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沼气工程罐内盘管加热传热速率与效率分析

化工学报 2015年第11期66卷 4304-4311页

作者：张少鹏韩瑞萍陈晶晶周俊陆小华王昌松南京工业大学材料化学工程国家重点实验室江苏南京210009 南京工业大学生物与制药工程学院江苏南京211816 南京工业大学生物能源研究所江苏南京211816

国内沼气工程中广泛采用的加热方式——罐内盘管加热。从热力学角度出发,基于热力学第一、第二定律,对影响罐内加热的各因素从传热速率与传热效率方面进行分析。研究表明,从传热速率-总传热系数角度分析,选用热导率在15 W·m-1·K-1以... 详细信息

国内沼气工程中广泛采用的加热方式——罐内盘管加热。从热力学角度出发,基于热力学第一、第二定律,对影响罐内加热的各因素从传热速率与传热效率方面进行分析。研究表明,从传热速率-总传热系数角度分析,选用热导率在15 W·m-1·K-1以上的厚管壁管径,同时采用低转速的搅拌方式能实现最大化的传热速率。另外,从传热效率-有效能角度对传热过程进行能耗分析,在逆流搅拌下,提高冷物料进口温度可以减少换热的不可逆性,可增加传热过程有效能的利用率。研究结果为实现沼气工程罐内加热过程传热速率与效率统一,达到能量的最优化利用提供理论参考。

关键词：热力学沼气工程罐内加热总传热系数热传导有效能传热速率与效率

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沼气工程高效稳定运行技术现状及展望

农业机械学报 2015年第7期46卷 187-196,202页

作者：李伟吴树彪 Hamidou Bah 庞昌乐董仁杰中国农业大学工学院北京100083 法拉纳高等农牧学院农业推广系

总结分析了沼气工程相关技术现状和技术需求,并对其未来发展进行了展望。我国的原料收贮和预处理技术亟待升级,仍需大量的科研投入以研发关键的核心技术装备。实现沼气工程运行情况的有效监测和及时预警,以及开发合适的微量元素添加剂... 详细信息

总结分析了沼气工程相关技术现状和技术需求,并对其未来发展进行了展望。我国的原料收贮和预处理技术亟待升级,仍需大量的科研投入以研发关键的核心技术装备。实现沼气工程运行情况的有效监测和及时预警,以及开发合适的微量元素添加剂和功能微生物菌剂对推动我国沼气工程的高效稳定运行具有重要意义。试验并研发新型膜材料和对常规材料的共混与改性处理是提高沼气膜分离提纯能力的主要手段。沼液的资源化利用技术是摆脱沼气工程可持续发展瓶颈的关键。结合沼气工程产业发展需求,充分论证技术瓶颈,合理配置科技资源,加大科技攻关投入,实现自主化技术研发、标准化工程设计、工厂化装备制造、模块化安装建设以及专业化安装调试等标准化集成,同时创新沼气工程技术的应用模式能更好地推动沼气工程技术的发展。

关键词：沼气工程预处理监测微量元素菌剂沼液

基于能值分析的奶牛产业园区循环发展模式评价

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农业工程学报 2020年第17期36卷 227-233页

作者：董姗姗隋斌赵立欣孟海波沈玉君周海宾丁京涛程红胜农业农村部规划设计研究院北京100125 农业农村部资源循环利用技术与模式综合性重点实验室北京100125 农业农村部废弃物能源化利用重点实验室北京100125

以沼气工程为纽带的循环农业模式是降低农业产业园区废弃物污染、提高资源利用率的有效方式。该研究构建了适合园区规模的循环农业模式能值评价指标体系,以河北省某典型奶牛产业园区为案例,将园区现行的利用全混式厌氧反应技术(Continuo... 详细信息

以沼气工程为纽带的循环农业模式是降低农业产业园区废弃物污染、提高资源利用率的有效方式。该研究构建了适合园区规模的循环农业模式能值评价指标体系,以河北省某典型奶牛产业园区为案例,将园区现行的利用全混式厌氧反应技术(Continuous Stirred Tank Reactor,CSTR)的湿法单相厌氧消化沼气工程,与湿法两相耦合厌氧消化、干法序批式厌氧消化、干法连续式厌氧消化3种不同沼气工程模式进行对比,运用能值理论及计算方法对以沼气工程为纽带的农业产业园循环模式进行了评价,选择最适宜园区发展的沼气工程模式。结果表明,该园区能值投入率为17.57,能值产出率为0.41,环境负载率0.33,可持续发展指数1.23,以CSTR湿法单相厌氧消化沼气工程为纽带的循环农业模式整体效益优于其他3种模式。研究对其他园区的循环农业模式评价和以沼气工程为纽带的循环农业发展具有借鉴意义。

关键词：循环农业能值分析奶牛养殖产业园区资源化利用沼气工程

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基于膜蒸馏的沼液资源化处理研究进展

农业工程学报 2021年第8期37卷 259-268页

作者：贺清尧石明菲冯椋艾平袁巧霞晏水平华中农业大学工学院武汉430070 农业农村部长江中下游农业装备重点实验室武汉430070

沼液可占湿法厌氧发酵后发酵剩余物总质量的80%以上,在农田土地承载量和运输成本的双重限制条件下,大型沼气工程的沼液很难通过还田利用的方式进行完全消纳。对沼液实行资源化处理既能减少沼液体积和降低对环境的潜在威胁,还可实现高附... 详细信息

沼液可占湿法厌氧发酵后发酵剩余物总质量的80%以上,在农田土地承载量和运输成本的双重限制条件下,大型沼气工程的沼液很难通过还田利用的方式进行完全消纳。对沼液实行资源化处理既能减少沼液体积和降低对环境的潜在威胁,还可实现高附加值的资源回收,促进可持续的农业循环经济发展。作为膜分离技术中的重要分支,膜蒸馏在沼液处理过程中具有适应性强、膜污染程度低、避免发泡与快速脱氨等多方面的优势。在沼液处理与农业废弃物资源回收中具有广阔发展前景。为此,该研究从介绍膜蒸馏的基本原理出发,就膜蒸馏处理沼液过程中最核心的氨氮与水分回收部分进行详细的综述,并针对沼液处理过程中的营养物质回收与减量化处理进行了综合分析,最后对膜蒸馏用于沼气工程中的可行性进行简要计算。相比于其他沼液处理技术,膜蒸馏可在低成本与低碳足迹下实现沼液的资源回收与减量化处理,其处理沼液的成本与反渗透过程基本一致。在无外部能源供给的沼气工程中,膜蒸馏更适用于高有机负荷沼液处理,或对反渗透后剩余的高浓度沼液进行处理。

关键词：沼气膜蒸馏沼气工程沼液资源回收水回收

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沼气工程沼液反渗透膜浓缩应用研究

中国矿业大学学报 2011年第3期40卷 470-475页

作者：梁康强阎中朱民何绪文魏泉源王凯军清华大学环境科学与工程系北京100084 中国矿业大学化学与环境工程学院北京100083 北京市环境保护科学研究院北京100037

针对沼气工程中沼液产量大、处理成本高、储存运输困难和营养物质含量偏低等问题,提出了采用高耐污反渗透技术对沼液进行浓缩.通过建立中试规模膜浓缩装置,在间歇试验和连续试验的基础上,分析膜通量、压力、运行时间、电导率等指标的关... 详细信息

针对沼气工程中沼液产量大、处理成本高、储存运输困难和营养物质含量偏低等问题,提出了采用高耐污反渗透技术对沼液进行浓缩.通过建立中试规模膜浓缩装置,在间歇试验和连续试验的基础上,分析膜通量、压力、运行时间、电导率等指标的关系,研究了系统的最佳运行压力、沼液最佳浓缩倍数、连续运行清洗周期等工艺参数.在此基础上,对沼液的浓缩效果及系统运行经济性进行了评价.结果表明：建立的反渗透系统对沼液进行浓缩是可行的,比较原始沼液,所产透过液中氨氮、COD和电导率的去除率高达90%以上,可满足沼气工程工艺前端调浆要求,同时浓缩沼液体积约为原液的20%~25%,沼液中营养物质浓度提高4~5倍,可回用于农业种植,实现了沼液的高值利用.

关键词：沼气工程沼液反渗透膜浓缩

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寒区低能耗厌氧发酵反应器热工性能参数确定

农业工程学报 2019年第17期35卷 248-255页

作者：刘建禹邓斯文杨胜明管延萱东北农业大学工程学院哈尔滨150030 农业部生猪养殖设施工程重点实验室哈尔滨150030

厌氧发酵反应器是沼气工程中的核心装置,研究寒区低能耗厌氧发酵反应器,不仅有助于降低沼气工程的能量损耗,提高耗能与产能的产出比,而且对大中型沼气工程在北方寒冷地区的推广与应用尤为重要。低能耗厌氧发酵反应器围绕的核心问题就是... 详细信息

厌氧发酵反应器是沼气工程中的核心装置,研究寒区低能耗厌氧发酵反应器,不仅有助于降低沼气工程的能量损耗,提高耗能与产能的产出比,而且对大中型沼气工程在北方寒冷地区的推广与应用尤为重要。低能耗厌氧发酵反应器围绕的核心问题就是在保证反应器厌氧发酵功能的前提下,能的“量”和“质”合理有效利用程度。该文以建筑于地上全混合式厌氧发酵反应器为研究对象,采用能量分析和(火用)分析方法,从反应器的体形、围护结构保温性能以及低(火用)供热方式等方面对寒区低能耗厌氧发酵反应器节能特性进行了分析和研究,得到了低能耗厌氧发酵反应器最佳体形为高径比为1∶2的圆柱形;提出了哈尔滨、沈阳、北京地区在冬季室外计算温度下不同规模节能型反应器顶部、侧壁围护结构导热热阻的阈值;中温厌氧发酵反应器低(火用)热水供热系统进出口温度分别为45和38℃,供热系统(火用)效率为86%,反应器供能与用能间能级差为0.018,表明能级匹配合理,用能效率较高。该研究结论可为今后寒区低能耗厌氧发酵反应器的节能设计提供参考依据。

关键词：发酵沼气工程装置厌氧发酵反应器热能损耗体形系数保温低(火用)供热

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沼气工程厌氧系统启动工作分析

清洗世界 2023年第7期39卷 187-189页

作者：尤宇嘉国峰清源生物能源有限责任公司北京100022

【研究目的】分析沼气工程中厌氧系统启动过程中的准备、实施、验证等工作环节。通过对不同环节的分析,明确工作方法,总结出适合的厌氧系统启动工作方案;【方法】通过对实际沼气工程厌氧系统启动案例的分析,全过程跟踪工作过程,并分析得... 详细信息

【研究目的】分析沼气工程中厌氧系统启动过程中的准备、实施、验证等工作环节。通过对不同环节的分析,明确工作方法,总结出适合的厌氧系统启动工作方案;【方法】通过对实际沼气工程厌氧系统启动案例的分析,全过程跟踪工作过程,并分析得失,形成工作总结;【结果】说明了厌氧系统启动工作在沼气工程投产过程中的重要性,直接影响沼气工程的生产运行及经济效益。总结出一套完整的厌氧系统启动工作流程。详细说明从启动前期的方案设计,到启动工作的过程实施,最终到启动结果验证应采取的工作步骤、工作方法。通过实际案例分析,总结出适应全行业的行之有效的工作流程与方法,以提高工作效率及启动成功率,进而提高沼气工程的投产成功率;【结论】通过科学有效的组织,制定完备的方案,严格的落实,能够切实的做到短时间内高效的启动厌氧系统,为沼气工程的顺利投产打下坚实的基础。

关键词：沼气工程厌氧系统启动

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寒区沼气工程增温保温方式经济效益估算

可再生能源 2022年第4期40卷 441-447页

作者：史风梅裴占江王粟李鹏飞于秋月赵跃坤刘杰黑龙江省农业科学院黑龙江省黑土保护利用研究院黑龙江哈尔滨150086 黑龙江省农业科学院农业部种养循环重点实验室黑龙江哈尔滨150086 黑龙江省农业科学院黑龙江省秸秆能源化重点实验室黑龙江哈尔滨150086 黑龙江省农业科学院成果产业处黑龙江哈尔滨150086

文章采用能量平衡方法计算了在最适经济温度为20.6℃,水力停留时间为15 d,猪粪水固体浓度为7%的条件下,寒区沼气工程的挤塑聚苯板(XPS)、橡塑海绵、聚氯乙烯板(PVC)和聚氨酯保温层的厚度,在此基础上对加热方式的经济性进行了评价。结果... 详细信息

文章采用能量平衡方法计算了在最适经济温度为20.6℃,水力停留时间为15 d,猪粪水固体浓度为7%的条件下,寒区沼气工程的挤塑聚苯板(XPS)、橡塑海绵、聚氯乙烯板(PVC)和聚氨酯保温层的厚度,在此基础上对加热方式的经济性进行了评价。结果表明:在寒区利用XPS作为沼气工程的保温材料是最经济的,当其厚度为50 mm时,沼气工程的最大温降可被控制在0.5℃/d以下;采用燃烧打捆秸秆的生物质锅炉供暖是沼气锅炉加热、生物质锅炉加热、太阳能加热和沼气发电余热回收利用等增温方式中最经济的。

关键词：沼气工程保温层加热系统经济评价

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沼气工程企业效益分析及政策建议

可再生能源 2018年第6期36卷 811-819页

作者：王火根李娜江西农业大学经管学院江西南昌330045

以农业循环经济为抓手,制定和完善沼气工程补贴政策体系,有利于促进农村生态文明建设。文章从第三方治污企业的视角,建立企业效益决策模型来探讨沼气工程政策工具的作用机理,并以江西新余市罗坊镇沼气工程为案例,运用成本收益方法分析... 详细信息

以农业循环经济为抓手,制定和完善沼气工程补贴政策体系,有利于促进农村生态文明建设。文章从第三方治污企业的视角,建立企业效益决策模型来探讨沼气工程政策工具的作用机理,并以江西新余市罗坊镇沼气工程为案例,运用成本收益方法分析沼气工程生产过程中的经济及生态效益。通过对模型变量的不同赋值进行数据模拟,讨论不同价格、成本及补贴政策下企业的效益变化。根据数据模拟结果,提出5条政策建议:完善环境法律体系和建设标准;完善补贴体系,促进市场补偿机制发育;强化环保执法力度;由单一沼气转向多元和增值产品,实现综合收益;采用PPP模式,提高资金使用效益。

关键词：沼气工程效益补贴政策新余案例