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沼氣熱能回收利用高端產品制造商

有機廢水資源化整合沼氣熱能利用系統工程

主要產品和技術

污水加熱專用套管換熱器

污水加熱專用套管換熱器

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

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，調研發現與養殖場配套的沼氣工程往往采用常溫發酵，導致產氣率低，冬天甚至停止產氣。值得關注的是常溫環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疑增加了非洲豬瘟傳播的風險。采用中高發酵發酵，不僅可提高產氣率，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管加熱的形式。但是盤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料溫度與時間相關的非穩態預熱工藝，以便能讓發酵罐始終“喝熱水”、進熱料，從而獲得穩定的發酵溫度，實現沼氣工程全年高效運行。根據我國農業行業標準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表1，其中料液進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境溫度、土壤溫度的變化情況來確定的。



預熱工藝

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



其中沼液換熱系統包括鍋爐，熱水儲水箱，扭曲管換熱器，熱交換循環泵，料液循環泵。鍋爐通過沼氣燃燒對冷水進行加熱，加熱至70℃，然后熱水通過熱水泵入換熱器，料液通過物料泵進入沼液換熱器與熱水進行熱交換。

由于沼氣工程往往是間歇性進料，因此本文設計的加熱方式為非穩態換熱模式，通過物料泵將沼液在換熱器中循環加熱，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

發酵罐規模（m3）

50，300，600，1000

日進料量（t/d）

2，12，24，40

停留時間（d）

25

發酵溫度（oC）

35
進料溫度范圍（oC） 0-25oC

容積產氣率（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
管子長度L（m） 2

管側最佳質量流量Qs（m3/h）

15
殼側最佳質量流量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 沼液換熱器中實驗裝置圖

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