厌氧发酵反应器内温度场的数值模拟

杜 越，刘建禹，王尚坤，朱坤展，贺佳贝

(东北农业大学 工程学院， 哈尔滨 150030)



厌氧发酵反应器内温度场的数值模拟

杜 越，刘建禹，王尚坤，朱坤展，贺佳贝

(东北农业大学 工程学院， 哈尔滨 150030)

厌氧发酵反应器是沼气发酵工程的重要装置，由于其内部反应十分复杂，因此发酵反应器内的局部流动和传热过程的研究一直是一个颇具研究价值的问题。掌握反应器内的温度分布是厌氧发酵过程控制工艺优化的基础，对反应器的温度控制起着至关重要的作用。为此，采用CFD(计算流体力学)的数值模拟方法对发酵料液内的温度场、速度场进行模拟，分析了反应器内料液的流动和换热情况。由于发酵料液的流动速度非常微小，基本可以忽略不计，因此反应器内部料液与反应器侧壁和地面之间热量传递方式以导热为主，可以忽略对流换热作用。由此为今后进一步研究提供理论依据。

沼气；发酵反应器；温度场；CFD

0 引言

面对日益严重的能源危机问题，新能源的开发、转化和利用等科学技术的发展将对世界能源的可持续发展起到重要作用。可再生能源能为人类的生存与发展提供巨大的能量，足够人类长远利用，是人类社会未来能源的基石[1]。根据全世界可持续发展战略的要求，生物质能源的研究与开发已成为当今世界的热点问题。其中，厌氧发酵制取沼气的生产工艺和技术研究受到越来越广泛的关注。在沼气的生产过程中，温度是影响厌氧发酵的关键因素之一，如果要使沼气工程常年稳定运行，保持恒定、高效的产气量，就必须对厌氧发酵料液的温度进行严格控制，使发酵温度不随环境温度变化[2]。……