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沼氣熱能回收利用高端產(chǎn)品制造商

有機廢水資源化整合沼氣熱能利用系統工程

主要產(chǎn)品和技術(shù)

污水加熱專(zhuān)用套管換熱器

工藝流程圖如圖2所示，從養殖場(chǎng)收集糞污與沖洗廢水，至配料池中進(jìn)行料液配比，在料液調配過(guò)程中對料液進(jìn)行邊調配邊加溫的預處理，加熱到發(fā)酵溫度的料液通過(guò)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，調研發(fā)現與養殖場(chǎng)配套的沼氣工程往往采用常溫發(fā)酵，導致產(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行方式無(wú)疑增加了非洲豬瘟傳播的風(fēng)險。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菌。為了提高沼液的溫度，目前國內沼氣工程一般采用盤(pán)管加熱的形式。但是盤(pán)管加熱的方式熱效率低，而且管外側容易結垢，導致加熱效率更差，熱量入不敷出。本換熱系統符合沼氣工程運行模式的進(jìn)料溫度與時(shí)間相關(guān)的非穩態(tài)預熱工藝，以便能讓發(fā)酵罐始終“喝熱水”、進(jìn)熱料，從而獲得穩定的發(fā)酵溫度，實(shí)現沼氣工程全年高效運行。根據我國農業(yè)行業(yè)標準NY/T667-2011，本設計選擇典型大小的沼氣工程規模和運行條件見(jiàn)表1，其中料液進(jìn)料溫度范圍是依據以江蘇省為代表的華東地區不同月份的環(huán)境溫度、土壤溫度的變化情況來(lái)確定的。



預熱工藝

工藝流程圖如圖2所示，從養殖場(chǎng)收集糞污與沖洗廢水，至配料池中進(jìn)行料液配比，在料液調配過(guò)程中對料液進(jìn)行邊調配邊加溫的預處理，加熱到發(fā)酵溫度的料液通過(guò)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。



其中沼液換熱系統包括鍋爐，熱水儲水箱，扭曲管換熱器，熱交換循環(huán)泵，料液循環(huán)泵。鍋爐通過(guò)沼氣燃燒對冷水進(jìn)行加熱，加熱至70℃，然后熱水通過(guò)熱水泵入換熱器，料液通過(guò)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，因此本文設計的加熱方式為非穩態(tài)換熱模式，通過(guò)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 沼氣工程規模與運行條件

規模與運行條件
 華東地區

發(fā)酵罐規模（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 數值

管水力直徑dh（m）

0.051

殼體內徑ds（m）

0.06
管子長(cháng)度L（m） 2

管側最佳質(zhì)量流量Qs（m3/h）

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


沼液換熱器基本參數:

沼液換熱器屬于套管換熱器，內管為扭曲結構，中試裝置如圖1所示，其單根沼液換熱器參數和運行條件見(jiàn)表2。




表2 單根沼液換熱器套管參數及最佳運行條件


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圖1 沼液換熱器中實(shí)驗裝置圖

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