Recuperação de calor para a utilização de calor residual de esterco de gado e aves
1, Características dos recursos térmicos residuais da criação de esterco de gado e aves
Durante a coleta, armazenamento, fermentação anaeróbica, compostagem aeróbica e subsequentes processos de secagem de esterco de gado e aves, energia térmica de baixo-grau é liberada continuamente, incluindo principalmente:
Calor residual da fermentação anaeróbica: Durante a fermentação em temperatura média (30-40 graus) e fermentação em alta temperatura (50-60 graus), o metabolismo microbiano produz calor estável, e a pasta e o lodo de biogás carregam uma grande quantidade de calor residual reciclável;
Calor residual da secagem fecal: o gás de exaustão de alta-temperatura e alta umidade gerado durante o processo de desidratação e secagem fecal, normalmente a uma temperatura de 40-70 graus, contém uma grande quantidade de calor latente e sensível;
Autoaquecimento biodegradável: durante os estágios de compostagem e maturação natural das fezes, os microrganismos liberam calor por meio da decomposição aeróbica, que pode formar uma fonte de calor estável-de baixa temperatura.
Este tipo de calor residual possui características de baixa temperatura, grande vazão, estabilidade contínua e disponibilidade próxima, tornando-o muito adequado para utilização em cascata através de equipamentos de recuperação de calor.
2, O caminho principal da tecnologia de recuperação de calor na utilização de calor residual fecal
(1) Recuperação de calor residual e controle constante de temperatura em sistema de fermentação anaeróbica
Fazendas de criação em grande escala geralmente constroem projetos de biogás para tratar estrume por meio de fermentação anaeróbica e produzir biogás. A tecnologia de recuperação de calor pode alcançar controle preciso da temperatura de fermentação e reciclagem do calor residual
Extrair o calor residual da pasta de biogás através de trocadores de calor de manga, placa ou canal largo, aumentando a temperatura através de uma bomba de calor e devolvendo-o ao tanque de fermentação para manter a temperatura constante de fermentação e melhorar a eficiência da produção de gás;
O calor residual pode ser utilizado diretamente para aquecimento no inverno e aquecimento de água potável em edifícios residenciais, reduzindo o consumo de carvão, gás ou eletricidade;
O sistema de recuperação de calor residual pode reduzir a temperatura dos gases de exaustão da fermentação, obter recuperação de água condensada, reduzir a difusão de odores e a carga de tratamento.
(2) Utilização em circuito fechado de calor residual no processo de secagem fecal
O alto teor de umidade das fezes é um ponto difícil de lidar, e a secagem tradicional apresenta alto consumo de energia. Adotando um processo combinado de secagem por bomba de calor e recuperação de calor residual:
Seque as fezes passo a passo com ar quente-de baixa temperatura e recupere o calor dos gases de exaustão por meio de um dispositivo de recuperação de calor residual;
Recuperar calor para pré-aquecer o ar de admissão e o esterco úmido, conseguindo a circulação interna de energia e reduzindo o consumo abrangente de energia do sistema de secagem em mais de 40%;
A recuperação de calor residual completa simultaneamente a desumidificação dos gases de escape e a redução de poeira, reduzindo a carga no equipamento de desodorização subsequente.
(3) Utilização abrangente da cascata de calor residual em áreas de aquicultura
Combine o calor residual das fezes com a demanda de energia do local, formando um sistema-de circuito fechado de coleta, aprimoramento, distribuição e utilização de calor residual:
Fontes de calor de baixo nível: fezes, lama de biogás, gases de exaustão de fermentação e exaustão de estufa;
Equipamento de atualização: bomba de calor de fonte de ar/água, unidade de recuperação de calor residual;
Utilização terminal: aquecimento de recintos, isolamento para aves/gado jovem, água quente para escritório e vida quotidiana, pré-aquecimento de estrume;
Excesso de energia: pode ser armazenado em um tanque de água isolado correspondente para atingir o pico de barbear durante o dia, a noite e a estação.
3, benefícios abrangentes da aplicação de tecnologia de recuperação de calor
1. Eficiência energética
Reduzir significativamente os custos de energia para aquecimento, água quente e secagem em fazendas de aquicultura, com uma taxa de substituição de calor residual de até 30% a 70%, reduzindo o consumo de energia fóssil e alcançando uma operação com baixo-carbono.
2. Benefícios ambientais
Reduzir a descarga direta de calor durante o processo de tratamento fecal, diminuir a volatilização de odores e a criação de mosquitos e moscas; Estabilize o ambiente de fermentação anaeróbica, aumente a produção de biogás e reduza as emissões desorganizadas de metano.
3. Benefícios económicos
Encurtar o ciclo de tratamento de esgoto e melhorar a produção de fertilizantes orgânicos e produtos de biogás; Reduza o consumo de energia e os custos operacionais, com a maioria dos projetos tendo um período de retorno de 2 a 4 anos.
4. Eficiência de produção
A fermentação em temperatura constante aumenta a estabilidade da produção de gás, o aquecimento do calor residual melhora o conforto do ambiente de crescimento de gado e aves, reduz os riscos de doenças e melhora a eficiência da reprodução.
4, Direções principais e de desenvolvimento para promoção de aplicativos
(1) Pontos-chave de otimização técnica
Promover equipamentos de troca de calor antientupimento,{0}}resistentes à corrosão e fáceis de limpar para lidar com as características de sólidos altamente suspensos, corrosão fácil e bloqueio nas fezes;
Desenvolva controle inteligente, ajuste automaticamente a distribuição de calor residual com base na temperatura de fermentação, temperatura ambiental e carga de energia;
Promover a miniaturização e equipamentos modulares para adaptação a fazendas-de pequeno e médio porte.
(2) Apoio a políticas e modelos
Combinando políticas de aquicultura ecológica, utilização de energia renovável rural e utilização de recursos de estrume, aumentar os subsídios técnicos e o apoio à demonstração;
Promover o modelo integrado de "produção+biogás+calor residual+fertilizante orgânico" para alcançar uma situação vantajosa-em energia, proteção ambiental e economia.
O esterco de gado e aves não é apenas um resíduo, mas também um reservatório de recursos de calor residual-de baixo custo e sustentável. A tecnologia de recuperação de calor conectou a cadeia circular de "produção aquícola de recuperação energética de tratamento de estrume", transformando o tradicional "controle passivo da poluição" em "geração ativa de calor, conservação de energia e redução de carbono", que tem um significado prático importante para promover a transformação verde da aquicultura e alcançar o objetivo do "carbono duplo".
No futuro, com o avanço contínuo de tecnologias como troca de calor eficiente, bombas de calor e controle inteligente, a aplicação da recuperação de calor na utilização do calor residual do gado e do esterco de aves se tornará mais popular, eficiente e econômica, tornando-se um suporte de energia verde indispensável para a criação ecológica moderna.