本文關鍵詞：厭氧反應器的數值模擬及優(yōu)化

  更多相關文章： UASB反應器 IC反應器 氣液兩相流 數值模擬 優(yōu)化設計

【摘要】：目前,研究者對廢水處理領域應用最廣泛的UASB反應器和發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮腎C反應器的研究主要集中在反應器的啟動、運行特性及有機物去除效果等方面,未能運用化學工程、環(huán)境學科和計算機技術等多學科交叉優(yōu)勢對反應器進行水力學特征的研究,而反應器內流體力學特性的研究是反應器優(yōu)化設計與放大的基礎。因此本文利用Fluent技術對這兩類反應器內部氣液兩相流場的二維分布狀況進行數值模擬,主要考察了三相分離器角度和容積負荷(OLR)對UASB反應器流場的影響;高徑比(H/D)、提升管直徑與反應器內徑比(Dr/D)、OLR對IC反應器內循環(huán)量的影響。主要研究內容及結論如下:(1)第二代厭氧反應器UASB的數值模擬:1)固定三相分離器角度為50o,通過改變不同的OLR(4、5、6、7kg COD/(m3·d))值來考察其對反應器流場的影響。模擬結果表明當OLR為5kg COD/(m3·d)時,反應器流場內的氣液分布較均勻,且無液體流出。2)固定OLR為5 kg COD/(m3·d),通過改變不同的三相分離器角度(45o、50o、55o、60o)考察其對反應器流場的影響。模擬結果表明,當三相分離器角度為50o時,反應器進水底部湍流強度大,泥水混合作用最強;進入沉淀區(qū)氣體少,對混合物的擾動小,有利于獲得良好的固液分離效果。(2)第三代厭氧反應器IC的數值模擬:1)H/D取5,OLR取11.52 kg COD/(m3·d),當Dr/D(0.032、0.049、0.065、0.081、0.097、0.114)為0.081時該反應器內循環(huán)量達到最大值0.0079 m3/h;2)H/D取5,Dr/D取0.081,當OLR(8.64、10.08、11.52、12.96、14.40、15.84、17.28、18.7、20.16 kg COD/(m3·d))為17.28 kg COD/(m3·d)時該反應器內循環(huán)量達到最大值0.0099 m3/h。通過擬合獲得了內循環(huán)量Y與產氣量X間經驗關聯(lián)式Y=㧟0.142X3+1.8X2-6.43X+13.87。3)Dr/D取0.081,OLR為17.28 kg COD/(m3·d),H/D(3、4、5、6、7)為3時反應器內循環(huán)量達到最大值0.011m3/h。
【關鍵詞】：UASB反應器 IC反應器 氣液兩相流 數值模擬 優(yōu)化設計
【學位授予單位】：西安工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：X703
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1 緒論10-26
• 1.1 我國水污染現狀及治理10-17
• 1.1.1 水污染的來源及特點11-14
• 1.1.2 水污染的治理14-15
• 1.1.3 廢水處理方法的研究進展及應用15-17
• 1.2 厭氧反應器的發(fā)展歷程17-21
• 1.2.1 第一代厭氧反應器17
• 1.2.2 第二代厭氧反應器17-19
• 1.2.3 第三代厭氧反應器19-20
• 1.2.4 第二代厭氧反應器UASB與第三代厭氧反應器IC的比較20-21
• 1.3 第二代UASB反應器與第三代IC反應器國內外研究現狀21-23
• 1.3.1 UASB反應器與IC反應器在國內的研究現狀21-22
• 1.3.2 UASB反應器與IC反應器在國外的研究現狀22-23
• 1.4 研究意義、內容23-26
• 1.4.1 研究意義23-24
• 1.4.2 研究內容24-26
• 2 數學模擬方法及模型26-34
• 2.1 計算流體力學(CFD)概述26-28
• 2.2 數學模型28-30
• 2.2.1 歐拉-拉格朗日方法28
• 2.2.2 歐拉-歐拉方法28-30
• 2.2.3 湍流模型30
• 2.3 數值模擬過程30-31
• 2.4 國內外關于CFD技術在厭氧反應器模擬方面的應用現狀31-32
• 2.5 小結32-34
• 3 第二代厭氧反應器UASB數值模擬34-50
• 3.1 UASB反應器的結構34
• 3.2 UASB反應器的工作原理34-35
• 3.3 UASB數值模擬方法35-41
• 3.3.1 計算網格劃分35-36
• 3.3.2 邊界類型的設定36
• 3.3.3 計算求解器的設定36-41
• 3.4 Fluent數值模擬結果及分析41-48
• 3.4.1 網格劃分水平對模擬結果的影響41-42
• 3.4.2 OLR對UASB反應器內部流場的影響42-46
• 3.4.3 三相分離器的角度對UASB反應器內部流場的影響46-48
• 3.5 小結48-50
• 4 第三代厭氧反應器IC數值模擬及優(yōu)化50-62
• 4.1 IC反應器的結構50-51
• 4.2 IC反應器的工作原理51
• 4.3 IC反應器的數值模擬方法51-53
• 4.3.1 模擬參數選取52-53
• 4.3.2 網格獨立性的研究53
• 4.4 Fluent數值模擬結果及分析53-59
• 4.4.1 Dr/D對內循環(huán)量的影響53-55
• 4.4.2 反應器OLR對內循環(huán)量的影響55-57
• 4.4.3 H/D對內循環(huán)量的影響57-59
• 4.5 小結59-62
• 結論與展望62-64
• 參考文獻64-70
• 附錄70-71
• 攻讀學位期間發(fā)表論文71-72
• 致謝72

【相似文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 王衛(wèi)京;陳理;;高濃度厭氧反應器流場的數值模擬[J];大連大學學報;2011年03期

2 曉聞;評價先進厭氧反應器的新技術[J];中國環(huán)境科學;1994年03期

3 趙小亮;王國棟;閆s，

本文編號：1065594