多相內循環(huán)流化床反應器的數(shù)值模擬與實驗研究.pdf

1、隨著水環(huán)境監(jiān)管要求的日益嚴格，垃圾滲濾液的經濟高效和深度處理成為國內外研究的熱點。作為高濃度難降解有機廢水處理的通用型反應器，多相內循環(huán)流化床反應器由于其結構相對簡單，采用了多相-芬頓（Fenton）技術，能夠高效地對垃圾滲濾液進行深度處理而得以受到重視。鑒于目前對反應器結構及流場優(yōu)化已進行了系統(tǒng)的研究，為了進一步了解反應器氣相進口速度、固相催化劑投加量與投加方式等工藝參數(shù)對多相反應器流場及處理效果的影響，本文對多相內循環(huán)流化床反應器進

2、行了數(shù)值模擬及相應的試驗研究。
　　論文首先基于Workbench平臺的Fluent軟件對多相內循環(huán)流化床反應器進行了數(shù)值模擬，主要研究了反應器進氣速度和固相投加量等主要工藝參數(shù)對流場及流體力學參數(shù)的影響。模擬結果表明：進氣速度對反應器氣含率、液相流速、湍動能及耗散率均有較顯著的影響，但對固含率以及液相循環(huán)流速則影響不大。反應器氣含率隨著進氣速度的升高而升高，當進氣速度達到0.4m/s時，氣含率趨于穩(wěn)定而不再升高。反應器中心液相速

3、度也隨著進氣速度的升高而升高，當進氣速度達到0.3m/s時，反應器中心液相速度不再升高而是降低。反應器湍動能及耗散率則隨進氣速度的增加先是降低，在氣相速度0.3m/s時，開始翻轉并有所升高。因此，綜合考慮相關參數(shù)的影響，對內循環(huán)流化床反應器而言，進氣速度應控制在0.3～0.4m/s為宜。
　　反應器固相投加量對流體力學參數(shù)進行的模擬結果還表明：固相催化劑投加量的增加，可以提高反應器的相含率。但固相催化劑投加量的增加，不僅會導致反應

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