沼气工程加热方式对发酵料液温度场的影响_谢祖琪

文章编号:1001－4829(2011)04－1576－08收稿日期:2011－02－14基金项目:国家科技部国际科技合作项目《农畜废弃物资源化能源利用技术装备合作研发》资助项目(2010DBF60680)作者简介:谢祖琪(1958－)，女，研究员，主要从事农村生物质能源利用、农业资源扩增等领域的技术研究和装备开发。沼气工程加热方式对发酵料液温度场的影响谢祖琪，庹洪章，余满江，姚金霞，庞启成(四川省农业机械研究设计院，四川成都610066)摘要:本试验拟采用自制沼气工程保温恒温系统装置，研究了发酵罐内底部加热、内侧壁加热和底部内侧壁组合加热3种加热方式，高温发酵、中温发酵2种发酵工艺等6种状态下，发酵料液温度场分布规律和温度场随时间变化的波动。结果表明:发酵罐内任1种加热方式的发酵料液温度场稳定性、加热的热效率均优于发酵罐外侧壁加热方式。发酵罐内底部加热是较佳的加热方式，其发酵料液温度场分布最稳定，温度场随时间变化的波动最小。关键词:沼气发酵装置;发酵料液;加热方式;加热装置;温度;温度场中图分类号:S210．7文献标识码:AEffectofHeatingMethodsonTemperatureDistributionofMixedLiquidinDigesterXIEZu-qi，TUOHong-zhang，YUMan-jiang，YAOJin-xia，PANGQi-cheng(SichuanResearch＆DesignInstituteofAgriculturalMachinery，SichuanChengdu610066，China)Abstract:Under6states，namelymesophilicandthermophilicdigestionwiththreetypesofheatingmode，includingheatingfromthebottomofdigester，heatingfromtheinnerwallofdigester，andcombinationofheatingfromthebottomandfromtheinnerwallofdigester，thetem-peraturedistributionofmixedliquidindigesterandtemperaturefluctuationwithtimewereinvestigatedusingself-madeheatingdevicesofdi-gester．Resultsshowedthatbothofthetemperaturestabilityofmixedliquidindigesterandheatingefficiencybyanyinternalheatingmethodswerebetterthanthatbyexternalheatingmethods．Heatingfromthebottomwasoptimumwiththemoststabletemperaturedistributionandtheleasttemperaturefluctuation．Keywords:Digester;Mixedliquid;Heatingmethods;Heatingdevices;Temperature;Temperaturedistribution目前，国内大中型沼气工程日益增多，稳定控制沼气发生装置产气率对系统的正常运行至关重要。温度是影响沼气发酵产气率的关键因素之一，要使沼气工程常年稳定运行，保持恒定、高效的产气量，就应对沼气发酵料液的温度进行严格控制，采取适当的加热保温措施，使发酵温度不随环境气温变化［1～2］。在同一发酵工艺、发酵温度类型的条件下，发酵料液温度场稳定均匀直接关系到产气的稳定性，温度场的波动会给发酵带来一定影响。在恒温发酵时，于1h内温度上下波动不宜超过±(2～3℃)，短时间内温度升降5℃，沼气产量明显下降，温度场波动的幅度过大时，甚至停止产气［3］。沼气产量因温度而异，不同发酵温度对沼气发酵过程中总产气量的影响较大，在10～30℃范围内，30℃的总产气量，20、25℃的总产气量与10、15℃的总产气量有极显著差异［4］。总体来看，产气量随温度的升高逐渐升高。考察产气量增加幅度与温度关系时发现，20～25，25～30，30～35℃，平均产气量增加幅度分别为152．0%，37．4%，3．2%。就温度间差异而言，方差分析表明每差异5℃产气量达到极显著水平(F=46．75＊＊)［5］。针对沼气工程缺乏加热方式对发酵料液温度场影响的基础及应用研究等现状，本试验拟采用自制沼气工程保温恒温系统装置，对不同加热方式的发酵料液温度场分布规律及温度场随时间变化的波动情况进行研究，从而得出沼气工程较佳的加热