污泥厌氧消化精调池的实验研究与数值模拟
污泥是一种含有微生物的固液混合物，成分较为复杂，含有较多的有机物。污泥作为二次能源，已经受到越来越多的关注。而污泥的厌氧消化制沼气是污泥资源化利用的主要方式之一。在我国的大多数污泥处理厂中采用的是传统的污泥厌氧消化工艺，该工艺在实施使用的过程中暴露了越来越多的弊端。本文主要针对污泥厌氧消化精调池的加热特性及能耗问题进行研究分析。 通过对精调池加热过程进行实验研究，得出了精调池加热过程不同位置的温度变化规律，并发现了在精调池加热阶段存在的主要特性规律:蒸汽消耗量大和加热时间过长。蒸汽溢出是导致蒸汽消耗量大的主要原因;此外，根据实际经验和理论分析得出蒸汽喷孔的堵塞是导致精调池加热时间过长的主要原因。 笔者对精调池的加热过程进行数值建模，并对其数值模拟方法进行了详细的讨论，接着根据实验数据进行了模型验证。 本文提出了精调池加热特性的评价指标，并按照此指标，分析了不同影响因素对精调池加热性能的影响。首先，给出了在基准工况条件下精调池的流动及传热特性规律;其次，针对不同物理特性的污泥，分析了精调池的加热性能，得出了精调池加热特性的评价指标随着污泥有机物含量的增高而增大，随着污泥含水率的增大而减小，然而当综合考虑污泥的物理特性时，污泥含水率为90％、有机物含量为60％时，精调池加热性能最好;然后，针对不同的搅拌速度，研究分析了精调池加热过程蒸汽消耗量变化，得出蒸汽消耗量随着搅拌速度的增加而增大，但精调池加热总能耗呈现先减小后增大的趋势;最后，提出了加热时间随堵塞孔率变化的拟合关系式，并通过此关系式可以发现加热时间与堵塞孔率呈指数关系，因此对蒸汽喷孔堵塞的原因及如何缓解蒸汽喷孔堵塞的对策进行了简单分析。
污泥厌氧消化;精调池;数值模拟;加热特性
大连理工大学
硕士
热能工程
陈贵军
2015
中文
X703
76
2015-11-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）