本技术对农林有机固体废物好氧发酵堆肥过程中的潜热与显热均予以回收,大大提高了热回收效率。并开发了适于典型应用场所(温室大棚、禽畜棚舍及农村住宅)的肥热联产热回收装置。
一、项目分类
显著效益成果转化
二、成果简介
有机固废(如秸秆、动物粪便等)好氧发酵堆肥(Composting)是在微生物作用下使有机物矿质化、腐殖化和无害化而变成腐熟肥料的过程。其过程中产生的生物热约为燃烧时热值的1/2~2/3(约相当于0.25-0.35倍同质量标煤),堆内最高温度可达70°C以上。用好氧发酵生物热为建筑、温室大棚及禽畜棚舍等冬季供暖,可视为(近)零碳排放。“肥热联产”是消纳秸秆及动物粪污的一种颇具发展前景的新思路。
本项目对典型的有机固废-秸秆开展了“肥热联产”研究,成果先进性体现在以下几个方面:
1)本技术对农林有机固体废物好氧发酵堆肥过程中的潜热与显热均予以回收,大大提高了热回收效率。并开发了适于典型应用场所(温室大棚、禽畜棚舍及农村住宅)的肥热联产热回收装置。
2)本技术实现了静态堆肥,方法简单易行、经济高效。解决了传统堆肥中需要人工或机械“翻堆”的问题,大大提高了生产效率。
3)适于典型应用场所的“肥热联产”供暖系统设计方法。秸秆肥热联产的发酵周期、产热率、热回收率、供暖热媒温度等参数都有其独特的规律性。相应供暖系统设计方法异于常规。
4)结合物联网技术与人工智能的秸秆肥热联产供暖系统智慧化调控方法,实现热能生产、供给与需求以及肥料生产所需理化条件的动态最优匹配。
5)技术应用范围广泛、应用形式灵活。可分散式利用,如田间地头、温室大鹏、禽畜圈舍、孤立场站、冰雪旅游景区等;也可集中式利用(大型发酵工厂),为供热厂、工业企业补充廉价热量。
应用范围或场景:
1)设施农业,如温室大棚、禽畜圈舍、储粮设施等;
2)无集中热网区域的建筑,如农村住宅、冰雪旅游区建筑等;
3)孤立场站,如高速公路服务区、台站、哨卡等;
4)城镇集中供热厂补充热源;
5)工业用热补充热源。
北方城镇集中供暖建筑、农村住宅、温室大棚及禽畜圈舍热源基本以燃煤为主,仅以此四项为例即可看出技术的市场前景、生态效益等。1)2018年,北方城镇集中供暖,总能耗为 2.12 亿 tce,碳排放5.46 亿吨;2)北方地区农村建筑冬季供暖能耗约为3.4亿tce/年; 3)全国温室大棚冬季供暖能耗约为16.8亿 tce/年; 4)禽畜圈舍冬季供暖能耗约为0.27亿tce/年。
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