【摘要】： 沼氣增溫技術(shù)是沼氣科學(xué)領(lǐng)域的一個研究熱點(diǎn),也是一個難點(diǎn)。沼氣科技工作者在利用生物質(zhì)、煤炭等熱源為沼氣池加熱增溫方面做了大量的工作,取得了明顯的增溫效果,但因這些方法都需使用不可再生能源,而且容易產(chǎn)生污染,將被逐漸淘汰。因此,研究者都把目光投向取之不盡、用之不竭的清潔能源—太陽能作為沼氣增溫?zé)嵩?太陽能增溫技術(shù)必將成為沼氣工程領(lǐng)域的一個研究重點(diǎn)。 農(nóng)村生態(tài)校園沼氣系統(tǒng)是沼氣技術(shù)應(yīng)用的新模式,由于起步晚,在實(shí)踐中有一些工程技術(shù)還存在缺陷,相關(guān)理論還不成熟。其中,工藝方案的設(shè)計和冬季增溫問題是該系統(tǒng)的兩大難點(diǎn)。針對這些問題,本文以農(nóng)村生態(tài)校園為研究對象,在優(yōu)化傳統(tǒng)沼氣系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)設(shè)計了太陽能雙效增溫裝置的設(shè)施和結(jié)構(gòu)參數(shù),并采用先進(jìn)的溫度測量儀在范家寨中學(xué)進(jìn)行為期3個月的太陽能增溫試驗(yàn),然后對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行熱力學(xué)分析,最后從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度對太陽能增溫技術(shù)進(jìn)行評價,為農(nóng)村生態(tài)校園的示范和推廣提供科學(xué)的理論和實(shí)踐依據(jù)。 本文主要研究工作和結(jié)論如下: (1)針對農(nóng)村中小學(xué)糞污特點(diǎn)和傳統(tǒng)沼氣系統(tǒng)存在的問題,設(shè)計出適合北方農(nóng)村中小學(xué)校的太陽能沼氣系統(tǒng)的工藝方案。其中,著重設(shè)計了太陽能雙效增溫裝置的增溫工藝、前處理工藝、沼液沖廁工藝,并從減少熱量損失的角度對沼氣池的主要尺寸進(jìn)行了設(shè)計。 (2)選擇范家寨中學(xué)生態(tài)校園示范點(diǎn)作為研究對象,對沼氣系統(tǒng)太陽能增溫裝置的增溫效果進(jìn)行了試驗(yàn)。在試驗(yàn)過程中,采用溫度自動記錄儀,測試了沼氣系統(tǒng)內(nèi)外10個點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù),繪制了相關(guān)溫度變化曲線,該曲線表明太陽能雙效增溫裝置能提高沼氣池的發(fā)酵溫度。 (3)利用傳熱學(xué)的基本理論,建立了沼氣系統(tǒng)的熱平衡方程,并通過理論計算,分析了沼氣系統(tǒng)太陽能增溫裝置的熱利用效率,結(jié)果表明該裝置的熱利用率為16.57%。 (4)利用經(jīng)濟(jì)學(xué)方法對太陽能雙效增溫系統(tǒng)評價分析,并與熱水鍋爐增溫系統(tǒng)比較,結(jié)果表明太陽能增溫系統(tǒng)具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
【圖文】：

能雙效增溫裝置對沼氣池加熱實(shí)驗(yàn)，探索該裝置和沼氣池內(nèi)料液溫度變能有效利用提供技術(shù)支撐。陽能雙效增溫原理陽能雙效增溫系統(tǒng)是一種利用太陽能的溫室加溫系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括沼氣光溫室集熱系統(tǒng)和酸化間集熱系統(tǒng)（由集熱室和酸化池組成）兩部分，構(gòu)、采用新型材料陽光板、增強(qiáng)蓄熱能力以提高沼氣發(fā)酵料液溫度。如晝，太陽輻射通過陽光板進(jìn)入日光溫室內(nèi)，經(jīng)地面輻射變?yōu)殚L波被中空棚內(nèi)，溫室內(nèi)的熱量不斷聚集。首先，溫室內(nèi)土壤的熱容量大、傳熱系定持久，，吸收的熱量通過傳導(dǎo)源源不斷地給罐壁加溫；另一方面，酸化經(jīng)太陽輻射吸收的太陽能通過對流傳導(dǎo)方式直接給酸化間內(nèi)的料液加溫系統(tǒng)后進(jìn)入發(fā)酵池內(nèi)，沼氣系統(tǒng)發(fā)酵液溫度得到提高。料與方法實(shí)驗(yàn)裝備

第三章 沼氣系統(tǒng)太陽能增溫試驗(yàn) 如圖 3-1 所示，本文的實(shí)驗(yàn)研究是在鳳翔縣范家寨中學(xué)進(jìn)行，該校沼氣系統(tǒng)消1003m ，為三級組合發(fā)酵工藝；溫室長 20 m ，寬 7 m ，高 3 m ，集熱室 53m ；3.2.2 測試時間及測試參數(shù)2006年11月～2007年1月。測定太陽能溫室及發(fā)酵池內(nèi)外不同位置的溫度場，對觀測日的天氣狀況、云量狀況進(jìn)行觀測。3.2.3 測試儀器測試儀器采用北京奧托精儀科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的 Auto-32 型溫度自動自探頭采用日本生產(chǎn)的 Toky-100 溫度傳感器，測量精度在±0.5℃，測量范圍在-40100℃之間。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：S216.4

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