地源热泵加温沼气池内温度场分布特性分析

沼气池内温度场的分布及其变化将直接影响到整个系统的产气量和产气速率。本文在采用地源热泵加温厌氧消化池的前提下,通过在具体工程沼气池内布置三层温度探头的方法,研究和分析了中温发酵沼气池实际运行中,温度场的分布特性。结果表明,采取保温措施后发酵池外壁散热损失较小,在没有加温和进料的情况下,降温幅度在每小时0.054℃左右;进料是导致发酵池内温度下降的另一原因,在进料的十几分钟里,降温幅度可达0.5℃;在地源热泵加温过程中,池内平均升温每小时为0.27℃左右,但池内温度场分布并不均匀,呈现中下层均匀稳定,上层不均匀不稳定,中下层温度高而上层温度低的分布规律。试验结果还表明,加温盘管的位置和搅拌对池内温度场的分布也有着很大影响。该试验结果可以为研究和建立池内流场传热传质数学模型、系统设计和经济运行提供依据。     

沼气池搅拌的CFD模拟及温度场验证

为了对底侧入式搅拌的沼气发酵池内的流场进行研究,该文采用计算流体力学方法,以上海市崇明县某示范工程的主体沼气发酵池（69.3 m3）为对象,对流场和温场进行计算模拟,并通过温度测量来验证温度数值模拟的可靠性,从而间接验证流场数据准确性。通过温度场的模拟和实测数据对比,整体温场模拟和实测数据在0.05水平下无显著差异;通过流场模拟和工程运行的观察,都反映此发酵池中设计的底侧入式搅拌不能充分实现发酵池的搅拌。但模型在相关设定上仍有与实际不符之处,模型仍有待完善。     

地源热泵式沼气池加温系统

沼气是适合在中国农村推广利用的可再生能源。为解决冬季沼气池产气量受低温影响的问题,该文分析了现有的几种沼气池加温保温方式,提出了一种地源热泵式的新型加温保温方法,并在实际工程上进行了运行试验。结果表明：地源热泵式加温保温方法能够使沼气池的发酵温度保持在(32±2)℃范围内,池容产气率保持在0.6 m3/(m3·d)左右,有时候可以达到1.1 m3/(m3·d)。系统运行期间,地源热泵机组制热效率保持在3.6左右,系统COP为2.7左右,一次能源利用系数可达到0.84;相对于电热膜加温系统,采用地源热泵式加温系统节能率达到63%,增加投资效益净现值为40 188.5元。与化石能源热水锅炉加温方式相比无污染,具体良好的环境效益。因此,地源热泵式沼气池加温是一种经济合理、环保节能的加温方式,具有开发应用潜力。     

沼气池搅拌的CFD模拟及温度场验证

为了对底侧入式搅拌的沼气发酵池内的流场进行研究，该文采用计算流体力学方法，以上海市崇明县某示范工程的主体沼气发酵池（69.3 m3）为对象，对流场和温场进行计算模拟，并通过温度测量来验证温度数值模拟的可靠性，从而间接验证流场数据准确性。通过温度场的模拟和实测数据对比，整体温场模拟和实测数据在0.05水平下无显著差异；通过流场模拟和工程运行的观察，都反映此发酵池中设计的底侧入式搅拌不能充分实现发酵池的搅拌。但模型在相关设定上仍有与实际不符之处，模型仍有待完善。