Thu hồi nhiệt để tận dụng nhiệt thải từ phân gia súc, gia cầm

1, Đặc điểm của nguồn nhiệt thải từ chăn nuôi phân gia súc, gia cầm
Trong quá trình thu gom, bảo quản, lên men kỵ khí, ủ phân hiếu khí và các quá trình sấy khô phân gia súc, gia cầm sau đó, năng lượng nhiệt cấp thấp-được giải phóng liên tục, chủ yếu bao gồm:
Nhiệt thải lên men kỵ khí: Trong quá trình lên men ở nhiệt độ trung bình (30-40 độ) và lên men ở nhiệt độ cao (50-60 độ), quá trình trao đổi chất của vi sinh vật tạo ra nhiệt ổn định, bùn và bùn khí sinh học mang một lượng lớn nhiệt thải có thể tái chế;
Nhiệt thải từ quá trình sấy phân: Khí thải có nhiệt độ-và độ ẩm cao được tạo ra trong quá trình khử nước và làm khô phân, thường ở nhiệt độ 40-70 độ, chứa một lượng lớn nhiệt ẩn và nhiệt hiện;
Tự làm nóng có thể phân hủy sinh học: Trong giai đoạn ủ phân và trưởng thành tự nhiên của phân, vi sinh vật giải phóng nhiệt thông qua quá trình phân hủy hiếu khí, có thể tạo thành nguồn nhiệt ở nhiệt độ thấp ổn định.
Loại nhiệt thải này có đặc điểm là nhiệt độ thấp, tốc độ dòng chảy lớn, ổn định liên tục và có sẵn ở gần nên rất phù hợp để sử dụng theo tầng thông qua thiết bị thu hồi nhiệt.

2, Con đường cốt lõi của công nghệ thu hồi nhiệt trong việc tận dụng nhiệt thải từ phân
(1) Thu hồi nhiệt thải và kiểm soát nhiệt độ không đổi trong hệ thống lên men kỵ khí
Các trang trại chăn nuôi quy mô lớn thường xây dựng các công trình khí sinh học để xử lý phân thông qua quá trình lên men kỵ khí và sản xuất khí sinh học. Công nghệ thu hồi nhiệt có thể đạt được sự kiểm soát chính xác nhiệt độ lên men và tái chế nhiệt thải
Trích nhiệt thải từ bùn khí sinh học thông qua bộ trao đổi nhiệt dạng ống, tấm hoặc kênh rộng, tăng nhiệt độ qua bơm nhiệt và đưa trở lại bể lên men để duy trì quá trình lên men ở nhiệt độ không đổi và nâng cao hiệu quả sản xuất khí;
Nhiệt thải có thể được sử dụng trực tiếp để sưởi ấm mùa đông và sưởi ấm nước uống trong các tòa nhà dân cư, giảm mức tiêu thụ than, khí đốt hoặc điện;
Hệ thống thu hồi nhiệt thải có thể làm giảm nhiệt độ của khí thải lên men, thu hồi nước ngưng tụ, giảm tải khuếch tán mùi và xử lý.
(2) Tận dụng nhiệt thải khép kín trong quá trình sấy phân
Độ ẩm cao của phân là một điểm khó giải quyết và việc sấy khô truyền thống có mức tiêu thụ năng lượng cao. Áp dụng quy trình kết hợp sấy bơm nhiệt và thu hồi nhiệt thải:
Làm khô phân từng bước bằng không khí nóng ở nhiệt độ-thấp và thu hồi nhiệt từ khí thải thông qua thiết bị thu hồi nhiệt thải;
Thu hồi nhiệt để làm nóng trước không khí nạp và phân ướt, đạt được sự tuần hoàn năng lượng bên trong và giảm hơn 40% mức tiêu thụ năng lượng toàn diện của hệ thống sấy;
Thu hồi nhiệt thải đồng thời hoàn thành quá trình hút ẩm khí thải và giảm bụi, giảm tải cho thiết bị khử mùi tiếp theo.
(3) Tận dụng toàn diện chuỗi nhiệt thải trong khu vực nuôi trồng thủy sản
Kết hợp nhiệt thải của phân với nhu cầu năng lượng của địa điểm, tạo thành một hệ thống-vòng khép kín thu gom, tăng cường, phân phối và sử dụng nhiệt thải:
Các nguồn nhiệt ở mức độ thấp: phân, bùn khí sinh học, khí thải lên men và khí thải nhà kính;
Nâng cấp thiết bị: bơm nhiệt nguồn không khí/nước, bộ phận thu hồi nhiệt thải;
Sử dụng thiết bị đầu cuối: sưởi ấm chuồng trại, cách nhiệt cho gia cầm/gia súc non, nước nóng cho văn phòng và sinh hoạt, làm nóng trước phân;
Năng lượng dư thừa: Nó có thể được lưu trữ trong một bể nước cách nhiệt phù hợp để đạt được hiệu quả cạo râu cao nhất vào ban ngày, ban đêm và theo mùa.

3, Lợi ích toàn diện của việc ứng dụng công nghệ thu hồi nhiệt
1. Hiệu quả năng lượng
Giảm đáng kể chi phí năng lượng để sưởi ấm, nước nóng và sấy khô ở các trang trại nuôi trồng thủy sản, với tỷ lệ thay thế nhiệt thải lên tới 30% đến 70%, giảm mức tiêu thụ năng lượng hóa thạch và đạt được-hoạt động carbon thấp.
2. Lợi ích môi trường
Giảm sự thải nhiệt trực tiếp trong quá trình xử lý phân, giảm sự bay hơi của mùi hôi và sự sinh sản của muỗi, ruồi; Ổn định môi trường lên men kỵ khí, tăng sản lượng khí sinh học và giảm phát thải khí mêtan vô tổ chức.
3. Lợi ích kinh tế
Rút ngắn chu trình xử lý nước thải và nâng cao sản lượng phân hữu cơ, sản phẩm khí sinh học; Giảm mức tiêu thụ năng lượng và chi phí vận hành, hầu hết các dự án đều có thời gian hoàn vốn từ 2-4 năm.
4. Hiệu quả sản xuất
Quá trình lên men ở nhiệt độ không đổi giúp tăng cường sự ổn định của quá trình sản xuất khí, sưởi ấm bằng nhiệt thải giúp cải thiện sự thoải mái cho môi trường sinh trưởng của gia súc và gia cầm, giảm nguy cơ mắc bệnh và cải thiện hiệu quả chăn nuôi.

4, Chìa khóa và định hướng phát triển để quảng bá ứng dụng
(1) Những điểm chính của tối ưu hóa kỹ thuật
Thúc đẩy thiết bị trao đổi nhiệt chống tắc nghẽn,{0}}chống ăn mòn và dễ làm sạch để giải quyết các đặc tính của chất rắn lơ lửng cao, dễ ăn mòn và tắc nghẽn trong phân;
Phát triển khả năng điều khiển thông minh, tự động điều chỉnh phân bổ nhiệt thải dựa trên nhiệt độ lên men, nhiệt độ môi trường và tải năng lượng;
Thúc đẩy thiết bị thu nhỏ và mô-đun để thích ứng với-các trang trại vừa và nhỏ.
(2) Hỗ trợ chính sách và mô hình
Kết hợp các chính sách về nuôi trồng thủy sản sinh thái, sử dụng năng lượng tái tạo ở nông thôn và tận dụng nguồn phân bón, tăng trợ cấp kỹ thuật và hỗ trợ trình diễn;
Thúc đẩy mô hình tích hợp "chăn nuôi+khí sinh học+nhiệt thải+phân hữu cơ" để đạt được tình thế đôi bên cùng có lợi trong lĩnh vực năng lượng, bảo vệ môi trường và kinh tế.

Phân gia súc và gia cầm không chỉ là chất thải mà còn là nguồn dự trữ tài nguyên nhiệt thải bền vững và chi phí thấp. Công nghệ thu hồi nhiệt đã kết nối chuỗi tuần hoàn "sản xuất thủy sản thu hồi năng lượng xử lý phân", chuyển đổi "kiểm soát ô nhiễm thụ động" truyền thống thành "tạo nhiệt chủ động, bảo tồn năng lượng và giảm carbon", có ý nghĩa thực tiễn quan trọng trong việc thúc đẩy chuyển đổi xanh trong nuôi trồng thủy sản và đạt được mục tiêu "carbon kép".
Trong tương lai, với sự tiến bộ không ngừng của các công nghệ như trao đổi nhiệt hiệu quả, bơm nhiệt và điều khiển thông minh, việc ứng dụng thu hồi nhiệt trong việc tận dụng nhiệt thải từ phân gia súc, gia cầm sẽ trở nên phổ biến, hiệu quả và tiết kiệm hơn, trở thành nguồn năng lượng xanh không thể thiếu cho chăn nuôi sinh thái hiện đại.