能源和環(huán)境日益嚴峻的當(dāng)下,高效低成本利用農(nóng)村地區(qū)豐富的生物質(zhì)能和太陽能對改變農(nóng)村用能結(jié)構(gòu)、改善農(nóng)村居住環(huán)境、促進農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展有著重要的意義。沼氣熱電氣聯(lián)供可給用戶提供燃氣、電和采暖用熱,且發(fā)電余熱可回收利用,是一種綠色生態(tài)能源梯級利用模式,提高了能源利用率和經(jīng)濟效益。牛糞是農(nóng)村常見的固體廢棄物之一,含有較多的有機質(zhì),課題以牛糞為原料進行沼氣發(fā)酵實驗研究,對典型發(fā)酵溫度(室溫、35℃和55℃)、接種物濃度(10%、30%和50%)的日產(chǎn)氣量、累積產(chǎn)氣量、料液pH變化和沼氣中甲烷含量的研究發(fā)現(xiàn),55℃的實驗組酸化周期短,累積產(chǎn)氣量多,但沼氣品質(zhì)略差,甲烷含量僅為52.52%低于35℃實驗組的57.82%。接種物濃度為50%的實驗組更易進入產(chǎn)甲烷階段,其前期日產(chǎn)氣量多,但最終沼氣累積產(chǎn)量少,甲烷含量52.63%較30%實驗組低,比較而言30%接種物濃度更適宜牛糞發(fā)酵。在吸收總結(jié)太陽能沼氣池系統(tǒng)和沼氣利用系統(tǒng)已有研究的基礎(chǔ)上,設(shè)計了太陽能與沼氣鍋爐輔助沼氣生產(chǎn)和熱、電、氣聯(lián)供系統(tǒng),基于能量和質(zhì)守恒原則,采用集總參數(shù)法建立系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學(xué)模型,以Matlab/Simulink為仿真平臺建立系統(tǒng)的模...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
    0.1 研究背景及意義
    0.2 沼氣發(fā)酵概況
    0.3 太陽能沼氣池系統(tǒng)的研究
        0.3.1 直接加熱式太陽能沼氣池系統(tǒng)
        0.3.2 間接加熱式太陽能沼氣池系統(tǒng)
        0.3.3 外加熱源式太陽能沼氣池系統(tǒng)
    0.4 沼氣在熱、電聯(lián)產(chǎn)方面的研究
    0.5 本課題的研究內(nèi)容
    0.6 本章小結(jié)
第1章 牛糞發(fā)酵的實驗研究
    1.1 發(fā)酵原料的理化性質(zhì)
    1.2 實驗裝置簡介
    1.3 理化參數(shù)的測定方法
        1.3.1 含水率的測定
        1.3.2 總固體的測定（TS）
        1.3.3 揮發(fā)性固體的測定（VS）
        1.3.4 發(fā)酵原料中C/N元素的測定
        1.3.5 料液pH值的測定
        1.3.6 氣體成分的測定
    1.4 實驗結(jié)果研究分析
        1.4.1 溫度對牛糞厭氧發(fā)酵的影響研究
        1.4.2 接種物量對牛糞厭氧發(fā)酵的影響研究
    1.5 實驗誤差分析
    1.6 本章小結(jié)
第2章 太陽能輔助沼氣生產(chǎn)和綜合利用系統(tǒng)及其動態(tài)數(shù)學(xué)模型的建立
    2.1 太陽能輔助沼氣生產(chǎn)和綜合利用系統(tǒng)設(shè)計
    2.2 太陽能輔助沼氣生產(chǎn)和綜合利用系統(tǒng)運行方式
    2.3 太陽能輔助沼氣生產(chǎn)和綜合利用系統(tǒng)動態(tài)數(shù)學(xué)模型
        2.3.1 基本假設(shè)
        2.3.2 集熱系統(tǒng)和供熱系統(tǒng)
        2.3.3 發(fā)酵系統(tǒng)
        2.3.4 沼氣輸送及供氣系統(tǒng)
        2.3.5 發(fā)電儲電系統(tǒng)
    2.4 系統(tǒng)仿真模型的建立
        2.4.1 Matlab/Simulink簡介
        2.4.2 仿真模型的建立
    2.5 本章小結(jié)
第3章 太陽能輔助沼氣生產(chǎn)和綜合利用系統(tǒng)性能分析
    3.1 仿真工況概述
    3.2 太陽能輻照度
    3.3 仿真結(jié)果與分析
        3.3.1 設(shè)計工況下HRT對沼氣產(chǎn)率的影響分析
        3.3.2 設(shè)計工況下硬質(zhì)聚氨酯保溫層厚度對發(fā)酵溫度的影響分析
        3.3.3 1月份太陽能輔助沼氣生產(chǎn)和綜合利用系統(tǒng)運行特性
        3.3.4 供暖季、夏季和非供暖春秋季工況性能分析
        3.3.5 環(huán)境溫度對系統(tǒng)的影響
        3.3.6 連續(xù)陰天對系統(tǒng)的影響
        3.3.7 集熱面積對系統(tǒng)的影響
        3.3.8 非連續(xù)進料對系統(tǒng)的影響
    3.4 太陽能輔助沼氣生產(chǎn)和綜合利用系統(tǒng)效益評價
        3.4.1 技術(shù)效益
        3.4.2 經(jīng)濟效益
        3.4.3 環(huán)境效益
    3.5 本章小結(jié)
第4章 結(jié)論和展望
    結(jié)論
    課題創(chuàng)新點
    展望
參考文獻
攻讀學(xué)位期間的研究成果
附錄
致謝



本文編號：3892799