本文關(guān)鍵詞：多孔介質(zhì)中油類污染物攪拌脫附研究

  更多相關(guān)文章： 水熱脫附 多孔顆粒 剪切力場 數(shù)值模擬 攪拌槳

【摘要】：多孔介質(zhì)是由固體物質(zhì)組成的骨架和由骨架分隔成大量密集成群的微小空隙所構(gòu)成的物質(zhì)�；钚蕴�、催化劑、土壤等都屬于多孔介質(zhì)。隨著石油化工行業(yè)的高速發(fā)展,多孔介質(zhì)中吸附大量的石油類污染物不能恰當(dāng)處理不僅會造成資源的浪費(fèi),還將對生態(tài)環(huán)境造成危害。并且近年來研究者對含油土壤、污泥的油類污染物的脫附研究,取得了一定進(jìn)展。通過開展水熱脫附,達(dá)到對于多孔介質(zhì)中的石油類污染物的脫除,具有重大的社會和經(jīng)濟(jì)效益。課題基于湍流場對顆粒作用的剪切力,提出了引入剪切力強(qiáng)化多孔介質(zhì)水熱脫附過程中的石油類污染物的脫除。模擬攪拌槽內(nèi)剪切流場,設(shè)計(jì)四種不同的攪拌槳類型。四種不同類型的攪拌槳的湍動能和湍流強(qiáng)度呈現(xiàn)對稱分布,六直葉圓盤渦輪式攪拌槳能形成兩股上下大小不一的漩渦,形成雙循環(huán)排出流,循環(huán)特性較其余槳型要佳；四種攪拌槳在攪拌槽內(nèi)部的剪切應(yīng)力最大值基本分布在Z=O高度處,能使顆粒表面的不同位置受到流體的強(qiáng)剪切應(yīng)力作用。通過剪切力強(qiáng)化基礎(chǔ),以多孔活性氧化鋁球和活性炭顆粒為研究對象,對多孔介質(zhì)的顆粒性質(zhì)結(jié)合micro-CT、掃描電鏡方法,對兩者的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測,且對石油類污染物的脫附進(jìn)行測試,開展優(yōu)選水熱攪拌脫附操作條件的實(shí)驗(yàn)研究。研究表明,油類污染物得到了很好的脫除,得出水熱溫度90℃、攪拌強(qiáng)度300r/min、液固比75：1、攪拌時間15min、表面活性劑濃度1 g/L和通氣量1 m3/h的最佳攪拌脫附工況實(shí)驗(yàn)條件,為之后的攪拌放大及攪拌旋流一體化設(shè)備設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：水熱脫附 多孔顆粒 剪切力場 數(shù)值模擬 攪拌槳
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X505;TB383.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-21
• 1.1 課題來源10-11
• 1.2 多孔介質(zhì)中油類污染物的殘留和脫附規(guī)律11-12
• 1.3 多孔介質(zhì)中含油污染物的脫附技術(shù)的研究進(jìn)展12-14
• 1.3.1 不同脫附技術(shù)對污染物脫附的研究12-13
• 1.3.2 表面/界面張力對污染物脫附的影響13-14
• 1.3.3 脫附溫度對于污染物的脫附影響14
• 1.4 攪拌器的工業(yè)用途及分類14-16
• 1.4.1 攪拌器的工業(yè)用途14-15
• 1.4.2 攪拌器的分類15-16
• 1.5 湍流特性研究16-18
• 1.5.1 湍流的產(chǎn)生17
• 1.5.2 湍流的時均速度和脈動速度17
• 1.5.3 湍流動能耗散率17-18
• 1.6 湍流計(jì)算模型18-19
• 1.7 存在問題19
• 1.8 研究意義19-20
• 1.9 研究內(nèi)容20-21
• 第2章 理論基礎(chǔ)及設(shè)備設(shè)計(jì)21-28
• 2.1 多孔介質(zhì)中油類污染物21-22
• 2.1.1 含油多孔介質(zhì)中油相的分類21-22
• 2.1.2 攪拌槽中剪切應(yīng)力的分布規(guī)律22
• 2.2 流體流動的控制方程22-25
• 2.3 湍流模型的選用25-26
• 2.4 固-液攪拌設(shè)備的設(shè)計(jì)26-28
• 第3章 攪拌槽內(nèi)三維流場的數(shù)值模擬28-44
• 3.1 計(jì)算方法28-32
• 3.1.1 計(jì)算域28-30
• 3.1.2 網(wǎng)格劃分30-31
• 3.1.3 模擬的邊界條件及初始條件31-32
• 3.1.4 定義實(shí)體區(qū)域32
• 3.1.5 模型設(shè)置及求解32
• 3.2 數(shù)值模擬結(jié)果與分析32-39
• 3.2.1 速度云圖分布32-33
• 3.2.2 軸向速度分布33-35
• 3.2.3 速度矢量分布35-37
• 3.2.4 湍流特性的數(shù)值模擬37-39
• 3.3 剪切力場的分布39-42
• 3.3.1 攪拌槽中的剪切應(yīng)力39-40
• 3.3.2 剪切應(yīng)力的分布40-42
• 3.4 固液兩相模擬42-43
• 3.5 本章小結(jié)43-44
• 第4章 多孔介質(zhì)的攪拌脫附實(shí)驗(yàn)研究44-70
• 4.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法44-47
• 4.1.1 攪拌脫附實(shí)驗(yàn)44
• 4.1.2 水熱攪拌脫附的實(shí)驗(yàn)方法44-45
• 4.1.3 實(shí)驗(yàn)裝置45-46
• 4.1.4 含油率定義46
• 4.1.5 含油率分析方法46-47
• 4.2 實(shí)驗(yàn)物料47-58
• 4.2.1 活性氧化鋁球47-49
• 4.2.2 椰殼活性炭49-50
• 4.2.3 micro-CT 3D檢測50-54
• 4.2.4 油相54-58
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析58-68
• 4.3.1 水熱溫度對脫附效果的影響58-59
• 4.3.2 攪拌強(qiáng)度對脫附效果的影響59-60
• 4.3.3 水熱脫附時間對脫附效果的影響60-61
• 4.3.4 表面活性劑對脫附效果的影響61-65
• 4.3.5 通氣量對脫附效果的影響65-68
• 4.4 本章小結(jié)68-70
• 第5章 結(jié)論與展望70-72
• 5.1 總結(jié)70
• 5.2 展望70-72
• 參考文獻(xiàn)72-78
• 致謝78-79
• 附錄79

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：682110