与国内现有的气动搅拌相比,本气动搅拌装置动力强、耐腐蚀、操作简单。     

不同桨层搅拌沼气发酵效果对比及其CFD模拟研究

本文对无搅拌、二层桨搅拌、三层桨搅拌三种沼气发酵效果进行了试验研究,并采用计算流体力学软件fluent对二层、三层搅拌罐混合过程进行了模拟,数值模拟采用了欧拉—欧拉方法。试验结果表明有搅拌要比无搅拌沼气产量高出20%以上,三层桨搅拌效果明显优于二层桨;数值模拟中对液相流体分布进行分析,模拟结果显示三层桨液相流动速度大于二层桨,数值模拟结果与试验研究结果具有一致性,说明应用CDF模拟沼气发酵过程中的原料搅拌过程具有可行性。     

大中型沼气工程原料预处理工艺及装备技术

欧洲沼气工程的规模大型化、操作机械化、控制自动化、产能高效化代表了当今世界沼气工程的先进水平,特别是在包括原料收集、转运、混合、匀浆、进料等环节的原料预处理过程.本文介绍了欧洲不同类型的原料、不同的厌氧消化工艺装置以及成熟的、标准化的装备技术.并且在借鉴欧洲沼气工程原料预处理先进工艺技术和装备技术的同时,结合国内沼气工程预处理的现状及发展谈点粗浅的体会.     

利用CFD方法优化沼气发酵罐内流场形态的研究综述

料液搅拌是现代沼气工程不可或缺的附属工艺,能够大幅提升发酵效率。利用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法模拟计算料液在厌氧消化罐内的流动过程,可以得到流场分布图,实现流场可视化,根据图形识别流场形态的特点和缺陷,优化设计搅拌形式和运行参数。近年来,利用CFD方法模拟沼气发酵料液搅拌的研究,在优化设计罐型、搅拌形式、搅拌运行参数、料液混合方式等方面都取得了极大进展,提升了沼气科学研究的层次,是沼气科学发展史上的一个重要阶段,并代表了未来的发展方向,文章综述了该阶段的研究进展。     

沼气储气膜与普通PVC膜材对甲烷气体透过性试验研究

大中型沼气工程中,沼气储存环节能有效平衡产气、用气,在整个生产过程中占有重要地位.近年来,随着膜材生产技术水平的提高,膜结构储气装置在沼气工程中也得到了日益广泛的运用.本次试验对沼气专用储气膜 和普通PVC两类膜材的甲烷气体透气性进行了测试.结果表明:相对于普通PVC膜材,沼气专用储气膜具有更加优越的甲烷气密性,更适用于沼气储存环节,也在一定程度上为沼气膜透气性能的研究提供了理论和试验依据.     

江苏省沼气工程调研及工艺分析

文章对江苏省32家沼气工程进行了实地考察。调研中发现,江苏省沼气工程主要以畜禽粪便为原料;发酵温度主要为常温发酵;发酵装置工艺主要以完全混合式厌氧反应器(CSTR)为主;常采用机械搅拌;受到工程规模的影响,沼气利用方式存在差异,中小型的燃烧,大型的发电;对于沼液、沼渣处理,大多直接还田或用于附近的林园。江苏省的养殖业形式和规模决定了沼气工程在很长一段时间以中小型为主,不适合直接引入国外先进的面向大型沼气工程的工艺,必须开发适合江苏省特色的中小规模的沼气工程工艺,将目前普遍采用的常温发酵改为中温发酵是可行的突破口之一。     

搅拌对厌氧消化产沼气的影响综述

厌氧消化过程中,混合搅拌技术的应用,可以有效地解决因微生物和可降解有机物无法实际接触而造成的传质困难以及物理、化学和生物学性状不均匀等问题,从而改善反应器的性能并提高厌氧消化的沼气产量。目前,对厌氧消化过程中搅拌所起的作用的认识仍不够深入,本文针对这一问题,对搅拌在厌氧消化过程中所起的作用进行综述。     

沼气工程发展现状与问题探讨

沼气工程作为一个有效处理有机废弃物的环境工程,既是一个提供干净、便利燃气的能源工程,又是一个实现废弃物资源化、生物质多层次利用和可促进农业生态良性循环的生态工程.为此,较系统地阐述了我国沼气工程技术现状,包括发酵原料、发酵工艺、装置设备及沼气净化与贮存等,就目前我国沼气工程发展中面临的问题进行探讨,并以此为基础提出解决途径.