沼气厌氧反应器设内置热能转化机的新探索

沼气厌氧反应器设内置热能转化机的新探索沼气厌氧反应器设内置热能转化机的新探索赵明梅辽宁北方环境保护有限公司辽宁沈阳110116摘要摘要针对沼气系统加热增温装置存在的问题，本研究开发一种内置于厌氧消化器的热能转化设备，利用沼气工程系统自身产出的沼气为能源，对厌氧反应器的料液进行加热增温，保证厌氧反应器内物料温度恒定。关键词关键词沼气厌氧反应器热能转化中图分类号：中图分类号：X505X505文献标识码：文献标识码：A一、技术背景一、技术背景近年来，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。温度是影响沼气厌氧发酵的关键因素之一，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］。在北方高寒地区，由于冬季天气寒冷，室外气温较低，如果不对沼气发酵料液采取增温和保温措施，势必不能保证厌氧发酵所需要的温度，致使沼气发酵周期长，产气率低，原料降解慢，甚至还会出现结冻等问题，发酵系统难以实现全年连续正常运行。沼气发酵料液的增温和保温同时也带来了能量的消耗。合理选择沼气发酵料液加热增温的模式和设备，是沼气厌氧发酵在北方高寒地区能否正常运行和推广的关键所在[3]。针对以上沼气系统加热增温装置存在的问题，本研究开发一种内置于厌氧消化器的热能转化设备，利用沼气工程系统自身产出的沼气为能源，对厌氧反应器的料液进行加热增温，保证厌氧反应器内物料温度恒定。二、加热方式研究二、加热方式研究[4,5,6][4,5,6]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，本研究采用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方式。（1）加热方法：底部加热、内侧壁加热和底部内侧壁组合加热，每种加热方式的功率一致。万方数据（2）发酵工艺：中温发酵料液控制温度(33±0.5)℃；环境温度：(5±1)℃。（3）测试方法：研究同一测点24h温度的平均值、平均值偏差和极差;同一层面24h温度的极差;整个温度场24h温度的极差;整个温度场24h随时间变化的波动。发酵料液温度达到发酵工艺要求后，由自控系统对料液温度进行保温恒温控制，温度控制精度为±0.5℃，测试不同加热方式的发酵料液温度