水处理光电催化反应器内部结构优化布设机理探讨

光电催化(PEC)反应器内部结构的优化布设对水中污染物的降解效率至关重要.本文采用氧化还原法制备了一种蓝色TiO_2纳米管阵列电极板,探究了PEC反应器内各布设因素对亚甲基蓝(MB)降解效果的影响.结果表明,阳极板与光源中心距离的减小、阳极板旋转角度的减小及阳极板数量的增加均会导致MB降解速率的加快.进一步分析表明,各布设因素对MB的降解影响均可归因为紫外(UV)辐照强度.MB的PEC降解速率与阳极板表面UV辐照强度呈线性正相关,其线性拟合公式的斜率(0.00219)和截距(0.0049)分别反映了UV光子应用于阳极催化氧化和直接光降解MB的相对效果,揭示了各反应对MB降解速率的贡献.此外,不同内径(64、72和80 mm)的PEC反应器对比结果表明,反应器内径越小,MB降解速率越快,但内径为80 mm的反应器降解MB的单位电能消耗(E_(EO))最低(17.24 kWh·m~(-3)·order~(-1)).最后,量化分析了不同内径反应器中阳极催化氧化和直接光降解对MB降解速率的贡献,为PEC反应器的优化设计提供了重要参考.     

基于结构参数响应的内循环流化床流体特性优化数值模拟

流化床是一种结构复杂而能量转化高效的反应器型式,为了实现系统化的内循环流化床优化设计,利用欧拉-欧拉双流体模型构建了不同结构的CFD流化床模型,在分别改变高径比、导流筒与反应器的直径比和底隙高度3个结构因素的情况下,考察流化床内全流场、局部流场、液相运动速度及气含率等气液两相流的响应特性,分析结构因素及操作因素对流体运动的内在影响,阐明工程优化设计的方向.数值模拟结果表明:高径比主要影响气液流动型态,低高径比时容易出现漩涡和返混,工程中应采用导流内构件并重视气体分布装置的合理设计;导流筒与反应器的直径比主要影响液体循环速度,存在一个合理的区间,考虑流动速度与气含率,流化床直径比可取0.6～0.8,最佳取值为0.7;底隙高度影响流化床底泥区的流体运动,应约等于流化床下降区的缝隙长度.CFD模拟可作为污染控制技术工业放大和优化设计的辅助工具.     

基于CFD的内构件强化内循环流化床流场结构分析

针对流化床内部流体结构的复杂性和缺乏有效放大设计理论的问题,以漏斗型导流内构件强化的内循环流化床的气液运动为研究对象,利用欧拉-欧拉双流体模型构建了能描述其复杂流动的CFD数学模型,通过宏观流场、气含率分布、液体速度分布解析内构件对气液混合传质的作用原理.数值模拟结果表明:双流体模型能较好地揭示流化床内气液流场结构,流...     

紫外线消毒系统中强度分布的理论计算与生物验证对比

应用以MPSS模型为基础的计算软件UV calc对某饮用水紫外线消毒反应器进行强度分布的计算,同时,采用枯草芽孢杆菌(ATCC9372)作为受试菌种进行生物验证.结果显示,在该反应器中理论计算数值总体上明显高于生物验证的数值,反应器中最低紫外剂量区域出现在2支灯管之间的反应器壁附近.另外,理论计算和生物验证的误差与流量、透光率具有相关性.在高流量、低透光率的情况下,理论计算的数值更接近于生物验证数值.相对于理论计算,生物验证是确定紫外线反应器剂量反应曲线的可靠方法.     

厌氧生物处理反应器混合流态及其分析

复合流态已成为厌氧反应器工艺的设计与开发应用的发展方向。就厌氧反应器的流态分析、要求及新型厌氧处理技术(SMPA)作了系统的分析介绍 ,提出了改进厌氧处理工艺设计的思路。     

发动机绿色化学设计──发动机虚拟化学反应器模型

在化学和化学工程意义上,发动机使用的生态环境有害性与发动机系统3个虚拟化学反应器（燃烧化学反应器、润滑化学反应器和排放化学反应器）中的反应物料（燃料、润滑油、添加剂和催化剂等）及其化学反应（自由基反应、摩擦化学反应和催化转化反应等）有关．发动机绿色化学设计旨在根据绿色化学原理和发动机化学反应器模型,探索降低或消除发动机化学反应器产生有害物质的化学技术．发动机绿色化学设计是发动机绿色设计的重要方面,其以绿色效应为目标,获得发动机材料、能源与环境之间的化学相容性．     

基于柱状发光体悬浆式光催化反应器绝对量子产率的计算方法

与均相体系不同 ,多相光催化体系不能忽略催化剂颗粒对光子的散射 ,但严格求解光辐射传递方程在数学上是很困难的 .通常采用的输入光强计算表观量子产率的方法往往低估了真实的光量子产率 .本文针对带有柱状发光体圆筒形悬浆体系反应器 ,在做出一些合理的简化后 ,提出了一种以二氧化钛为催化剂在近紫外光辐照下多相光催化绝对量子产率的计算方法 .以苯酚为模型化合物 ,应用在典型反应器中光催化降解的实验结果 ,求得局域体积光子吸收速率 (LVRPA)在反应器内的分布 ,计算了绝对光量子产率 .表观量子产率与绝对量子产率相差7.08% ,约有1.1%输入光辐射从反应器筒壁上被淬灭 .本方法可用来评价不同催化剂或同一催化剂不同模型化合物的光催化效率 ,也为光催化反应器的设计提供了依据 .     

差压式测风微传感器敏感元件的设计

目的提高测风微传感器的测量准确性。方法首先通过有限元仿真软件对差压式测风微传感器敏感元件材料进行仿真,确定结构参数;其次对风测量元件结构周边的风压分布进行模拟,建立最佳风压分布方程,并基于风压分布方程设计风速风向解算算法。结果通过对风压分布的仿真与分析,提出了多导风孔的结构设计及带硅岛压力膜作为风压感压膜的方法。结论该方法提高了测风微传感器的测量准确性。     

内循环生物流化床反应器流体力学特性的数值模拟

首先采用气、液两相模型对7组结构参数的反应器进行模拟计算,然后根据计算结果选择了一组较优的结构参数进行气、液、固3相的数值模拟计算.结果表明,通过数值模拟方法对内循环生物流化床反应器流体力学特性进行计算可获得优化的反应器结构参数;明确了循环挡板的长度及位置对反应器内液相流场分布的影响较为显著的事实;同时指出固相颗粒的加入对反应器内液相流速的分布几乎没有影响,固相含率较高的区域在反应器升流区.     

多相光催化反应器中紫外光辐射能分布的研究

研究了多相光催化反应器中紫外光辐射能量的分布 ,其测试系统主要为光导纤维 光栅光谱仪 .结果表明 ,紫外光辐射相对能量在多相光催化反应器中轴向和径向的分布是不均匀的 ,轴向的能量分布是中轴处能量最大 ,远离中轴能量逐渐减弱 ;径向的能量分布是随着径向远离光源而逐渐减弱 .光催化剂对紫外光辐射能的吸收和阻挡作用较大 ,微孔曝气对光辐射能量的衰减影响较小 .光辐射相对能量衰减可用一指数方程表示