內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器多相流CFD模擬研究.pdf

1、內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器（InternalCirculationAnaerobicReactor，簡稱IC反應(yīng)器)是新一代高效厭氧反應(yīng)器，是目前最高效的厭氧反應(yīng)器之一，可應(yīng)用于生活污水和酒精生產(chǎn)等領(lǐng)域中的廢水處理。目前關(guān)于IC反應(yīng)器的研究主要集中在反應(yīng)器的啟動(dòng)性能、操作特性以及處理效能等方面，關(guān)于反應(yīng)器內(nèi)部流體流動(dòng)特性的研究較少。本文以IC反應(yīng)器為研究對(duì)象，采用計(jì)算流體力學(xué)方法，對(duì)反應(yīng)器內(nèi)氣-液兩相流和氣-液-固三相流進(jìn)行了非穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬研究。

2、
　　內(nèi)循環(huán)的形成是IC反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，而表觀氣速是反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)的關(guān)鍵影響因素，本文探索了氣相表觀氣速對(duì)反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)形成過程及穩(wěn)定運(yùn)行的影響規(guī)律。模擬結(jié)果表明，表觀氣速對(duì)反應(yīng)器內(nèi)運(yùn)行狀況影響顯著，當(dāng)表觀氣速小于0.003m/s時(shí)反應(yīng)器內(nèi)不能形成循環(huán)流動(dòng)；當(dāng)表觀氣速大于0.02 m/s時(shí)，氣體無法及時(shí)排除，反應(yīng)器無法正常運(yùn)行。在本文研究的氣速變化范圍內(nèi)，表觀氣速為0.007 m/s時(shí)，反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)過程形成最快，且反應(yīng)器體積利用

3、率最高，表明該氣速是所研究IC反應(yīng)器的最佳啟動(dòng)和運(yùn)行表觀氣速。
　　IC反應(yīng)器是在氣-液-固三相物料的位差與密度差形成的推動(dòng)力下運(yùn)行的，因此高徑比是該類反應(yīng)器重要結(jié)構(gòu)參數(shù)。本文以工業(yè)規(guī)模反應(yīng)器為研究對(duì)象，在保持反應(yīng)器體積及進(jìn)氣量、進(jìn)水量不變的條件下，對(duì)高徑比分別為4，6和8的三組工業(yè)規(guī)模IC反應(yīng)器建立模型，并進(jìn)行模擬研究。結(jié)果表明，高徑比為6的反應(yīng)器表現(xiàn)出更好的反應(yīng)器性能：反應(yīng)器達(dá)到內(nèi)循環(huán)及穩(wěn)態(tài)所需的時(shí)間較低，液體循環(huán)能力更強(qiáng)、三

4、相分離器液相截留能力更佳且反應(yīng)器內(nèi)氣液混合更均勻。
　　污泥顆粒在反應(yīng)器內(nèi)的運(yùn)動(dòng)狀況是內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器運(yùn)行效果好壞的關(guān)鍵因素。本文考察了固體顆粒對(duì)反應(yīng)器性能的影響，結(jié)果表明，固體顆粒的加入使得一級(jí)提升管和二級(jí)提升管內(nèi)的氣相體積分率分別降低了18％和8%，回流管內(nèi)液相軸向速度降低了35%，一級(jí)提升管、二級(jí)提升管內(nèi)軸向速度分別降低了13%和60%。
　　本文采用計(jì)算流體力學(xué)方法，對(duì)內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器進(jìn)行了氣-液兩相流和氣-液-固三