本文關(guān)鍵詞：計(jì)算流體力學(xué)在生物柴油反應(yīng)器中的應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：目前能源短缺和環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重,生物柴油作為可再生環(huán)境友好型燃料受到很大關(guān)注,而且世界各國(guó)消耗量日益增加,因此生物柴油的生產(chǎn)成為研究熱點(diǎn)。地溝油相比于植物油價(jià)格便宜,而且可以避免食品安全問(wèn)題,同時(shí)可以減少其對(duì)環(huán)境的污染,所以經(jīng)常被用作生物柴油原料。酶法生產(chǎn)生物柴油條件溫和,可以有效處理成分復(fù)雜的地溝油,但是由于地溝油和甲醇兩相不相溶使得二者的混合和反應(yīng)成為一大難題反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。本文將計(jì)算流體力學(xué)模擬應(yīng)用于生物柴油反應(yīng)器的設(shè)計(jì)和應(yīng)用中,并且通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證模擬的正確性。首先對(duì)不同液液體系反應(yīng)裝置比如攪拌式反應(yīng)器、氣升式反應(yīng)器、靜態(tài)混合式反應(yīng)器進(jìn)行模擬,采用多重參考系法,結(jié)果表明靜態(tài)式混合器分散相含率和連續(xù)相速率最高分別為0.2025和0.19 m/s,出口處分散相整體分布均勻。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方面,油水混合實(shí)驗(yàn)證明靜態(tài)混合式2.5 min內(nèi)將水滴分散成1-3gm左右液滴。對(duì)于普通地溝油,靜態(tài)混合式反應(yīng)器7.5 h的反應(yīng)效果與攪拌式反應(yīng)器24 h效果相當(dāng)。能耗方面,對(duì)于年產(chǎn)5噸工業(yè)化裝置,反應(yīng)階段能耗降低約50%。反應(yīng)設(shè)備投資節(jié)省約78%,反應(yīng)裝置占地面積只需攪拌式下的三分之一。從以上理論模擬、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、能耗計(jì)算三個(gè)方面對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行對(duì)比分析,得出靜態(tài)混合式反應(yīng)器設(shè)計(jì)方案。
【關(guān)鍵詞】：靜態(tài)混合式反應(yīng)器 攪拌式反應(yīng)器 氣升式反應(yīng)器 生物柴油
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TE667;TQ052
【目錄】：

• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集3-4
• 摘要4-6
• ABSTRACT6-13
• 符號(hào)說(shuō)明13-14
• 第一章 緒論14-32
• 1.1 生物柴油概述14-15
• 1.2 生物柴油生產(chǎn)方法15-26
• 1.2.1 生物柴油的生產(chǎn)原料15-17
• 1.2.2 生物柴油生產(chǎn)工藝17-21
• 1.2.3 生物柴油反應(yīng)器21-26
• 1.2.3.1 攪拌式反應(yīng)器22-23
• 1.2.3.2 氣升式反應(yīng)器23-24
• 1.2.3.3 靜態(tài)混合式反應(yīng)器24-26
• 1.3 計(jì)算流體力學(xué)26-29
• 1.3.1 控制方程26-27
• 1.3.2 離散方法27
• 1.3.3 模擬方法27-28
• 1.3.4 模擬計(jì)算求解過(guò)程28-29
• 1.4 CFD模擬在三種混合器中的應(yīng)用29-30
• 1.5 本論文研究?jī)?nèi)容及研究意義30-32
• 第二章 酶催化生物柴油反應(yīng)器CFD模擬32-52
• 2.1 攪拌式反應(yīng)器的模擬32-39
• 2.1.1 物理模型與參數(shù)設(shè)定32-34
• 2.1.2 結(jié)果與討論34-39
• 2.1.2.1 Streamline圖比較35
• 2.1.2.2 液相速率比較35-37
• 2.1.2.3 軸向速率比較37-38
• 2.1.2.4 甲醇相含率比較38
• 2.1.2.5 功率比較38-39
• 2.2 氣升式反應(yīng)器模擬39-43
• 2.2.1 物理模型與參數(shù)設(shè)定39-40
• 2.2.2 結(jié)果與討論40-43
• 2.2.2.1 Streamline圖比較40-41
• 2.2.2.2 分散相含率圖比較41-42
• 2.2.2.3 不同導(dǎo)流筒半徑下各參數(shù)比較42-43
• 2.3 靜態(tài)混合器的模擬43-49
• 2.3.1 物理模型與參數(shù)設(shè)定43-44
• 2.3.2 結(jié)果與討論44-49
• 2.3.2.1 不同流速對(duì)流場(chǎng)的影響44-45
• 2.3.2.2 不同混合單元數(shù)對(duì)流場(chǎng)的影響45-46
• 2.3.2.3 不同長(zhǎng)徑比對(duì)流場(chǎng)的影響46-48
• 2.3.2.4 攪拌式、氣升式和靜態(tài)式反應(yīng)器的比較48-49
• 2.4 總結(jié)49-52
• 第三章 酶催化生物柴油反應(yīng)器實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證52-70
• 3.1 油水混合實(shí)驗(yàn)52-55
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)材料與過(guò)程52-53
• 3.1.2 結(jié)果與討論53-55
• 3.2 普通地溝油反應(yīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證55-59
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與過(guò)程55
• 3.2.2 結(jié)果與討論55-59
• 3.3 低酸值地溝油反應(yīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證59-61
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)材料與過(guò)程59-60
• 3.3.2 結(jié)果與討論60-61
• 3.4 酶重復(fù)利用反應(yīng)61-63
• 3.4.1 實(shí)驗(yàn)材料與過(guò)程61-62
• 3.4.2 結(jié)果與討論62-63
• 3.5 不同反應(yīng)器比較63-68
• 3.5.1 甲酯產(chǎn)率比較63
• 3.5.2 時(shí)空產(chǎn)率比較63-64
• 3.5.3 工藝綜合評(píng)價(jià)64-68
• 3.6 總結(jié)68-70
• 第四章 結(jié)論與展望70-72
• 4.1 總結(jié)70
• 4.2 研究展望70-72
• 參考文獻(xiàn)72-82
• 致謝82-84
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文84-86
• 作者及導(dǎo)師簡(jiǎn)介86-87
• 附件87-88

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：253938