村镇沼气与天然气联合供气技术研究

发布时间：2020-11-09 15:37

　　 冬季低温气候条件下沼气产气率较低,目前提高沼气产量还存在较大技术难度,而冬季是用户用气的季节高峰,沼气供应常常无法满足用户的用气需求。针对沼气产气率较低问题,本文提出了毛细管网增温发酵的方式,有效地提高冬季沼气产气率;同时为了解决高峰期沼气供应不足问题,采用了沼气与天然气掺混供应方案。本文设计了一个20m3的玻璃钢沼气发酵罐,建立了发酵罐的散热模型,研究了不同类型的沼气增温发酵方式。基于毛细管网换热面积大、换热效率高等传热特性的研究,创新性的采用毛细管网作为前端换热器进行增温发酵。冬季采用毛细管网对10℃发酵原料加热到25℃,沼气产气率由0.25m3/(m3.d)提高到0.75m3/(m3.d)。加热过程中沼气壁挂炉消耗的沼气量远低于由于温度升高新增沼气量,同时比采用电加热方案节约一半的费用。因此采用毛细管网进行沼气增温发酵方案经济可行。为解决冬季村镇沼气供气不足问题,选取空气、天然气与沼气掺混补足6T天然气供气方案。运用华白数、燃烧势进行互换性判定,辅以爆炸极限的安全性验算。最终得出三种混合气源,只要天然气和空气按照49:51~54:46的比例范围混合均匀,混合气就能与6T天然气互换并且无爆炸风险。工程实践中搭建了天然气引射空气补足沼气掺混装置,通过对引射压力、空气入口阀门开度的控制,研究了引射比影响因素,实验表明引射比随引射压力与出口压力两者差值的增大而上升,其中引射比受引射混合器进口压力的影响更大。实际掺混工程中,引射器出口压力宜稳定在6kpa,引射压力控制在0.12~0.15MPa时,天然气、空气、沼气三种混合后的气体经权威部门检测符合6T天然气标准,掺混方案可行。本文针对冬季产气率低、沼气供应不足提出了采用毛细管网增温发酵,天然气掺混空气补足沼气的方案。运用到实际工程中,毛细管网增温发酵可以经济有效地提高沼气产气率,掺混方案也能很好的解决村镇沼气供应不足难题,进一步为村镇沼气推广提供了很好的借鉴方案。
【学位单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：S210
【部分图文】：

图 2.1 沼气与天然气钢瓶组掺混装置Fig.2.1 Mixing device of blending air into CNG gas2.2 各分项工程概要沼气工程一般由发酵原料收集、预处理系统，发酵系统，沼液、沼渣处理系统和沼气净化储存系统构成，本系统工程新增了掺混系统。2.2.1 发酵罐① 发酵罐的分类沼气发酵罐是沼气工程最核心的部分，按几何形状，可分为球形、椭圆形、圆筒形、长方形等多种类型；按发酵机理可分为污泥滞留型、常规型、附着膜型和；按气体储存方式可分为浮罩式、水压式、气袋式三大类；根据发酵罐是否埋在地下可以分为地上式、地下式、半埋入式；根据发酵装置材料可分为砖结构、混泥土结构、玻璃钢、塑料等；按发酵料液的温度区域可以分为常温发酵（随着环境温度变化）、中温发酵（温度介于 26℃-38℃）、高温发酵。这些都是依据沼气池某一特点进行划分。不论是哪一种发酵装置，决定其功

原材料的厌氧发酵。表 2.2 发酵罐主要技术参数.2 Main technical parameters of fermentatio H积 围 -5荷 度 境正常产气，现采用毛细管网加热海绵、锡箔纸保温、防护钢板进行保

图 2. 5 出料口Fig.2.5 Discharge port2）发酵间发酵间是原料进行发酵并且产生沼气的部分，下层是发酵部分，上层预储气间。发酵原料在按照一定比例混合搅拌后通过污泥泵抽入发酵间进行发液面上层部分可以储存部分气体，当产生的气体增多，在压差的作用下，产沼气通过导气管排至储气柜。3）导气管导气管是紧贴发酵罐壁的管件，用于连接输气管道输出沼气、安装导气定要严密、谨防漏气、跑气。如图 2.4.在沼气池中，当沼气逐渐增多时，气压随之增高，池内气体与储气柜间压差，在压差的作用下排出气体。4）出料口
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本文编号：2876632