PDF《高寒地区两相厌氧户用沼气系统设计与试验》

146 号, 本试验示范基地位于园区 B 区21 号日光温室.哈尔滨市位于 E125° 42'

~130° 10'

, N44° 04'

~46° 40'

. 1.2 中试装置 沼气池建在日光温室内,该温室为正南方向,偏西 6° ,东西长

100 m,宽7.5 m.温室两侧建有工具间和看 护室,在温室西侧地下建有沼气池.覆盖聚氯乙烯长寿 无滴膜,薄膜厚度为 0.12 mm.冬季外部覆盖保温棉被, 厚度为

4 cm.采用硬质聚氯乙烯材料作为沼气池池体材 料,沼气池结构如图

1 所示.聚氯乙烯沼气池特点是采 用与池体材料成分一致的自制复合胶连接,彻底地解决 密封性问题(水泥密封层极易腐蚀、老化、脱落),避 免北方地区因温差大,沼气池冻裂使沼气池报废的问题;

采用工业化、标准化、自动化、现场安装工艺,解决传 统沼气池建设难的瓶颈,建设速度快,现场施工只需进 行简单的拼装、打压、混凝土直接浇筑固定即可完成;

硬质聚氯乙烯沼气池设有自动稳压装置,可自动调节池 内压力,避免池内压力过高引起池体爆裂.图2为沼气 池施工过程效果图. 1.3 沼气发酵料液加热系统 依据本试验室前期中试研究成果[16] ,使发酵料液达 到发酵所需要的温度 (酸化罐和发酵罐均为 (35± 1) ℃) , 保证沼气生产系统正常运行,节约总能耗.沼气发酵料 液加热系统见图

3 所示. 第9期孙勇等:高寒地区两相厌氧户用沼气系统设计与试验

197 图18m3 沼气池截面图 Fig.1 Section graph of digester (8 m3 ) 图2沼气池施工效果图 Fig.2 Construction of biogas digesters 注:图中细实线表示沼气流向,细虚线表示加热介质(水)流向,粗实线表 示发酵料液流向 图3沼气发酵料液加热系统示意图 Fig.3 Heating system diagram of fermentation liquid materials 加热增温系统热负荷设计中,必须满足厌氧发酵系 统最大负荷的耗热量,包括发酵料液温度升高所需耗热 量、厌氧反应器的散热负荷以及管道的沿途损失等.考 虑到寒区沼气生产的成本和能量平衡等因素,本试验发 酵料液加热系统采用沼气热水锅炉为加热源,利用沼气 生产系统自身产出的沼气作为燃料,以水为介质,通过 盘管式热交换器对投入发酵装置的料液进行加热,升温 后的热水通过热水泵输送到酸化罐和发酵灌内的换热 器,换热后的介质(水)回流到沼气锅炉进行再加热, 直到满足发酵装置温度;

利用自制数据采集系统对罐体 温度进行观测和采集,同时通过三通阀分别控制酸化罐 和发酵罐内能量的供给,控制罐体温度. 1.4 主要试验仪器与设备 主要试验仪器与设备见表 1. 表1主要试验仪器与设备 Table

1 Test equipment and apparatus 仪器与设备 生产厂家 沼气发酵装置 自制 搅拌器 自制 加热及控制系统 自制 50ZW15-30 自吸无堵塞排污泵 上海博禹泵业有限公司 热电偶温度传感器 天津市万博仪表制造有限公司 pH 传感器 杭州科盛机电设备有限公司 G6 沼气流量计 天津市鑫丰仪表成套有限公司 储气袋 北京菲涅尔科技有限公司 脱硫器 北京菲涅尔科技有限公司 金属薄片叠层式燃烧器 鸡西市健鑫农业科技开发有限公司 沼气增压泵 四川华昌电子有限公司 101-1 型电热鼓风干燥箱 天津市泰斯特仪器有限公司 RJM-28-10 型茂福炉 沈阳市节能电炉厂 电子精密天平(精度:0.1mg) 上海奥豪斯公司 干燥皿 天津市泰斯特仪器有限公司 数据采集系统 自制 发酵罐 酸化罐 农业工程学报