基于CFD的UASB反應(yīng)器的模擬與優(yōu)化.pdf

1、UASB反應(yīng)器在廢水處理領(lǐng)域是應(yīng)用最為廣泛的厭氧反應(yīng)器。而三相分離器作為升流式厭氧污泥床（UASB）的核心部分之一，直接影響著氣液固三相的分離，因此三相分離器合理的尺寸，恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)，不僅僅能有效將氣體與其他兩相分離，還能在沉淀區(qū)形成合適的流態(tài)，最后使得液體和固相污泥有很好的分離。另外操作條件對于整個反應(yīng)器的運行和三相的分離也有一定的影響。因此選擇合適的操作條件對于反應(yīng)器的正常運行至關(guān)重要。
　　本文首先進(jìn)行三相分離器結(jié)構(gòu)方面的優(yōu)化

2、設(shè)計，先對常見幾種結(jié)構(gòu)的三相分離器進(jìn)行模擬，分析模擬的結(jié)果，然后提出結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)方案，并對改進(jìn)后的結(jié)果進(jìn)行模擬，探討改進(jìn)的合理性。結(jié)果表明：常見的三種三相分離器都具有短區(qū)面積較大的缺點，有的氣體分離效果也存在不足，將三相分離器結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，分析改進(jìn)后模擬的結(jié)果，短區(qū)問題基本得到解決，但是改進(jìn)后對于氣體的分離效果的提升在有的結(jié)構(gòu)改進(jìn)方面效果不明顯。
　　然后再針對某種結(jié)構(gòu)的三相分離器尺寸方面，改變?nèi)喾蛛x器的尺寸，用Fluent軟件

3、對不同尺寸三相分離器UASB內(nèi)部流場進(jìn)行了數(shù)值模擬，分析氣體的體積分率隨尺寸變化的規(guī)律，最后選擇合適的尺寸。結(jié)果表明：上下三角氣室重疊部分的水平投影越大，氣體的分離效果越好；水平投影區(qū)域的大小與短區(qū)區(qū)域的大小不成比例。
　　最后則從污泥流態(tài)方面出發(fā)，探討反應(yīng)器正常有效運行時操作條件的最優(yōu)值。結(jié)果表明：進(jìn)水速度和污泥濃度太小，污泥不能順利進(jìn)入到沉淀區(qū)，累計在三相分離器附近影響氣體的分離，進(jìn)水速度和污泥濃度太大，污泥會流失。