2010年6月
农机化研究
第6期
集热效率能达到50%以上。
1.2沼气产生系统
沼气产生系统为软体沼气袋,容积为8m3。沼气
发酵系统由软体沼气袋和软体附袋等组成。
1.2.1软体沼气袋
软体沼气袋容积为8m3,袋体采用含有10余种抗
老化、阻燃和增强性能的特种添加剂聚乙烯(PVC)树
脂软片,经高频热合机设备焊接组合而成,具有抗老
化、抗撕裂、抗低温冲击催化、耐酸碱、气密性好和保
温性好等特点。袋体内装发酵料液,并发酵产生沼
气。软体沼气袋规格为2.8m×2m×1.4m,进料口
(管口中心)高0.3m,出料口(管口中心)高0.1m,附
袋口(管口中心)高60cm;进料孔和出料孔直径均为
250mm。袋体放置池尺寸为3.0
m×2.2 m×1.7
m。
安装沼气袋前,在池子周围铺设一层泡沫保温板,减
少热损,起到保温作用。
1.2.2软体附袋
软体附袋材料与软体沼气袋的材料相同,其作用
为调节沼气发生期内压力,即能够贮存因沼气袋产气
后压力增大而被排出沼气袋的沼液,以增大沼气袋贮
存沼气的容积,保障安全。当沼气袋内产气不足、压
力降低时,附袋内的沼液回流到沼气袋内,保持沼气
袋内压力恒定,并起到回流搅拌和消除结壳的作用,
从而提高产气率。
1.3循环换热系统
循环换热系统由进热水管、换热管、循环水管、循
环泵和定时电源开关等组成。
换热管的材料为高耐热PVC软管(安全耐热温度
≤80℃),采用并联方式连接。换热器沉浸在沼气发
生器的发酵液中,沼液和热水分别在管内外换热。其
优点为结构简单、造价低廉和换热效果较好。
本系统使用了定时电源开关来控制循环泵的开启
和关闭。太阳能热水器中的热水在换热器中经过一
定的时间后温度降低,此时通过定时电源开关插座打
开循环泵,
将换热后温度较低的水经过循环水管吸到太阳能
热水器的水箱中加热。当换热后的水完全进入太阳
能热水器水箱后,定时电源开关插座断电关闭循环
泵。与此同时,太阳能热水器水箱中温度较高的热水
进入换热器中,对发酵液进行加热增温。如此循环往
复,保证换热器中的水保持较高的温度,利用太阳能
提高沼气发酵温度,保证沼气池在温度较低情况下正
常产气。循环泵采用普通直流微型隔膜水泵,电流为
1.5—2A,电压为12V,最大压力为1.0MPa。
2试验方案
本系统在冬季运行,从11月20号开始,1月22
号结束。每天定时测量沼气池上层和下层的温度,外
气温采用了当地的气象资料。
本试验采用了智能巡检报警仪测试温度,型号为
XMDB一163l,测量温度范围为0—400℃。由于换热
器是从料液底部加热,池内不同深度的温度有一定的
差异,所以在沼气池的上下设置了两个测温点。
3
系统运行的数据分析
3.1
沼气池内上下层料液温度和平均温度变化曲线
图2为沼气池内的上下层料液温度和平均温度变
化曲线。从图2可知,上层和下层的温度基本上是一
致的,循环泵启动,换热器开始和沼气池内料液进行
热交换;下层料液的温度直接与换热器接触,温度变
化比较剧烈,温度曲线波动比较大。这是因为料液下
层与换热器中的水的进行了热量传递,温度升高,随
后热量向周围和上层传递,温度就逐渐下降,再次换
热时,温度又升高,如此循环;而上层的料液温度变化
就比较平缓,这是因为上层料液远离换热器,热量缓
慢向上传递,致使温度变化保持平稳的状态。
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—卜平均温度—●一上层温度
+下层温度
图2沼气池内料液温度变化曲线
Fig.2
The varied
curve
of the digesters
temperature
3.2大气温度变化曲线
图3为系统运行期间各时刻的大气温度变化曲
线,平均气温为5.60C。
3.3沼气池内温度与大气温度对比曲线
图4为沼气池内温度与大气温度对比曲线。从图
4中可以看出,系统运行期间大气的平均温度为
5.6。C,沼气池温度在系统运行期间温度基本维持在
10℃以上。由此可知,在西南地区冬季气温较低时
候,利用太阳能增温制沼气是可行的。・
万方数据