多相內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著水環(huán)境監(jiān)管要求的日益嚴(yán)格，垃圾滲濾液的經(jīng)濟(jì)高效和深度處理成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。作為高濃度難降解有機(jī)廢水處理的通用型反應(yīng)器，多相內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器由于其結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，采用了多相-芬頓（Fenton）技術(shù)，能夠高效地對(duì)垃圾滲濾液進(jìn)行深度處理而得以受到重視。鑒于目前對(duì)反應(yīng)器結(jié)構(gòu)及流場(chǎng)優(yōu)化已進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，為了進(jìn)一步了解反應(yīng)器氣相進(jìn)口速度、固相催化劑投加量與投加方式等工藝參數(shù)對(duì)多相反應(yīng)器流場(chǎng)及處理效果的影響，本文對(duì)多相內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器進(jìn)

2、行了數(shù)值模擬及相應(yīng)的試驗(yàn)研究。
　　論文首先基于Workbench平臺(tái)的Fluent軟件對(duì)多相內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器進(jìn)行了數(shù)值模擬，主要研究了反應(yīng)器進(jìn)氣速度和固相投加量等主要工藝參數(shù)對(duì)流場(chǎng)及流體力學(xué)參數(shù)的影響。模擬結(jié)果表明：進(jìn)氣速度對(duì)反應(yīng)器氣含率、液相流速、湍動(dòng)能及耗散率均有較顯著的影響，但對(duì)固含率以及液相循環(huán)流速則影響不大。反應(yīng)器氣含率隨著進(jìn)氣速度的升高而升高，當(dāng)進(jìn)氣速度達(dá)到0.4m/s時(shí)，氣含率趨于穩(wěn)定而不再升高。反應(yīng)器中心液相速

3、度也隨著進(jìn)氣速度的升高而升高，當(dāng)進(jìn)氣速度達(dá)到0.3m/s時(shí)，反應(yīng)器中心液相速度不再升高而是降低。反應(yīng)器湍動(dòng)能及耗散率則隨進(jìn)氣速度的增加先是降低，在氣相速度0.3m/s時(shí)，開始翻轉(zhuǎn)并有所升高。因此，綜合考慮相關(guān)參數(shù)的影響，對(duì)內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器而言，進(jìn)氣速度應(yīng)控制在0.3～0.4m/s為宜。
　　反應(yīng)器固相投加量對(duì)流體力學(xué)參數(shù)進(jìn)行的模擬結(jié)果還表明：固相催化劑投加量的增加，可以提高反應(yīng)器的相含率。但固相催化劑投加量的增加，不僅會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)

4、器湍動(dòng)能的增加，還將造成部分固相催化劑在反應(yīng)器底部的沉積，導(dǎo)致固相催化劑的浪費(fèi)。
　　論文對(duì)不同的進(jìn)氣速度對(duì)反應(yīng)器氣含率及垃圾滲濾液的處理效果的影響進(jìn)行了試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明：進(jìn)氣速度的增加可以提高反應(yīng)器的氣含率，液相固相的循環(huán)明顯加快，但進(jìn)口氣相速度達(dá)0.4m/s時(shí)，氣含率不再增加而趨于穩(wěn)定，這與數(shù)值模擬的結(jié)果是一致的；當(dāng)氣相進(jìn)口速度為0.3m/s時(shí)，反應(yīng)器COD去除效果較好。
　　論文還通過(guò)試驗(yàn)研究了固相投加量和投加方