车载加油油气回收系统中气液两相流动特性的实验和数值模拟

合理分析车载加油油气回收系统(ORVR)内气液两相的流动特性对油气排放控制技术的实施具有重要意义。以ORVR加油系统为对象,采用高速摄像、粒子动态分析仪(PDA)实验测量和CFD数值模拟相结合的方法,对ORVR车辆加油过程中的气液两相流动特性进行了系统研究,讨论了加油量对加油管内流场和压力场的影响。结果表明,随着加油速度的增大,加油管口的射流卷吸增强,气液两相流动过程中的湍流程度加剧,液流冲击与破碎严重,涡旋现象明显;随着加油速度的增大,气液掺混严重,液体自由表面边界逐渐模糊;加油过程中加油管和燃油箱内气相压力的变化分为2个阶段:开始加油时气相压力迅速增大,在5~8 s内达到峰值;然后气相压力逐渐减小,最终趋于稳定。     

埋地储罐清洗无组织排放油气冷凝法净化工艺模拟分析

针对净化埋地储罐清洗无组织排放油气水蒸气和HC浓度高的特点,采用Aspen软件的Flash 2模拟了单组分和多组分有机废气的冷凝过程,研究了水蒸气含量、冷凝温度、有机物结构等因素对液相回收率的影响,并模拟计算了3级冷凝工艺的净化效率。结果表明:温度低于0℃时,气体中水蒸气浓度不影响液相水的冷凝效率;对于C_6H_(14)废气,冷凝温度和同分异构是影响有机组分回收效率的重要因素,正己烷的全回收温度(T_(99.5%))比2,2-二甲基丁烷高15℃,模拟结果计算正己烷的摩尔蒸发焓为34.758 k J·mol~(-1),与理论值接近;当采用温度分别为0、-40和-75℃3级冷凝工艺时,液相HC回收率达到77.2%。     

加油站地下储油罐压力管理系统的相关研究

在当前普遍采用的加油站真空辅助式第二阶段油气回收系统中，为了避免回收到地下储油罐中的油气再次通过P/V阀排空，必须对其中气相空间的压力实施有效控制。从国外的发展情况来看，地下储油罐的压力管理系统主要分为基于膜分离技术、基于弹性气囊和基于活性炭吸附三大类，其中膜法油气回收装置在国内已经得到了较多关注。首次系统介绍了气囊式压力管理系统的工作原理及其主要结构设计，具体包括管线布局、钢制压力容器壳体、位于容器顶部封头上的接口组件和全部位于容器内的气囊等；同时对另外一种可行方案进行了分析。     

美国加油站的油气排放污染控制及其启示

在全面回顾美国加州加油站油气排放污染控制发展历程的基础上,重点介绍了两大类地下储油罐的压力管理技术.事实表明,对于加油站的总体油气排放污染控制而言,处于世界前沿水平的CRAB目前也仍然处于不断完善提高之中.国内油气回收行业在标准制定以及引进国外设备的过程中,应该进行充分的调研论证和科学决策,并自主研发突破一些技术瓶颈性问题.     

3种内筒溢流型溶气罐结构改进设计方案的溶气性能对比分析

溶气罐是溶气释放式微气泡发生系统的关键设备,其中内筒溢流型溶气罐具有结构简单、成泡粒径小等优点.提出了3种内筒溢流型溶气罐的结构改进设计方案,并对其在不同操作参数下的溶气性能进行了对比分析.为克服通过测量释气量间接表征溶气量所带来的系统误差,建立了在线带压测量溶解氧的方法,并以空气在水中溶解量的变化率(即溶气效率)来直接表征溶气罐的溶气性能.结果表明:溶气效率随气液比和溶气压力的增大而增加,随液位比的升高而减小;在相同气液比、液位比及溶气压力下,气液切向进口加螺旋导叶片型溶气罐的溶气效率最高.采用响应曲面法对溶气性能相对最佳的内筒溢流型溶气罐的操作参数进行优化,预测最高溶气效率为72.43％时的最佳操作参数为:气液比为0.25,液位比为0.36,溶气压力为0.26 MPa.所得回归模型预测值与实测值的相对误差为0.87％,表明该模型可较好地分析和预测溶气罐的溶气性能.     

活性炭吸附苯过程工艺参数实验和数值模拟研究

吸附法可适用于各种浓度范围VOCs的治理。本文采用实验和数值的方法研究了活性炭吸附苯过程工艺参数。首先采用实验方法得到了一种工况下的穿透时间,然后基于多孔介质模型和组分输运模型建立U型管内活性炭吸附苯过程三维数学模型。数值计算得到的穿透时间和实验结果对比误差为1.41%,证明数学模型可靠。另外,本文对模型进行了网格无关性验证。最后,采用该数学模型研究了入口速度、入口苯质量分数和多孔介质孔隙率对穿透时间、吸附过程最高温度和U型管内温度分布等参数的影响规律。     

二次旋流强化型气旋浮技术的分离特性

现有气旋浮装置在运行过程中普遍存在旋流强度衰减程度过大等问题,限制了其分离性能的提升,基于此,分析了二次旋流强化作用对气旋浮罐内旋流强度和分离性能的影响特性;借助CFD数值模拟方法和响应曲面法等手段对基于二次旋流强化气旋浮罐主要结构的参数进行了优化,对比分析了常规气旋浮罐和二次旋流强化气旋浮罐的内部流场和油水分离特性。结果表明,采用二次旋流强化结构可以有效提高旋流强度,加速"油滴-微气泡黏附体"向旋流中心汇聚,优化后的气旋浮罐油水分离效率提高至94.5%,较常规单级气旋浮罐提高了10%;二次旋流强化结构是提升气旋浮分离过程中旋流强度和提高气旋浮装置分离性能的有效途径。以上结果可进一步推动气旋浮装置性能的优化和结构创新,可丰富完善该技术设计的理论体系。     

铁碳微电解处理染料污水的影响因素筛选与优化

为提高铁碳微电解处理染料废水中COD_Cr去除率,将Plackett-Burman和Box-Behnken试验设计方法相结合应用于废水处理条件的筛选与优化. Plackett-Burman设计试验结果表明:铁碳比(体积比)、反应时间和曝气量是影响铁碳微电解处理染料废水COD_Cr去除率的3个关键性因素. Box-Behnken试验设计方法和三维响应面分析表明,铁碳微电解处理染料废水对COD_Cr去除率的最优化操作条件是铁碳比为3∶2、反应时间为120 min、曝气量为40 L/min. 在该优化条件下,当ρ(COD_Cr)在1 000~10 000 mg/L之间变化时,COD_Cr去除率的试验结果均落在模型预测结果的95%置信区间(75.5%~83.3%)内,说明模型能对铁碳微电解处理结果进行良好的预测,因此具有一定的可信度.      

微生物降解前后COD差值法快速测定BOD

采用活性污泥曝气法降解前后COD差值的方法,进行了BOD快速检测的研究。条件实验结果表明,其适宜检测条件为:降解时间180 min;污泥量5 mL/100 mL;pH值7.0;温度25℃。模拟废水检测结果表明,该测定方法具有较高的重复性,5次测定的相对偏差小于6.5%,在BOD浓度为0~500 mg/L范围内,微生物降解前后COD差值与BOD5有良好的相关性,其相关系数达到0.98。因此,可以通过测定微生物降解前后COD值,实现快速BOD检测的目的,同时,也可实现COD和BOD一体化检测,这将是今后COD和BOD检测研究的发展方向之一。     

旋流气浮工艺接触区气泡-颗粒碰撞理论研究

为了对旋流气浮过程中的动力学行为和气浮分离效率进行准确预测,在借鉴重力场下气泡-颗粒碰撞模型建立方法的基础上,考虑旋流气浮的特点,首次将表征流态的雷诺数引入到各种碰撞过程中,推导建立了旋流气浮接触区的气泡-颗粒碰撞效率模型.理论模型显示:低强度旋流气浮工艺中气泡-颗粒的各种碰撞效应主要与雷诺数、气泡和颗粒直径有关.当颗粒直径接近于分子直径时,即直径为1nm时,碰撞主要受扩散碰撞所控制;当颗粒在1~10nm之间时,碰撞主要受扩散碰撞和离心沉降效应的共同作用所控制;当颗粒在10nm~1μm时,碰撞主要受离心沉降效应所控制;当颗粒大于1μm时,碰撞将受截留效应、离心沉降效应和惯性效应联合作用.该模型能够准确预测旋流气浮过程中的动力学行为和分离效率,为旋流气浮工艺的实际应用提供一定的理论依据.