開發(fā)結(jié)構(gòu)合理的高電流密度的氯堿工業(yè)離子膜電解槽有助于減少由于氣滯層熱量對離子膜的損傷、延長離子膜的使用壽命,有助于降低槽電壓、降低能耗,從而節(jié)約氯堿工業(yè)的生產(chǎn)成本,推進氯堿產(chǎn)業(yè)節(jié)能發(fā)展。本文以某公司自然循環(huán)離子膜電解槽為研究對象,采用流體力學軟件對三種槽型陽極室內(nèi)流場特性進行數(shù)值模擬比較分析,得出依據(jù)氣滯層中氣體體積分數(shù)或槽內(nèi)液體循環(huán)量大小評價電解槽性能時存在矛盾,提出以氣體返混程度大小作為評價指標,衡量電解槽性能,指導(dǎo)電解槽的開發(fā)設(shè)計。采用正階躍法和脈沖示蹤法分別對槽內(nèi)氣體停留時間分布進行了實驗測定和數(shù)值模擬研究,分別得到了不同運行工況下槽內(nèi)氣體停留時間分布,以適應(yīng)高電密電解槽操作運行。研究得出:氣體返混程度可以作為離子膜電解槽性能評價指標;不同電密下氣體產(chǎn)生量對槽內(nèi)氣體返混程度影響較大,液體進口流量對槽內(nèi)氣體返混程度影響較小。對分離室和循環(huán)板結(jié)構(gòu)進行了改進,考察了改進后電解槽內(nèi)的氣體返混程度,評價了電解槽性能,指導(dǎo)電解槽開發(fā)設(shè)計。結(jié)果表明:分離室后開口、分離室加小圓管的電解槽內(nèi)氣體返混程度小;無循環(huán)板的離子膜電解槽內(nèi)氣體返混程度最大;北化機外堰盒新式離子膜電解槽槽內(nèi)氣體返混程度較小... 

【文章來源】：沈陽化工大學遼寧省

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
第一章 文獻綜述
    1.1 離子交換膜法制堿技術(shù)現(xiàn)狀
    1.2 離子膜國產(chǎn)化發(fā)展進程
        1.2.1 離子交換膜結(jié)構(gòu)
        1.2.2 離子膜常見問題分析
        1.2.3 離子膜電解槽工作原理
    1.3 離子膜電解槽設(shè)計發(fā)展方向
        1.3.1 離子膜電解槽種類
        1.3.2 離子膜電解槽設(shè)計
        1.3.3 離子膜電解槽研究發(fā)展方向
    1.4 CFD在電解行業(yè)應(yīng)用進展
    1.5 停留時間分布研究意義
    1.6 本課題研究意義
第二章 離子膜電解槽內(nèi)流場特性分析
    2.1 建立模型
        2.1.1 幾何模型
        2.1.2 物理模型
    2.2 模擬方法
        2.2.1 數(shù)學模型
        2.2.2 邊界條件
    2.3 流場分析
        2.3.1 速度場分析
        2.3.2 溫度場分析
        2.3.3 濃度場分析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 離子膜電解槽氣體停留時間分布研究
    3.1 離子膜電解槽氣體停留時間分布實驗測定
        3.1.1 實驗原理與方法
        3.1.2 實驗數(shù)據(jù)處理
        3.1.3 實驗結(jié)果
        3.1.4 實驗小結(jié)
    3.2 離子膜電解槽氣體停留時間分布數(shù)值模擬
        3.2.1 建立模型
        3.2.2 劃分網(wǎng)格
        3.2.3 模擬方法
        3.2.4 氣液兩相流模擬結(jié)果
        3.2.5 氣體停留時間分布模擬結(jié)果分析
        3.2.6 模擬小結(jié)
    3.3 實驗與模擬結(jié)果比較
    3.4 離子膜電解槽結(jié)構(gòu)改變對氣體停留時間分布影響
        3.4.1 分離室結(jié)構(gòu)改變的影響
        3.4.2 循環(huán)板形狀改變的影響
        3.4.3 不同槽型的影響
        3.4.4 結(jié)構(gòu)改變的影響小結(jié)
第四章 結(jié)論
致謝
參考文獻
研究生期間學術(shù)成果



本文編號：3343594