1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述

1.研究背景

随着对可再生能源和环境保护的需求的增加，厌氧消化产生沼气已经引起了更多的关注。新一代厌氧消化的主要目标是提高甲烷产量^[1]。据报道，通过嗜热发酵沼气生产率可提高41-144％^[2]，但这需要高反应热，占总能源利用的70-80％^[3]。对于生物产生甲烷过程，特别是那些没有任何生热作用的过程，例如热电联产过程的生物甲烷过程，难以集成其它加热系统并且常燃烧产生的沼气的热来为过程供热。因此，关键是有效地使用废热以便减少沼气燃烧的量，然后提高净原生物气产量（nrbp）。以前的研究表明，通过使用流出物浆料的废热预热进料可以回收大量的能量^[4,5]。然而，仍然不清楚从浆料到nrbp的废热回收过程的定量贡献。为了提高废热利用率，通常使用外部热交换器为厌氧消化系统进行外部加热。与内部加热（热交换盘管）相比，这种外部加热的传热效率相对较高。已经为全规模沼气厂设计了热交换器和相应的外循环装置。然而，由于传统的热交换不能满足具有特殊性能的厌氧消化淤浆的要求，热交换器的结垢，堵塞和低效率以及高的投资成本仍然是问题^[6]。与正常工作流体相比，来自厌氧消化的浆料的粘度即流变性质是非常不同的。浆料的粘度不仅取决于温度而且取决于剪切速率，并且当浆料的总固体（ts）超过7％时，在8至60℃的温度下浆料的粘是水的粘度的30-700倍^[7]。因此，为了设计或改进具有高的结垢可能性的这种特殊的复杂流变泥浆的传热系统需要做特殊的考虑。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

2.1内容和要求：

针对沼液体系的剪切稀变，高表观粘度和颗粒易沉积特性，引入有源强化方式-刮板换热器，对其结构进行匹配沼液特性的优化，实现过程对流换热性能20%以上的提升，而过程的机械功耗相对小幅提升，使得过程的能效比大幅提升。