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沼氣熱能回收利用高端產(chǎn)品制造商

有機(jī)廢水資源化整合沼氣熱能利用系統(tǒng)工程

主要產(chǎn)品和技術(shù)

污水加熱專用套管換熱器

工藝流程圖如圖2所示，從養(yǎng)殖場收集糞污與沖洗廢水，至配料池中進(jìn)行料液配比，在料液調(diào)配過程中對(duì)料液進(jìn)行邊調(diào)配邊加溫的預(yù)處理，加熱到發(fā)酵溫度的料液通過物料泵泵入發(fā)酵罐進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵后得到的沼氣部分輸送給鍋爐進(jìn)行燃燒供熱。

我國生豬養(yǎng)殖在全球占比較大，畜禽糞污量也較多。然而，我國的沼氣工程的效率普遍較低。以江蘇為例，調(diào)研發(fā)現(xiàn)與養(yǎng)殖場配套的沼氣工程往往采用常溫發(fā)酵，導(dǎo)致產(chǎn)氣率低，冬天甚至停止產(chǎn)氣。值得關(guān)注的是常溫環(huán)境下非洲豬瘟病毒可在糞便中存活11-15天之久，而目前的沼氣工程的運(yùn)行方式無疑增加了非洲豬瘟傳播的風(fēng)險(xiǎn)。采用中高發(fā)酵發(fā)酵，不僅可提高產(chǎn)氣率，也可有效殺死病毒和細(xì)菌。為了提高沼液的溫度，目前國內(nèi)沼氣工程一般采用盤管加熱的形式。但是盤管加熱的方式熱效率低，而且管外側(cè)容易結(jié)垢，導(dǎo)致加熱效率更差，熱量入不敷出。本換熱系統(tǒng)符合沼氣工程運(yùn)行模式的進(jìn)料溫度與時(shí)間相關(guān)的非穩(wěn)態(tài)預(yù)熱工藝，以便能讓發(fā)酵罐始終“喝熱水”、進(jìn)熱料，從而獲得穩(wěn)定的發(fā)酵溫度，實(shí)現(xiàn)沼氣工程全年高效運(yùn)行。根據(jù)我國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T667-2011，本設(shè)計(jì)選擇典型大小的沼氣工程規(guī)模和運(yùn)行條件見表1，其中料液進(jìn)料溫度范圍是依據(jù)以江蘇省為代表的華東地區(qū)不同月份的環(huán)境溫度、土壤溫度的變化情況來確定的。



預(yù)熱工藝

工藝流程圖如圖2所示，從養(yǎng)殖場收集糞污與沖洗廢水，至配料池中進(jìn)行料液配比，在料液調(diào)配過程中對(duì)料液進(jìn)行邊調(diào)配邊加溫的預(yù)處理，加熱到發(fā)酵溫度的料液通過物料泵泵入發(fā)酵罐進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵后得到的沼氣部分輸送給鍋爐進(jìn)行燃燒供熱。



其中沼液換熱系統(tǒng)包括鍋爐，熱水儲(chǔ)水箱，扭曲管換熱器，熱交換循環(huán)泵，料液循環(huán)泵。鍋爐通過沼氣燃燒對(duì)冷水進(jìn)行加熱，加熱至70℃，然后熱水通過熱水泵入換熱器，料液通過物料泵進(jìn)入沼液換熱器與熱水進(jìn)行熱交換。

由于沼氣工程往往是間歇性進(jìn)料，因此本文設(shè)計(jì)的加熱方式為非穩(wěn)態(tài)換熱模式，通過物料泵將沼液在換熱器中循環(huán)加熱，使得沼液從常溫逐步升至35℃。

表1 沼氣工程規(guī)模與運(yùn)行條件

規(guī)模與運(yùn)行條件
 華東地區(qū)

發(fā)酵罐規(guī)模（m3）

50，300，600，1000

日進(jìn)料量（t/d）

2，12，24，40

停留時(shí)間（d）

25

發(fā)酵溫度（oC）

35
進(jìn)料溫度范圍（oC） 0-25oC

容積產(chǎn)氣率（m3/（m3.d））

0.5-1.0
參數(shù) 數(shù)值

管水力直徑dh（m）

0.051

殼體內(nèi)徑ds（m）

0.06
管子長度L（m） 2

管側(cè)最佳質(zhì)量流量Qs（m3/h）

15
殼側(cè)最佳質(zhì)量流量Qs（m3/h）
 10
總換熱系數(shù)K（W/（m2.K）） 1000
換熱效率 95%


沼液換熱器基本參數(shù):

沼液換熱器屬于套管換熱器，內(nèi)管為扭曲結(jié)構(gòu)，中試裝置如圖1所示，其單根沼液換熱器參數(shù)和運(yùn)行條件見表2。




表2 單根沼液換熱器套管參數(shù)及最佳運(yùn)行條件


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圖1 沼液換熱器中實(shí)驗(yàn)裝置圖

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