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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 太陽能沼氣釜的設(shè)計(jì)與研制
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 目前中國的沼氣的發(fā)酵技術(shù)和裝備僅停留在戶用規(guī)模，存在產(chǎn)氣率低、使用率低、原料分解率低、沼氣使用綜合效益差、難以在農(nóng)村廣泛推廣等難題。針對沼氣制備因環(huán)境改變而體現(xiàn)的季節(jié)性、間歇式、低效率的生產(chǎn)現(xiàn)狀，本設(shè)計(jì)以影響沼氣在發(fā)酵過程中的溫度、壓力、PH值等工藝參數(shù)為主要研究對象，設(shè)計(jì)了能夠保障沼氣在各反應(yīng)階段所需最佳發(fā)酵環(huán)境的自動控制式發(fā)酵裝置。該設(shè)備具有連續(xù)、穩(wěn)定、高效、環(huán)保的生產(chǎn)特點(diǎn)。
- 詳細(xì)介紹：
- 目前中國的沼氣的發(fā)酵技術(shù)和裝備僅停留在戶用規(guī)模，未見規(guī)?；託夤こ痰纳a(chǎn)性運(yùn)行，且存在受季節(jié)溫度變化影響非常大，存在產(chǎn)氣率低、使用率低、原料分解率低、沼氣使用綜合效益差、難以在農(nóng)村廣泛推廣等難題。針對沼氣制備因環(huán)境改變而體現(xiàn)的季節(jié)性、間歇式、低效率的生產(chǎn)現(xiàn)狀，本設(shè)計(jì)以影響沼氣在發(fā)酵過程中的溫度、壓力、PH值等工藝參數(shù)為主要研究對象，設(shè)計(jì)了能夠保障沼氣在各反應(yīng)階段所需最佳發(fā)酵環(huán)境的自動控制式發(fā)酵裝置。該設(shè)備具有連續(xù)、穩(wěn)定、高效、環(huán)保的生產(chǎn)特點(diǎn)。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 創(chuàng)新點(diǎn)： 1、 解決了北方地區(qū)冬季低溫不產(chǎn)氣，夏季高溫難產(chǎn)氣的現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)了沼氣可以四季使用的目的。 2、 有效地利用了農(nóng)村廢棄秸稈、糞便等有機(jī)物質(zhì)能源，改善農(nóng)村環(huán)境的同時(shí)，節(jié)約了生產(chǎn)成本。 3、 以太陽能為主要熱源的恒溫水浴加熱裝置，具有綠色、環(huán)保、低碳的等特點(diǎn)。 4、 本反應(yīng)釜可以替代現(xiàn)有農(nóng)村的地坑式沼氣池，進(jìn)行沼氣的連續(xù)生產(chǎn)。 具有產(chǎn)氣量高、反應(yīng)速率快、自動化程度高等特點(diǎn)，適合沼氣的工業(yè)化生產(chǎn)。 5、 設(shè)計(jì)的恒溫恒壓控制系統(tǒng)、間歇式恒PH調(diào)控系統(tǒng)，具有簡捷、方便、有效的特點(diǎn)。 技術(shù)關(guān)鍵： 為了實(shí)現(xiàn)沼氣的連續(xù)、穩(wěn)定、高效生產(chǎn)，采用了以下技術(shù)實(shí)現(xiàn)恒溫、恒壓、恒PH值等制氣的要求： 1、沼氣發(fā)酵工藝的設(shè)計(jì)與優(yōu)化，其關(guān)鍵是如何把自然界可再生資源所含的纖維素最大程度的轉(zhuǎn)化為糖類； 2、水循環(huán)恒溫恒壓裝置（太陽能沼氣釜）的設(shè)備和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)； 3、探索北方（寧夏）地區(qū)四季溫度與發(fā)酵工藝、太陽能沼氣釜相互之間的影響規(guī)律。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 基于發(fā)酵制備沼氣的反應(yīng)機(jī)理，設(shè)計(jì)并提出科學(xué)合理高效的沼氣生產(chǎn)新工藝。然后根據(jù)工藝的需求對富集纖維素、氮、碳的原料進(jìn)行物性分析，篩選出幾種最佳的基料，對篩選出的原料做合理化的預(yù)處理，并將這幾種原料進(jìn)行科學(xué)的配比。在反應(yīng)罐中按預(yù)先制定的配比混合基料，加熱去氧，接種，密封，恒溫恒壓發(fā)酵，對反應(yīng)產(chǎn)物沼氣進(jìn)行收集、檢測、分析，并使反應(yīng)廢物沼液綜合再利用。 因此該設(shè)備具有環(huán)保、節(jié)能、低投入高產(chǎn)出的特點(diǎn)。采用自動控制系統(tǒng)，保證了沼氣發(fā)酵所需要的適宜環(huán)境，保障了其運(yùn)行的安全可靠，實(shí)現(xiàn)了“無人化”的工作模式。與傳統(tǒng)坑式發(fā)酵制備沼氣相比，該設(shè)備更貼近現(xiàn)實(shí)生活，解決了廣大農(nóng)村沼氣用戶冬季產(chǎn)氣難的問題，易于日常管理與維護(hù)，實(shí)現(xiàn)了沼氣連續(xù)、穩(wěn)定、高效生產(chǎn)，為今后沼氣工業(yè)化生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 獲得校級評審的肯定，榮幸參加挑戰(zhàn)杯比賽。
作品所處階段
- 完善。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 在談。
作品可展示的形式
- 實(shí)物現(xiàn)場演示。
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 我國從20世紀(jì)初研究推廣沼氣技術(shù)，經(jīng)過波浪式前進(jìn)的發(fā)展歷程，至今已逐步走上穩(wěn)步發(fā)展的階段。沼氣技術(shù)應(yīng)用推廣和實(shí)現(xiàn)農(nóng)民小康、農(nóng)村現(xiàn)代化的目標(biāo)是密切相關(guān)的，它合理地利用農(nóng)業(yè)自然資料，解決燃料，增加優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥，改善生態(tài)條件，凈化環(huán)境，即實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和環(huán)境三者緊密結(jié)構(gòu)的綜合效益。 太陽能沼氣釜具有連續(xù)、穩(wěn)定、高效、環(huán)保的特點(diǎn)同時(shí)兼有產(chǎn)氣量高、反應(yīng)速率快、自動化程度高的優(yōu)點(diǎn)。有效地利用了農(nóng)村廢棄秸稈、糞便等有機(jī)物質(zhì)能源，改善農(nóng)村環(huán)境的同時(shí)，節(jié)約了生產(chǎn)成本，解決了北方地區(qū)冬季低溫不產(chǎn)氣，夏季高溫難產(chǎn)氣的現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)了沼氣可以四季使用的目的。同時(shí)其節(jié)能、環(huán)保的工作模式迎合了現(xiàn)今提倡低碳的設(shè)計(jì)理念，與傳統(tǒng)坑式發(fā)酵制備沼氣相比，該設(shè)備更貼近現(xiàn)實(shí)生活，易于日常管理與維護(hù)，實(shí)現(xiàn)了沼氣連續(xù)、穩(wěn)定、高效生產(chǎn)。 農(nóng)村戶用沼氣建設(shè)是一種集環(huán)保和能源生產(chǎn)于一體的能源綜合利用新技術(shù)，符合國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整要求，能夠創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益，所以在廣大農(nóng)村市場有比較廣闊的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前景。
同類課題研究水平概述
- 國外的規(guī)?；託飧煞òl(fā)酵系統(tǒng)主要有車庫型、氣袋型、滲出液存儲桶型、干濕聯(lián)合型和儲罐型等，其中車庫型干法沼氣工程比較成熟。車庫型干法沼氣工程采用混凝土車庫型反應(yīng)器結(jié)構(gòu)，高精度的液壓驅(qū)動密封門和高靈敏度的自動監(jiān)控裝置保證其安全運(yùn)行，供熱裝置使厭氧發(fā)酵物料溫度保持在38℃左右。該工程還配置有與厭氧發(fā)酵室面積相當(dāng)?shù)暮醚醢l(fā)酵預(yù)處理車間和好氧發(fā)酵后處理車間。車庫型干法沼氣工程在解決大規(guī)?？焖龠M(jìn)出料與反應(yīng)器厭氧密封狀態(tài)之間的矛盾、工藝條件的工程調(diào)控等方面帶來了新的思路，但仍然存在設(shè)施裝備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、投資偏高，操作復(fù)雜（剛性的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)決定了在厭氧產(chǎn)氣期結(jié)束時(shí)，必須用二氧化碳置換反應(yīng)器中的沼氣）等問題。 我們在寧夏農(nóng)村調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)許多沼氣工程在使用一段時(shí)間后就被閑置了，究其原因，主要有兩方面： 一方面，由于寧夏地區(qū)四季溫度和晝夜溫度變化大，導(dǎo)致現(xiàn)有沼氣發(fā)酵技術(shù)和設(shè)備在一年中僅僅能使用半年左右的時(shí)間，這大大限制了沼氣在寧夏農(nóng)村地區(qū)的推廣應(yīng)用。 另一方面，農(nóng)民在沼氣系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中要付出填料，掏渣等一系列工作，但是沼氣除了做飯照明外并不能產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟(jì)效益，還要付出維修費(fèi)用。農(nóng)民在使用保養(yǎng)上存在經(jīng)濟(jì)剪刀差，從而導(dǎo)致農(nóng)戶使用沼氣缺乏動力，大量政府補(bǔ)貼的沼氣工程被閑置。農(nóng)民寧可將秸稈就地?zé)粢膊辉溉ブ迫≌託?，這一系列問題的關(guān)鍵就是沼氣不能為農(nóng)民帶來直接的經(jīng)濟(jì)效益，農(nóng)民沒有生產(chǎn)積極性。如何讓農(nóng)民生產(chǎn)的沼氣產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益就成為解決這一系列問題的關(guān)鍵。 針對目前沼氣制備的季節(jié)性、間歇式、低效率等生產(chǎn)弊端，特別是冬季受溫度的影響，沼氣的利用幾乎處于“休眠”狀態(tài)，提出了新的沼氣生產(chǎn)工藝方法，并研制配套的發(fā)酵設(shè)備，使其具有穩(wěn)定、連續(xù)、高效、環(huán)保、節(jié)能的生產(chǎn)的特點(diǎn)。該研究項(xiàng)目有效地利用了農(nóng)村廢棄秸稈、糞便等有機(jī)物質(zhì)能源，改善農(nóng)村環(huán)境的同時(shí)，節(jié)約了生產(chǎn)成本。以太陽能為主要熱源的恒溫水浴加熱裝置，具有綠色、環(huán)保、低碳的等特點(diǎn)。
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