高寒地区沼气工业化生产配套加热系统的初步设计

沼气在发酵过程中需要对温度进行严格的控制,将发酵料液维持在适宜的温度,以保证产气率.高寒地区冬季气温偏低,昼夜温差较大,要在高寒地区实现沼气工业化生产则需选择适宜的加热系统.为此,对现有的沼气加热形式进行了介绍,提出了适宜高寒地区沼气工业化生产的新型、高效节能、环保加热系统.     

户用太阳能沼气罐的智能温度控制系统

介绍一种新型的太阳能加热的沼气发酵控制系统。针对温度变化对沼气发酵影响,进行温度控制系统的主要硬件电路和软件程序设计。该系统以单片机为核心,使用太阳能对沼气系统进行加热并自动控制温度。实验表明:该系统稳定可靠、使用简单,能够满足户用沼气生产的要求。温度是影响沼气发酵的重要因素之一,该系统利用太阳能对沼气系统加热,降低环境温度对沼气发酵的不利影响,实现沼气生产中对太阳能的高效利用,提高沼气反应罐运行的稳定性和持久性。     

沼气发酵原料及产物特性的分析——以四位一体北方能源生态模式为例

对四位一体北方能源生态模式的沼气发酵原料、沼气成分、沼液成分及沼渣成分进行了测试分析.结果表明,12月份测试时系统内温度较低,沼气发酵受到抑制,9月份温度较高,沼气发酵较活跃;沼液、沼渣中含有丰富的营养成分、重金属含量较少,沼液、沼渣是良好的有机肥.该研究为北方能源生态模式的发展提供了参考.     

太阳能沼气反应罐温度控制系统的设计

将基于AT89C51单片机的温度控制系统应用于沼气的生产过程中,降低了不同季节的环境温度与太阳能的变化对沼气发酵的不利影响,实现了沼气生产中对太阳能的高效利用,提高了沼气反应罐工作的稳定性和持久性.为此,对沼气发酵最佳工作温度进行了分析,阐述了控制系统的工作原理,介绍了温度控制系统的主要硬件电路和软件程序设计.实验表明,系统稳定可靠,使用简单,能够满足利用太阳能生产沼气的要求.     

高效生物膜反应装置中加热恒温系统的设计

沼气料液合适的发酵温度是中温发酵和高温发酵。与传统的常温发酵相比,中温发酵和高温发酵产生沼气具有稳定性和高效性的特点,但却对温度的稳定性要求极为严格。为此,基于沼气在发酵过程中对温度高稳定性的要求,结合新疆地区光照时间长、干旱少雨、适于开发利用太阳能等独特的地域特征,设计了以太阳能为热源的自动加热恒温系统,以确保反应装置能够高效地生成沼气。     

太阳能集热、空气源热泵和电加热并联式沼气发酵增温系统研究

为了解决南方地区阴雨天和广大北方地区冬季沼气发酵温度低、产气效率低等问题,本文尝试设计以太阳能集热、空气源热泵、电加热并联的沼气发酵增温系统.这三种加热技术互补使用可满足不同天气条件下沼气发酵的增温需求.太阳能集热器作为增温系统的主要加热装置.当太阳辐射不能满足温度需求时,使用空气能热泵加热.特殊情况下使用电加热装置增温.为满足恒温发酵,该系统配备了以单片机为核心的自动控制器,分别包括温度检测电路单元、温控电路单元、键盘输入单元、显示单元和报警单元.该增温系统实现了沼气池恒温发酵功能,能够在阴雨天和冬季稳定增温,有效的提高沼气池产气效率,减少能源消耗和人员参与.     

新型太阳能恒温沼气反应罐的设计

沼气反应罐内温度对发酵起重要的作用.为了消除气候对发酵的影响,建立有机废物高效气化的发酵环境,提高沼气的产量,介绍了一种新型太阳能加热恒温沼气反应罐的结构组成及参数选择;并通过组成原理分析具体的工作过程和工作特点,说明该罐能够保持恒定的发酵温度,消除气候对发酵的影响,创造良好的发酵环境,有效地提高产气率.此反应罐的设计方便实用,有利于促进农村沼气能源技术的推广,提高农村可再生能源的利用率.     

沼气池的越冬管理

在沼气发酵中,温度是影响沼气发酵速度的关键因素,在一定的范围内,温度越高,产气速度就越快.随着冬季的到来,气温逐渐降低,沼气的产气速度会越来越慢,甚至完全停止.由于目前农村沼气发酵一般都采用自然温度发酵,因此沼气池冬季的管理显得格外重要.对于地埋式沼气池来说,沼气发酵温度受地温的影响,而地温又受气温的影响.为提高沼气产气率,应提早采取保温措施,提高地温,并尽可能地保持地温的恒定.在入冬前要做好以下工作.     

沼气池的越冬管理

在沼气发酵中,温度是影响沼气发酵速度的关键因素,在一定的范围内,温度越高,产气速度就越快.随着冬季的到来,气温逐渐降低,沼气的产气速度会越来越慢,甚至完全停止.由于目前农村沼气发酵一般都采用自然温度发酵,因此沼气池冬季的管理显得格外重要.对于地埋式沼气池来说,沼气发酵温度受地温的影响,而地温又受气温的影响.为提高沼气产气率,应提早采取保温措施,提高地温,并尽可能地保持地温的恒定.在入冬前要做好以下工作:     

新型太阳能恒温沼气反应装置的运行试验分析

针对自然气候温度的变化,影响传统沼气池的产气率和沼气使用率的问题,设计开发了一种新型太阳能恒温沼气反应装置.该装置利用太阳能加热,消除自然气候对发酵的影响,自动控制温度,实现全天候高效发酵,且拆装、维修、移动快捷方便,自动化程度高.通过对该装置运行试验分析,结果表明:该装置结构设计合理、性能优良,发酵速度快,产气率高以及沼气成分中甲烷含量高.该装置有利于促进农村沼气能源新技术的推广,提高农村生物质能的利用率.     

可移动式沼气罐的设计与研究

沼气作为一种可再生的清洁能源一直受到人们的重视,但沼气池存在发酵受温度影响较为严重、发酵不充分及废料不易清理等问题。为此,设计了一种可移动的罐体进行发酵,运用Solid Works软件对该机构进行建模并通过样机试制和试验验证该机构的可行性。试验表明:该沼气罐在温度提升及发酵的充分性方面均取得不错的效果,沼气的产量有明显的提升。     

沼气发酵罐恒温系统设计

针对宁夏气温及出租车用气的需求,利用产气-产热-恒温-产气过程模型,设计了沼气发酵罐恒温系统。秸秆发酵产生沼气,沼气加压成天然气用于出租车用气,取部分沼气燃烧生成热量用于预热发酵料液,减少循环水管道散热损失、发酵罐散热损失。并和国内外大中型沼气工程中常用的热水循环加热法作对比。结果表明:沼气发酵罐恒温系统（罐外预热发酵料液的方法）,减少沼气及其他能源的使用,所需的沼气用量是总产气量的15.3%。      

组合赋权法及ELECTRE-Ⅰ法在调控沼气发酵工艺中的应用

厌氧发酵生产沼气就是将有机废弃物“变废为宝”,达到减量化、无害化和资源化的目的,减少资源浪费及生态破坏。根据生物质特性、反应条件及其他因素构建了评价体系的一级指标,选取总固体浓度、碳氮比（C/N）、反应温度、pH值及外源添加剂作为二级指标,采用层次分析法（AHP）及熵权法相结合的组合赋权法确定了各二级指标的权;构建了基于ELECTRE-I法厌氧发酵参数优选模型,并优化沼气发酵的工艺参数,为科学调控沼气发酵工艺参数提供了理论依据。      

基于改进入侵杂草算法优化的PID生物质废弃物发酵热能控制模式

生物质废弃物发酵系统是一个大时滞系统，针对生物质发酵系统中的热能控制存在波动大、振荡多和超调大的问题，提出基于改进入侵杂草算法优化的PID生物质废弃物发酵热能控制方法，运用改进入侵杂草算法对PID控制器的参数进行在线调整。算例仿真表明，所提方法能够快速、稳定且高精度地实现对生物质废弃物发酵系统的热能控制，为沼气制取提供了稳定的热能环境，实现了沼气的稳定供应。      

有机固体废弃物渗滤床高温干式厌氧发酵的中试研究

本研究以有机固体废弃物为对象,采用高温渗滤床干式厌氧发酵技术对其进行处理。将经过简单人工预处理的餐厨垃圾和果蔬垃圾,在自制的厌氧发酵装置内进行高温干式厌氧发酵,研究了有机固体废弃物发酵过程中的沼气累计产量、日产气量、pH值变化、氧化还原电位变化、COD变化、VFA变化、氨氮变化以及碱度的变化。结果表明,有机固体废弃物用渗滤床厌氧发酵工艺处理是可行的;减量化效果很明显。该研究为有机固体废弃物的大规模资源化利用提供了设计依据。     

响应面法优化生物炭与牛粪混合厌氧发酵工艺

为了提高厌氧发酵产气效率,在单因素试验基础上,采用响应面法对厌氧发酵工艺参数进行优化,通过Box-Behnken中心组合试验设计,以厌氧发酵产气量为响应值,研究发酵温度、总固体浓度和生物炭添加量3个因素对厌氧发酵的影响,建立相关数学模型,并进行试验验证。结果表明:3个因素对厌氧发酵产气效率的影响均达到显著水平,最优工艺条件为发酵温度41℃,总固体浓度8.9%,水稻秸秆炭7.9%,在此工艺条件下,厌氧发酵产气量达到2735 mL±37 mL,与预测产气量2693 mL,两者偏差在2.0%以内。因此,所建模型能较好地用于生物炭与牛粪混合厌氧发酵产气量的预测。     

恒温沼气反应器的单片机控制

在生物发酵过程中,温度的稳定性直接影响产气的效率.系统以AT89C52单片机系统为控制核心,采用单线智能温度传感器DS18B20及分辨率高、噪声低的A/D转换器对反应器进行温度采集.采集后的信号送到单片机中,与给定值进行比较,其偏差由PID程序计算出输出控制量.经处理后,其控制量被传送到显示器及执行机构,完成温度的自动调节,并进行报警.该系统具有高可靠性和高测控精度的特点.     

芦苇秸秆中温发酵产沼气的实验研究

文章以新鲜芦苇秸秆为发酵原料,分别对其进行打碎和切碎预处理,在恒温30℃条件下进行全混合批量式沼气发酵实验。实验结果表明,两种预处理方法的发酵时间均为62 d,芦苇秸秆打碎处理的TS产气率和VS产气率分别为467 mL·g^-1和570 mL·g^-1,芦苇秸秆切碎处理的TS产气率和VS产气率分别为560 mL·g^-1和685 mL·g^-1,芦苇秸秆切碎处理的产气潜力明显大于芦苇秸秆打碎处理,且芦苇秸秆切碎处理的甲烷含量也较前者高。说明将进行芦苇秸秆切碎处理有利于它发酵产沼气,发酵产出的沼气品质较好。