农村生态校园沼气系统太阳能增温技术研究

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1、Y1132470分类号：墼!§!!；!旦!!：墼uDC：鲤§：三堕§密级：垒珏缀学校代码：10712研究生学号：SY20040666西北农林讲提大学2007届攻读硕士学位研究生学位(毕业)论文农村生态校园沼气系统太阳能增温技术研究学科专业壅些生堑叠缝墨篚洹王程研究方向生塑篚湮三程研究生蕉建住指导教师旦凌熬援完成时间2QQ!生量目中国陕西杨凌农村生态校园沼气系统太阳能增温技术研究摘要沼气增温技术是沼气科学领域的一个研究热点，也是一个难点。沼气科技工作者在利用生物质、煤炭等热源为沼气池加热增温方面做了大量的工作，取得了明显的增温效果，但因这些方法都需使用不可再生

2、能源，而且容易产生污染，将被逐渐淘汰。因此，研究者都把目光投向取之不尽、用之不竭的清洁能源一太阳能作为沼气增温热源，太阳能增温技术必将成为沼气工程领域的一个研究重点。农村生态校园沼气系统是沼气技术应用的新模式，由于起步晚，在实践中有一些工程技术还存在缺陷，相关理论还不成熟。其中，工艺方案的设计和冬季增温问题是该系统的两大难点。针对这些问题，本文以农村生态校园为研究对象，在优化传统沼气系统的基础上，重点设计了太阳能双效增温装置的设施和结构参数，并采用先进的温度测量仪在范家寨中学进行为期3个月的太阳能增温试验，然后对试验结果进行热力学分析，最后从经济学角度对太阳

3、能增温技术进行评价，为农村生态校园的示范和推广提供科学的理论和实践依据。本文主要研究工作和结论如下：(1)针对农村中小学粪污特点和传统沼气系统存在的问题，设计出适合北方农村中小学校的太阳能沼气系统的工艺方案。其中，着重设计了太阳能双效增温装置的增温工艺、前处理工艺、沼液冲厕工艺，并从减少热量损失的角度对沼气池的主要尺寸进行了设计。(2)选择范家寨中学生态校园示范点作为研究对象，对沼气系统太阳能增温装置的增温效果进行了试验。在试验过程中，采用温度自动记录仪，测试了沼气系统内外lO个点的温度数据，绘制了相关温度变化曲线，该曲线表明太阳能双效增温装置能提高沼气池的

4、发酵温度。(3)利用传热学的基本理论，建立了沼气系统的热平衡方程，并通过理论计算，分析了沼气系统太阳能增温装置的热利用效率，结果表明该装置的热利用率为16．57％。(4)利用经济学方法对太阳能双效增温系统评价分析，并与热水锅炉增温系统比较，结果表明太阳能增温系统具有良好的经济效益和环境效益。关键词：农村学校，沼气系统，双效太阳能，增温技术SoLARENERGYHEATINGTECHNoLOGYRESEARCHoNRURALECo．CAMPUSBIoGASSYSTEMABSTRACTThetechnologywhichprovidesheatforbiogas

5、systemisahotspotinthemarshgasscience，alsoadifficulty．Theresearchersdevotingtostudyonbiogashavebeendonemassiveworkinheatingupforanaerobicfermentationcontainerbyusingbiologicalsourceandcoaletc．Alotsoftechniquesofheatinguphavebeenobtainedduringtheseyears．Butallthesemethodsmustusetheno

6、n—renewableenergy,moreovereasyingtoproducethepollutionjwhichwillbeeliminatedgraduallyinfuture．Therefore，theresearchersallgototheinexhaustiblecleanenergy—solarenergywhichwastreatedasheatingsourcetoincreasetemperatureofbiogasdigester．Solarenergytechnologywillcertainlybecomeakeyinbiog

7、asengineeringdomain．Theruraleco-campusbiogassystemisanewpaRemaboutthebiogastechnologywhichisappliedintheruralelementaryandmiddleschools．ButthepaRemisappliedlater,manyshortingandtheoryexistinsomecases．Thetechnologicaldesignandtemperatureofbiogasdigesterinwinterisdifficultyinthissyst

8、em．Aimingatthesequestions，