寒區(qū)沼氣工程能耗分析與節(jié)能技術(shù)研究

【摘要】：沼氣工程在北方寒冷地區(qū)外界環(huán)境溫度較低的條件下運(yùn)行時(shí),需要通過(guò)外界熱源對(duì)發(fā)酵料液進(jìn)行預(yù)加熱,同時(shí)為了維持反應(yīng)器內(nèi)部發(fā)酵所需要的溫度,也要對(duì)反應(yīng)器內(nèi)料液進(jìn)行加熱,這將耗費(fèi)大量的能源。為了節(jié)約能源,需要對(duì)沼氣工程進(jìn)行能耗分析,以確定能耗最小,同時(shí)產(chǎn)能最大的運(yùn)行方式。以往的沼氣工程能耗分析都是在比較簡(jiǎn)單的傳熱模型基礎(chǔ)上進(jìn)行分析和熱負(fù)荷計(jì)算,同時(shí),缺少全年運(yùn)行的能耗統(tǒng)計(jì)和沼氣工程保溫層設(shè)計(jì)規(guī)范上的計(jì)算。本文對(duì)雞西市蘭嶺鄉(xiāng)一處寒區(qū)大型沼氣工程的工程參數(shù)、反應(yīng)器內(nèi)料液溫度以及產(chǎn)生沼氣的熱值進(jìn)行了測(cè)定,在此基礎(chǔ)上,對(duì)該工程不同發(fā)酵溫度和加熱方式的能耗和產(chǎn)能情況進(jìn)行了分析統(tǒng)計(jì),為寒區(qū)沼氣工程運(yùn)行提供了規(guī)范和依據(jù)。在以上背景下,本文下進(jìn)行了如下研究:第一部分著重介紹了能耗分析的理論研究方法。一類(lèi)是建立在穩(wěn)定傳熱理論基礎(chǔ)上的靜態(tài)能耗分析法,另一類(lèi)是建立在不穩(wěn)定傳熱理論基礎(chǔ)上的動(dòng)態(tài)能耗分析法,討論了本課題的研究方法更適用于靜態(tài)能耗分析中的方法——度日法。通過(guò)這部分的介紹,為寒區(qū)沼氣工程能耗分析奠定了理論基礎(chǔ)。第二部分通過(guò)建立反應(yīng)器負(fù)荷系數(shù)模型,確立了沼氣工程能耗分析的方法。在此方法上對(duì)沼氣工程加熱系統(tǒng)的各部分能耗進(jìn)行了分析。得出沼氣工程加熱系統(tǒng)各月能耗,隨外界平均溫度的降低而逐漸增大的變化趨勢(shì),同時(shí),全年1月份沼氣工程的能耗最大。并在此基礎(chǔ)上,通過(guò)確立不同溫度下各月份的凈產(chǎn)能情況,得出沼氣工程運(yùn)行厭氧發(fā)酵反應(yīng)器內(nèi)部的最大凈產(chǎn)能溫度為35℃。第三部分對(duì)雞西市蘭嶺沼氣工程產(chǎn)生沼氣的成份進(jìn)行了測(cè)定,確定了沼氣的熱值。在此基礎(chǔ)上,通過(guò)反應(yīng)器負(fù)荷系數(shù)模型和沼氣工程能耗分析的方法,對(duì)沼氣工程采用不同加熱方式下的能耗和產(chǎn)能情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。通過(guò)對(duì)加熱方式的特點(diǎn)和產(chǎn)能情況的討論,得出了地源熱泵加熱方式可以節(jié)約大量能源,同時(shí)運(yùn)行環(huán)境受外界條件限制較小。在技術(shù)和其他條件允許的情況下,沼氣發(fā)電余熱利用加熱方式和太陽(yáng)能加熱方式與傳統(tǒng)燃煤鍋爐加熱方式相比,具有節(jié)能優(yōu)勢(shì)。第四部建立了厭氧發(fā)酵反應(yīng)器的溫降模型,通過(guò)對(duì)雞西蘭嶺沼氣工程反應(yīng)器內(nèi)部溫度的實(shí)際測(cè)定值與模型計(jì)算的理論值進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性。并在此模型基礎(chǔ)上,計(jì)算了保證工藝溫降不大于1.5℃的情況下,厭氧發(fā)酵反應(yīng)器的保溫層理論上最小設(shè)計(jì)厚度和沼氣工程運(yùn)行時(shí)的最長(zhǎng)停產(chǎn)時(shí)間。為厭氧發(fā)酵反應(yīng)器的設(shè)計(jì)和沼氣工程的生產(chǎn)運(yùn)行有規(guī)范可依提供了數(shù)據(jù)。 【關(guān)鍵詞】：沼氣工程 能耗分析 厭氧發(fā)酵 節(jié)能措施 加熱方式
【學(xué)位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：S216.4
【目錄】：

• 中文摘要8-9
• 英文摘要9-11
• 1 引言11-20
• 1.1 我國(guó)沼氣工程的發(fā)展現(xiàn)狀和主要問(wèn)題11-14
• 1.1.1 沼氣工程發(fā)展規(guī)模11-12
• 1.1.2 我國(guó)沼氣工程技術(shù)現(xiàn)狀12-13
• 1.1.3 我國(guó)沼氣工程的主要問(wèn)題13-14
• 1.2 沼氣工程國(guó)內(nèi)外研究狀況14-16
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)研究概況14-15
• 1.2.2 國(guó)外研究概況15-16
• 1.3 能耗分析方法16-18
• 1.3.1 動(dòng)態(tài)能耗分析法16-17
• 1.3.2 靜態(tài)能耗分析法17
• 1.3.3 本文的研究方法17-18
• 1.4 課題的提出和主要意義18-19
• 1.5 本課題研究的主要內(nèi)容19-20
• 2 沼氣工程的能耗分析20-35
• 2.1 溫度對(duì)厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣能力的影響20
• 2.2 沼氣工程熱平衡分析20-24
• 2.2.1 發(fā)酵料液溫度升高耗熱量21-22
• 2.2.2 厭氧發(fā)酵反應(yīng)器圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱耗熱量22-24
• 2.3 工程實(shí)例能耗分析24-34
• 2.3.1 工程實(shí)例24-26
• 2.3.2 工程耗熱量計(jì)算26-28
• 2.3.3 最佳凈產(chǎn)能厭氧發(fā)酵溫度的討論28-34
• 2.4 本章小結(jié)34-35
• 3 沼氣工程不同加熱方式的能耗分析35-50
• 3.1 加熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)熱負(fù)荷的計(jì)算35-36
• 3.1.1 發(fā)酵料液溫度升高所需耗熱量35
• 3.1.2 厭氧發(fā)酵反應(yīng)器圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱耗熱量35-36
• 3.2 燃煤熱水鍋爐加熱系統(tǒng)36-37
• 3.3 地源熱泵加熱系統(tǒng)37-39
• 3.4 太陽(yáng)能加熱系統(tǒng)39-40
• 3.5 沼氣發(fā)電余熱利用加熱系統(tǒng)40-43
• 3.6 沼氣鍋爐加熱系統(tǒng)43-44
• 3.7 五種加熱方式能耗對(duì)比分析及環(huán)保評(píng)價(jià)44-45
• 3.7.1 能耗對(duì)比分析44-45
• 3.7.2 環(huán)保評(píng)價(jià)45
• 3.8 沼氣工程產(chǎn)能與能耗的對(duì)比分析45-49
• 3.8.1 沼氣熱值的測(cè)定45-46
• 3.8.2 沼氣工程產(chǎn)能與能耗的對(duì)比分析46-49
• 3.9 本章小結(jié)49-50
• 4 厭氧發(fā)酵反應(yīng)器保溫節(jié)能技術(shù)的研究50-54
• 4.1 反應(yīng)器內(nèi)料液溫降理論傳熱模型的建立50-51
• 4.2 理論傳熱模型的的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證51-52
• 4.3 厭氧發(fā)酵保溫加熱間隔時(shí)間的討論52-53
• 4.4 厭氧發(fā)酵保溫層的選擇53
• 4.5 本章小結(jié)53-54
• 5 結(jié)論54-55
• 致謝55-56
• 參考文獻(xiàn)56-59
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文59

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來(lái)了解更多相關(guān)內(nèi)容

一例500m~3沼氣工程的效益分析    華永新

久仰成為沼氣工程示范村    龍勝良

對(duì)在京郊進(jìn)一步推廣沼氣工程的思考    李明慧,楊忠山

建設(shè)中小型沼氣工程應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題    謝邦勇

發(fā)展沼氣的意義與我縣沼氣發(fā)展概況    毛順華

建設(shè)生態(tài)家園 推廣沼氣工程    

沼氣工程規(guī)范化建設(shè)勢(shì)在必行    施國(guó)中

海南省農(nóng)村沼氣建設(shè)的發(fā)展思路和對(duì)策    符少懷,鄺繼云

河南省沼氣協(xié)會(huì)第三次會(huì)員代表大會(huì)暨沼氣生態(tài)農(nóng)業(yè)論壇在焦作召開(kāi)    張國(guó)強(qiáng)

淺談海南農(nóng)村沼氣的管理    蔡匯豐;

新型高效規(guī)?；託夤こ痰年P(guān)鍵技術(shù)    蔡昌達(dá);

對(duì)加強(qiáng)沼氣工程標(biāo)準(zhǔn)制修訂的一些認(rèn)識(shí)    鄭時(shí)選;

實(shí)行“沼氣工程工藝設(shè)計(jì)資質(zhì)”和“運(yùn)營(yíng)管理資質(zhì)”證書(shū)的建議——推動(dòng)沼氣事業(yè)健康發(fā)展的重要措施    王永智;屠云璋;

建池質(zhì)量是基礎(chǔ) 加強(qiáng)沼氣管理是關(guān)鍵    龍大友;

沼氣產(chǎn)業(yè)化的春天    陸光正;沙宏衛(wèi);

新沼氣 新風(fēng)貌 新農(nóng)村    屈鋒;尹顯智;

農(nóng)村沼氣產(chǎn)業(yè)化發(fā)展思考    高靈芝;

關(guān)于加快農(nóng)村沼氣服務(wù)體系建設(shè)的建議    

沼氣研究和利用的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)    趙新波;祝詩(shī)平;

淺談生物質(zhì)能——沼氣    王威;羅清威;樊占國(guó);

沼氣托起群眾致富的希望    祝秀國(guó) 戎方雁

推廣沼氣工程 發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)    陳國(guó)孟

沼氣入戶(hù) 福氣進(jìn)村    鄧蘇勇 韋克瓊

大力普及沼氣　扎實(shí)推進(jìn)新農(nóng)村建設(shè)    本報(bào)記者 田宜龍

小沼氣點(diǎn)亮社會(huì)主義新農(nóng)村    本報(bào)記者 田宜龍

河南：小沼氣引領(lǐng)大節(jié)約    本報(bào)記者 王偉 通訊員 張國(guó)強(qiáng)

大力發(fā)展沼氣事業(yè) 構(gòu)建農(nóng)村和諧社會(huì)    劉合心

創(chuàng)新提升沼氣地位——沼氣工程“三級(jí)跳”    本報(bào)記者 師曉京

建立沼氣管理運(yùn)營(yíng)長(zhǎng)效機(jī)制    李國(guó)華

小沼氣帶來(lái)周口農(nóng)村大變化    本報(bào)記者 張培奇

基于微藻的沼氣品位提升和沼液處理的協(xié)同作用研究    顏誠(chéng)

規(guī)?；託夤こ陶右骸⒄釉鼫p量化及資源化利用研究    魏泉源

中國(guó)農(nóng)村戶(hù)用沼氣區(qū)域適宜性與可持續(xù)性研究    陳豫

沼氣產(chǎn)業(yè)化基本理論與大中型沼氣工程資源配置優(yōu)化研究    王麗麗

餐廚垃圾制沼及膜法沼氣提純一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)及理論研究    尼姝麗

農(nóng)村沼氣生態(tài)校園模式及其綜合效益評(píng)價(jià)研究    王蘭英

規(guī)?；B(yǎng)豬場(chǎng)沼氣工程發(fā)展的影響因素研究    林斌

農(nóng)戶(hù)沼氣使用及生態(tài)環(huán)境效益評(píng)價(jià)：來(lái)自恩施州的證據(jù)    張嘉強(qiáng)

沼氣制備車(chē)用燃料的實(shí)驗(yàn)研究    黃黎

人糞便厭氧處理工藝優(yōu)化和沼氣貯氣膜氣密性研究    尹福斌

基于智能雞舍的太陽(yáng)能沼氣工程的技術(shù)研究    趙梅娟

隨州市農(nóng)村戶(hù)用沼氣發(fā)展制約因素及潛力研究    馮大功

江蘇省農(nóng)村戶(hù)用沼氣物業(yè)化管理模式研究    李莉莉

沼氣壓力水洗提純?cè)O(shè)備及工藝研究    耿宏超

江西規(guī)模養(yǎng)種場(chǎng)戶(hù)四結(jié)合的仿真分析    王展宏

利用沼液培養(yǎng)微藻凈化沼氣的研究    張麗

散居農(nóng)戶(hù)小型發(fā)電機(jī)組改燃沼氣燃燒特性試驗(yàn)研究    黃昌鴻

沼氣多元化利用的膜分離耦合工藝的研究    郭明鋼

沼氣工程火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性及安全技術(shù)研究    劉廣軒

寒區(qū)沼氣工程能耗分析與節(jié)能技術(shù)研究    隋新