Modelling of slurry pit temperature to evaluate impacts of cooling systems on ammonia emissions
Modélisation de la température du lisier en pré-fosse en vue d'évaluer l'incidence de systèmes de refroidissement sur les émissions d'ammoniac
Résumé
In the framework of the new National Plan for the Reduction of Air Pollutant Emissions (PREPA, published in May 2017), France is committed to reducing ammonia emissions, especially from agriculture. One of the means to reduce ammonia emissions from pig farm buildings is slurry cooling, with the help of new slurry-management technology. Reducing the temperature makes it possible to shift the 3/ 4
+ balance towards maintaining the ionic forms of nitrogen in the slurry. The heat captured from the slurry can be directed to locations that consumer large amounts of heat, such as farrowing rooms. To assess the ammonia-reduction potential of these systems, a simulation model of slurry temperature as a function function of air temperature underneath the slatted floor was constructed. The model is based on an energy balance, considering heat loss from the pit walls, heat gain from the air and the increase in slurry volume. Model results were compared to observations from the IFIP experimental facility. The linear regression between observations and model predictions was 0.93x+1.1 (R² = 0.90, RMSE = 0.43°C). This model will be coupled with existing models that simulate air temperature (Thermisim) and zootechnical performances (INRAPorc). After validation, the complete model will be able to predict the ability of the cooling system to decrease slurry temperature (and thus ammonia emissions) of a given technology (e.g. floating systems, pit bottom).
La qualité de l’air est une préoccupation croissante au niveau européen et français, entrainant un engagement de la France dans un nouveau Plan national de Réduction des Émissions de Polluants Atmosphériques (PREPA, publié en mai 2017), visant notamment à réduire les émissions d’ammoniac d’origine agricole. Les deux principaux leviers permettant de déplacer l’équilibre NH3/NH4+ vers un maintien des formes ioniques azotées dans le lisier (et donc une réduction des émissions d’ammoniac) sont le pH (Petersen et al., 2016) et la température (Jarvis et Pain, 1990). Le projet Temporalis propose de se concentrer sur ce deuxième levier (la température du lisier) comme stratégie de réduction de la volatilisation de l’ammoniac. Les technologies dites de lisiothermie permettent de capturer la chaleur du lisier (donc de le refroidir) et de la diriger sur des postes plus consommateur d’énergie telles que les salles de maternité ou les post-sevrage. La modélisation de la température du lisier en fonction de la configuration du bâtiment est un outil crucial dans l’élaboration du cahier des charges de mise en œuvre des solutions de lisiothermie. Cette étude propose donc un modèle mathématique de simulation de la température du lisier en fonction de la température ambiante et l’évolution de la hauteur de lisier stocké.
Fichier principal
env10_temporalis.pdf (2.65 Mo)
Télécharger le fichier
env10.pdf (736.42 Ko)
Télécharger le fichier
Origine | Accord explicite pour ce dépôt |
---|---|
Licence |