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沼气反应器中自动加热恒温系统工作部件的参数选择点击：1757 日期：[ 2014-04-26 22:21:29 ] |
| 沼气反应器中自动加热恒温系统工作部件的参数选择 1.于海明 2.周 岭 2 丁 羽1. 庄卫东 1 杨忠国 (1.黑龙江八一农垦大学工程学院,黑龙江大庆 163319;2.塔里木大学工学院,新疆阿拉尔 843300) 摘要:自动加热恒温系统是沼气反应装置的主要工作部件,该系统设计的好坏,将决定料液是否能够高效稳定的产生沼气。而系统设计的好坏取决于工作原理是否正确、结构是否合理、主要工作部件的参数选择是否正确。为此,本文详细论述了自动加热恒温系统的结构、工作原理,合理确定了主要工作部件的参数,为本系统的加工、制造提供了理论依据。 关键词:沼气反应器;自动加热;工作部件;恒温;参数选择 中图分类号:TK414 2;S216.4 文献标识码:A 文章编号:1000-1166(2007)01-0035-03 用太阳能。因此在综合考虑温度条件和气候条件后,设计了以太阳能作为热源的自动加热恒温系统,以保证反应装置高效生成沼气的需要。 2 自动加热恒温系统的组成及工作原理高效生物膜厌氧反应器自动加热恒温系统(图2)主要由太阳能热水器、换热器、自动控制系统、水泵和其他辅助部件组成,其工作原理如图3所示。工作时,先通过自动控制系统中的温度智能控制变送仪设定加热温度,冬季设定为35℃,夏季设定为53℃,然后将太阳能热水器中加满水,利用太阳能将水加热到最高温度,此时打开水泵,使热水在换热器及其附属结构中循环流动,加热料液,当料液温度达到所设定的温度时,由自动控制系统断开电源,水泵停止工作,系统停止加热;当反应器由于向外放热和其他因素的影响,而使料液温度降低时,自动控制系统启动水泵,继续向料液加热,直至达到所要求的温度,这样使料液始终保持在恒定的温度,满足沼气高效生成的需要。 3 主要工作部件的参数选择 3.1 换热器的设计参数选择 换热器的设计参数主要包括换热面积和所选用的换热管的长度。换热管材料选用外径22mm、内径20mm、壁厚1mm的耐腐蚀不锈钢管。换热面积和换热管长度的计算见公式1和公式2。 3.2 太阳能热水器容积的选择计算 太阳能热水器是为生物膜反应器加热的热源,其容积计算的是否准确,直接关系到能否为料液发酵所需要的温度提供充足的热量,从而影响产气率。其容积的计算公式为: 3.3 水泵的参数选择 水泵是自动加热恒温系统的动力部分,其选择依据主要是根据换热系统中水的流量、整体结构、水泵的性能指标和经济性等因素综合考虑的。本设计要求换热系统中水的流量是0.22L·s-1,水泵是具有自吸功能的微型泵,据此笔者选择了小流量高扬程20BZWX0.8 20D型自吸旋涡泵作为本系统的动力,其性能参数见表1。 3.4 自动控制部分的参数选择 自动控制部分是本系统中自动调节反应装置温度的部分,主要由温度传感器和温度智能控制变送仪组成。工作时由温度传感器将温度信号传送给变送仪,变送仪根据所设定的温度,决定是否开关水泵,从而达到控制反应装置内部发酵温度的目的。温度智能变送仪的主要要技术指标见表2。 4 结论 ⑴在设计过程中,有些参数的选择与测定可能与实际值之间存在一定误差,在今后的试验中将逐步验证、修改,直至满足实际需要。 ⑵虽然本设计是针对新疆设计的,但对我国其他日照时间长、干旱少雨、利用沼气作为能源的广大地区的小型沼气反应装置也完全适用,具有推广价值。 ⑶新疆地区特别是南疆地区夏季干旱少雨,气候炎热,为料液高温发酵创造了条件,虽然本系统的参数选择主要是根据新疆冬季的环境条件计算得到的,但对夏季料液发酵也完全适用,无需再另外设计。 参考文献: [1] 张全国.沼气技术及其应用[M].北京:化学工业出版社,2005.69-73. [2] 周梦津,张榕林,蔺金印.沼气实用技术[M].北京:化学工业出版社,2005.34-39. [3] 程尚模,黄素逸.传热学[M].北京:高等教育出版社,1992. |
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