蒸氨废液太阳池主要参数对储热性能的影响规律研究

以获得纯碱蒸氨废液太阳池的运行规律为目的,采用控制变量法试验,分析了太阳池横截面积、盐梯度层浊度、盐梯度层厚度和下对流层浓度4个主要参数对太阳池储热性能的影响,并采用最小二乘法对试验数据进行拟合,分别建立了数学模型。结果表明:下对流层温度与太阳池横截面积呈线性关系、与盐梯度层浊度呈线性关系、与盐梯度层厚度呈二次曲线关系、与下对流层浓度满足分段函数关系。研究结果为太阳池储热性能的理论研究奠定了基础。     

蒸氨废液太阳池的优化试验研究

以改善纯碱蒸氨废液太阳池的储热性能为目的,进行了太阳池的大小、下对流层浓度、3层溶液厚度、以及移液方式等因素对太阳池储热性能影响的试验研究。结果表明:蒸氨废液太阳池的横截面积越大、储热性能越好,下对流层溶液浓度40°Be',3层溶液厚度比例为2∶8∶5的太阳池升温最快,平衡时温度最高达到66℃。每隔1.2 h取液和补液一次,每次取液量和补液量占太阳池下对流层总液量的1.92%,20 min取(补)完较合适,能够维护太阳池稳定运行。     

钾石盐太阳池集热和储热性能研究

为了优化钾石盐太阳池的集热和储热性能,采用控制变量法,分析了光照时间,下对流层厚度(12、17、22 cm)以及盐梯度层厚度(9、14、19 cm)对下对流层温度、集热量、储热量和热效率的影响。结果表明:每天光照时间越长,下对流层温度越高,最高达到55.7℃;照射8 h集热量最高达933.68 kJ/h,照射12 h集热量最高达1 137.39 kJ/h,照射24 h集热量最高达1 595.74 kJ/h;每天光照时间越长,热效率、集热量、储热量上升或下降的速度越快,直到稳定时每天的集热量降到最小,说明对一定结构、一定环境下运行的太阳池存在上限温度;下对流层厚度越厚稳定时储热量越大,运行稳定后,下对流层厚度为22 cm的太阳池平均储热量是17 cm的1.13倍,是12 cm的1.75倍;盐梯度层厚度分别为9、14、19 cm时,所达到的最高储热量分别为3 021.72、3 140.55、2 665.23 kJ,说明盐梯度层存在一个适宜的厚度。研究结果得出太阳池上对流层,非对流层和下对流层合适的占比分别为10%、35%和55%。     

盐度与浊度对太阳池各层性能的影响

针对盐梯度太阳池的盐度和浊度,采用实验与理论分析相结合的方法进行研究.通过建立小型太阳池,得到了不同盐梯度下太阳池各对流层温度曲线;从光学的角度进行理论分析,并与实验数据对比,结果表明:温度变化率随太阳池深度增加而增加,温度变化率在下对流层深度的2/5 ～3/5处最大;非对流层浊度随盐度、悬浮颗粒粒径及数量增大而增大;太阳池的升温速率与保温性随盐度与浊度的增大而增大,盐度与浊度可以提高下对流层储热性能.     

降低纯碱蒸氨废液浊度的试验研究

以降低纯碱蒸氨废液浊度,满足灌注太阳池要求为目的,采用自然沉降和加絮凝剂的方法,进行了降低蒸氨废液浊度的试验研究。结果表明:蒸氨废液中含有Ca SO4·2H2O,Ca CO3,Mg(OH)2等水不溶物,是造成浊度高的主要原因;自然沉降速度较慢,添加硫酸铝钾絮凝剂,能够有效缩短沉降时间。     

梯形太阳池热性能与影响因素分析

基于实验数据对梯形太阳池进行了一维数值模拟,建立了热盐双扩散模型,改进了池底反射模型、辐射透射模型和热损失模型,通过模拟与实验结果对比验证了模型有效性.根据模拟结果分析了梯形太阳池温度分布规律、热稳定性及能源效率,讨论了池水浊度对其热性能的影响.结果表明:梯形结构有利于提升太阳池热利用率;太阳池运行初期,各层能源效率在20%~50%,下对流层能源效率最为稳定,维持在25%左右;下分界层稳定性要优于上分界层,温度梯度越大分界层稳定性越差.     

太阳池底部加设多孔介质实验与模拟研究

海边小型实验太阳池证明了多孔介质——卵石的加入能够提高太阳池下对流层（LCZ）温度和太阳池贮热量,并有利于保持补盐过程中池水的澄清.利用有限差分方法研究了多孔介质对LCZ温度、太阳池贮热量以及太阳池最大提热率的影响.计算结果表明一定的土壤条件下适当的多孔介质厚度可以提高太阳池的贮热量以及太阳池的最大提热率.还讨论了土壤...     

纯碱蒸氨废液自然蒸发池的防渗

每生产1吨纯碱就产生10吨的蒸氨废液，利用柴达木盆地蒸发量大的气候特点，用自然蒸发池蒸发析出蒸氨废液中的氯化钠和氯化钙，这样既利于环保又有利于经济。自然蒸发池防渗效果是蒸发过程的关键，越来越多的防渗实践证明，卷材防渗是蒸氨废液蒸发池工程理想的防渗方式。确保卷材防渗效果的关键之一是根据工程特性优选防渗卷材以及正确的施工方法。     

太阳池非对流层分层影响数值模拟研究

太阳池一般分为三层:上对流层(Upper Convective Zone,UCZ)、非对流层(Non-convective Zone,NCZ)和下对流层(Lower Convective Zone,LCZ),工程实践中非对流层对太阳池的性能影响较大。为了探讨非对流层层数对太阳池性能的影响状况,利用数值模拟方法,采用有限差分法模拟计算太阳池内的传热过程。计算结果表明,NCZ层数对太阳池性能有重要影响。在UCZ+NCZ厚度不变的条件下,随着太阳池NCZ层数在0-4之间增加,集热量、储热量、热效率分别在2-7月、2-9月、2-9月出现逐渐降低。无NCZ太阳池的最高单日集热量、储热量、热效率分别为264.33 MJ、35 451.17MJ、11.84%,而在含NCZ为4层的太阳池中,分别为237.02MJ、35 294.25MJ、10.72%。而随着NCZ层数的增加,太阳池单日集热量、储热量、平均热效率分别在8-12月、10-1月(次年)、10-1月(次年)出现逐渐升高,无NCZ太阳池的最高单日集热量、储热量、平均热效率分别为144.63 MJ、29863.08MJ、7.85%,而在含NCZ为4层的太阳池中,分别上升到为171.48MJ、32 511.93MJ、8.30%。因此,在构建太阳池时,应考虑NCZ层数对太阳池的影响,根据季节、地域、用途等条件,在3-9月尽量采用无NCZ太阳池,在10-2月(次年)或者昼夜温差较大的荒漠地区则建议采用含NCZ太阳池,而为了充分利用不同太阳池的优势,可以将无NCZ太阳池与含NCZ太阳池串联使用来达到经济效益最大化。     

强化太阳池热性能实验研究

建立了两个表面尺寸2.4m×2.4m、深1.2m结构相同的小型盐水太阳池,通过向太阳池底部添加多孔介质、在太阳池表面加透明塑料膜盖,以及将太阳池与太阳能集热器相结合的方法,探索强化太阳池热性能的途径.实验结果表明:多孔介质用于太阳池可以起到降浊、蓄热的双重功效、加透明塑料膜盖可以有效降低太阳池浊度,减少表面散热,并影响下对流层温度分布;辅加太阳能集热器可以明显增加太阳池下对流层温度,但对非对流层和上对流层影响较小.