利用空气能热泵强化稳定沼气产量的方法及装置

地区:上海市 宝山区

关键词:广西大学

成果类型:其它

成果领域:生物与新医药

成果编号:A2021061000003752

成果描述:

沼气是一种优质生物质能源,不仅原料来源丰富、价格低廉,而且具有燃烧热效率高、成本低、绿色、低排放、可再生、抗爆性能好的特点。沼气一般含60%左右的甲烷和40%左右的二氧化碳、硫化氢和水等少量杂质气体 ;因此,在净化沼气同时收集利用二氧化碳不 仅可以提高沼气中甲烷纯度及热值,同时可提纯富集二氧化碳供工业使用,这对节约能源、改善生态环境具有重要意义。一调查资料表明,一台25MW 装机容量的生物质发电厂年消耗20万吨秸秆,可替代8.7万吨标煤的燃煤,减排18万吨 CO<,2>;中国每年约有7亿多万吨农作 物秸秆,其中有1亿多吨被烧掉,若将其利用,可建500个25MW 的小型电站,相当于一个“三峡”,年替代4350万吨标煤和减排9000万吨CO<,2>。现在美欧和巴西等国的生物燃料成本一般已降到相当于每桶 5~70 美元石油价格的水平,生物质发电、颗粒燃料、工业沼气等在 美欧等商业化运行已十多年。沼气池内沼液的发酵温度是影响沼气产量和产气率的关键因素。实验证明:厌氧 发酵的最适合温度是在中温 (28℃~38℃ ) 或高温 (46℃~60℃ ) 阶段,不同发酵物质的 最适宜的发酵温度有所不同。故沼气的产量会随着季节和温度的变化有较大变化。同时, 若沼气池内发酵沼液的温度变化超过3℃,沼气产量也会有明显的变化。因此,非常有必要 寻求一种维持沼气池内温度稳定在最适宜厌氧发酵温度范围内的方法,以达到强化稳定沼气产量的目的。该发明要解决的技术问题是提供一种可解决因外界环境温度变化导致产气不稳定问题、实现高效、连续生产的利用空气能热泵强化稳定沼气产量的方法及装置,由空气能热泵产出热水,循环水送至沼气池内 配有机械除垢装置的换热器中,使沼气池内发酵沼液温度稳定在最适宜厌氧发酵的温度范围内, 实现强化稳定沼气的产量 ;其机械除垢装置由可 沿换热管表面移动的多个除垢环组件及驱动除垢 环组件移动的动力传递机构组成。使用该发明的方法和装置,不仅沼气池中的沼液温度可不随外 部环境变化、并维持在适合的温度范围内,同时实 现沼气的稳产、高产和低能耗、低排放,还循环使 用热媒水,解决了热管结垢问题,节能环保,调控方便,提高了加热效率,延长了系统的使用寿命。
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