太陽能加熱的戶用沼氣發(fā)酵裝置的設計與實驗研究.pdf

1、在我國西北嚴寒地區(qū)，由于冬季氣溫、地溫低，沼氣的生產(chǎn)存在產(chǎn)氣率低、使用率低等問題，甚至會出現(xiàn)凍裂沼氣池的現(xiàn)象。本文針對這一問題，結合西北地區(qū)太陽能資源豐富的特點，將太陽能中、低溫集熱系統(tǒng)與沼氣發(fā)酵裝置結合，設計出一套適合農(nóng)戶家庭需要的太陽能加熱的沼氣發(fā)酵裝置，解決冬季西北地區(qū)沼氣池不能產(chǎn)氣的問題。 研究內(nèi)容及成果主要包括以下幾個方面： 1．設計一整套太陽能沼氣發(fā)酵裝置，它主要包括厭氧發(fā)酵裝置以及太陽能加熱系統(tǒng)兩大部分。首

2、先根據(jù)農(nóng)戶對沼氣的需求量確定沼氣池的容積并對池體結構進行優(yōu)化設計。根據(jù)材料特性及其價格確定合適的發(fā)酵罐罐體材料及其厚度。為減少冬季罐體熱損失需要在發(fā)酵罐外部附加保溫層保溫。通過沼氣發(fā)酵裝置的熱平衡分析，計算出在西北地區(qū)冬季實際氣候條件下保證本裝置運行所需的太陽能集熱器的集熱面積以及蓄熱水箱的大小。 2．將裝置置于冬季環(huán)境條件下進行實驗測試，實驗過程中監(jiān)測料液的pH值變化，產(chǎn)氣量大小，以及系統(tǒng)中各部分的溫度變化。通過對pH值以及產(chǎn)

3、氣量數(shù)據(jù)的監(jiān)測確定發(fā)酵過程的穩(wěn)定性以及發(fā)酵裝置的產(chǎn)氣性能，通過對系統(tǒng)各部分的溫度監(jiān)測可以得到本套裝置的升溫特性以及保溫特性。實驗結果表明本套裝置具有良好的升溫、保溫效果。 3．采用動態(tài)經(jīng)濟分析方法對整個系統(tǒng)的經(jīng)濟性做出分析。通過計算本系統(tǒng)的的財務凈現(xiàn)值NPV（i=10％）、內(nèi)部收益率IRR、益本比和投資回收期這四項指標，驗證本系統(tǒng)得經(jīng)濟可行性，分析結果表明四項評價指標均符合要求。本套裝置的推廣可以產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益，具有很好的發(fā)