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.     

基于数值模拟的SCR脱硝反应器流场优化

为优化选择性催化还原(SCR)脱硝反应器的流场,采用了组合优化方案;在反应器入口处设置多孔板,在反应器内部设置渐扩口式、格栅式、弧板式共三种导流板;采用计算流体力学(CFD)进行数值模拟获得反应器内部流场,进行对比研究。研究发现：多孔板孔距与孔径比为1.2时,压降较小且能获得较好的流场均布性能;基于反应器结构特点设计的导流板能获得较好的优化效果;催化剂具有流场均布能力,催化剂多层布置可有效改善第一层之后的床层流场,但同时会增大压降;通过组合导流方案,第一层催化剂床层的流速相对标准偏差(RSD)从7.16%降为2.51%,并改善了湍动能的耗散。研究结果对SCR反应器的导流件设计具有一定指导意义。     

余热回收沉降室的CFD数值模拟优化及沉降效果分析

以电炉余热回收中重力沉降室为研究对象,利用计算流体力学(CFD)模拟技术,通过三维稳态、k-ε紊流模型获得了沉降室各方案的系统变量分布情况。研究表明:沉降室温度分布均匀;方案A、B、C系统速度最大值分别是54.2,39.7,47 m/s,不同方案的沉降室内速度场分布具有相似性,系统速度最大值均位于出口区域;方案A、B、C中系统烟气颗粒的沉降量分别为2.609,1.776,2.300 t/d,实际工程可根据输灰方式、沉降室建设费用等因素综合考虑具体方案。     

汽车门槛内板零件冲压数值模拟及参数优化

针对汽车覆盖件冲压变形复杂,成形工艺参数难以确定等特点,基于DYNAFORM软件对汽车门槛内板零件的拉延成形过程,及不同工艺参数对成形结果的影响进行了研究。用优化的工艺参数进行模拟验证,从而为工艺设计和试模提供理论指导。     

填料塔内部流场数值模拟

利用CFD方法模拟了三相填料塔内部流场的速度分布。采用欧拉—欧拉多相流模型描述流场内固体及流体的运动情况。通过5种不同高径比填料塔的模拟结果表明，当高径比〉8时，可将填料塔看作理想的平推流，为填料塔设计提供了设计依据。     

地下水三维数值模拟及其优化开采

通过总结地下水三维数值模拟及其优化开采的研究方法，本文建立了地下水概念模型、数学模型、三维数值模拟模型和优化模型的耦合模型，最后提出了联合运用地理信息系统软件Arc View、地下水模拟软件FEFLOW和最优化软件Lindo或Lingo的实现方案。     

微涡流絮凝工艺处理高浊水的数值模拟与响应面优化试验

针对微涡流絮凝工艺处理高浊水开展连续性工艺优化研究,采用计算流体力学（CFD）数值模拟软件,探究不同流量（流速）下絮凝区液流状态变化,确定最佳絮凝时间;应用响应面Box-Behnken设计方法,研究流量、混凝剂投加量与回流比及其交互作用对微涡流絮凝工艺处理高浊水效果的影响。结果表明：随着流量（流速）增大,絮凝区内湍动能、有效能耗、速度梯度及其变化率逐渐增大,但流速过大会导致絮凝时间不足,最佳流量为4.2~7.0 m³/h（最佳流速为0.41~0.67 m/s）;回流比是微涡流絮凝工艺的极显著影响因素,其次是混凝剂投加量,最后是流量,三者间具有协同作用;微涡流絮凝工艺处理高浊水的最佳工艺参数,流量为5.9 m³/h,混凝剂投加量为34.8 mg/L,回流比为0.8,浊度、UV₂₅₄、COD_Mn去除率分别可达99.23%、95.03%、71.42%。优化后的微涡流絮凝工艺为高浊水处理提供了新途径,具有一定的应用前景。     

板料冲压过程的数值仿真与参数优化

采用有限元动态分析技术,采用HILL屈服准则,模拟了板料拉深成形的过程,结合实验拉深进行比较,模拟结果与实验数据符合。应用0.618一维搜索优化方法,在数值模拟中对压边力进行了优化,为实验中压边力的确定提供了参考数据。     

数值模拟在污水生物处理领域应用进展

随着计算机技术的发展,数值模拟在污水生物处理工艺设计、水处理设备结构优化等领域中已得到广泛应用。介绍了数值模拟技术常用的计算方法,对活性污泥法、MBR、厌氧消化等污水生物处理领域中的数值模拟研究进展进行了总结评述,讨论了模拟仿真过程中模型选择、简化假设、预测控制等关键问题。目前数值模拟在污水生物处理领域得出的多是导向性结论,将模拟与实验结合可以提升研究效率,更好地解决工程问题。     

天然气燃烧器的低氮优化及数值模拟

近年来,天然气低氮燃烧技术层出不穷,然而单一低氮技术的控制效果始终有限。为实现天然气清洁燃烧和低氮排放,设计了一种集分级燃烧、旋流燃烧和烟气再循环等低氮技术于一体的新型低氮燃烧器,以降低燃烧过程中氮氧化物的生成和排放。建立了功率14 MW的燃烧器模型并对其进行数值模拟计算,分析了不同燃烧器结构和运行参数下燃烧器出口附近温度场、速度场以及氮氧化物(NO)浓度场,探究了混合气体旋流强度和二次风出口速度等因素对低氮燃烧性能的影响,优化该燃烧器的结构和运行参数使其达到最佳低氮性能。结果表明：优化前的燃烧器可使燃气在出口截面分布均匀并与空气充分混合,出口截面NO质量浓度已经低于30 mg·m^-3的低氮排放标准;燃气支管数量优化为8根时,高温区的集中度和氮氧化物的排放量最低,出口截面NO质量浓度低至7.61 mg·m^-3;一次风和燃气混合气体旋流强度S₀优化为0.6时,出口截面NO质量浓度低至5.04 mg·m^-3,S₀越大,产生的旋流效果越好,炉膛内的烟气内循环效应越明显;二次风出口速度...     

柳钢焦炉煤气氨回收技术改造

柳钢采用氨-硫铵法脱除烧结机头烟气中的SO2,脱硫效率达95%。由于采用液氨作为脱硫剂,致使脱硫成本太高。为解决烧结烟气脱硫所需的氨源,大幅度降低治污成本,本次改造主要将焦化厂现有的氨回收硫铵工艺改造为氨水工艺,实现"以废治废"、脱硫、减硝、降尘、节能降耗的目的。     

重气扩散数值模拟模型分析

重气扩散研究旨在为危险性化学品泄漏救援提供科学参考。重气扩散主要研究方法包括试验研究、物理模拟、数值模拟,与试验研究与物理模拟相比,数值模拟的优点在于其成本低、耗时短和重复性高。对重气扩散的数值模拟模型进行归纳和分类,阐述了模型的基本原理,分析了各种模型的优缺点以及使用局限性,并在数值模拟模型的选择上给出建议,为进一步提高重气扩散数值模拟的准确性和重复性提供理论基础。     

发酵法溶剂生产工艺的流程模拟与参数优化

对发酵法溶剂生产的精馏工艺流程采用化工流程模拟软件PROII进行了模拟。将复杂的流程分为醪塔子系统、丁塔子系统和乙丙子系统,采用液体活度系数模型NRTL和非理想物系的CHEMDIST算法,利用Distillation模块、Simple HX模块、Flash模块和Mixer模块分别进行模拟。流程模拟结果与实际运行结果吻合良好。在此基础上,以减少塔釜废液中溶剂含量为优化目标,利用中心组合设计(CCD)与PROII流程模拟相结合,对醪塔的部分操作参数进行了优化。优化后可使废液中溶媒含量减少至0.008%,远低于原工艺数据。     

焦炉烟囱废气SO2、NOx污染控制技术分析及展望

介绍了不同燃料类型焦炉的SO_2、NO_x产生特点和国外污染治理情况,详细梳理了目前国内在源头控制、过程控制和末端治理方面采取的污染治理技术,分析了现有焦炉在烟囱废气治理上存在的工艺路线选择、焦炉烟囱热备、次生污染及运行稳定性等方面的问题。对比分析了现有各种技术优缺点,提出了焦炉烟囱废气污染治理的可行技术路线。     

转炉煤气电除尘器气流分布数值模拟

电除尘器电场进出口气流分布的均匀性是影响电除尘器除尘效率的重要因素。基于计算流体力学(CFD)技术,采用fluent软件平台,通过对方形和圆筒形两种外形转炉煤气用电除尘器的气流分布进行数值模拟计算,比较了两种外形电除尘器的气流分布差异,说明了圆筒形电除尘器较方形电除尘器气流分布状态的优越性。     

膜生物反应器简化模型的数值模拟及非线性动力学参数分析

通过简化传统的ASM1污泥活性模型提取出污泥和污水中底物的非线性动力学作用关系,建立一个适用于膜生物反应器的简化二维数学模型。通过修正原模型参数,该模型能和实验数据吻合良好,证明了该模型的有效性。在此基础上从非线性动力学的角度对数学模型进行有界性和稳定性的验证和分析,从理论的角度提出了模型参数选取的范围。     

钢包烟气捕集用吹吸式排风罩结构参数的数值模拟试验分析

针对炼钢工艺鱼雷式混铁车向钢包倒铁水工艺产生大量高温含尘烟气污染环境的问题,研究采用吹吸式排风罩技术对其进行控制。结合现场应用条件,建立了用于钢包烟气捕集的吹吸式排风罩的物理模型,利用计算流体动力学方法建立了流场的数值模拟计算模型。采用正交试验法对稳态条件下的吹风口宽度、吹风长度、吹风速度、吸风速度、吸风罩位置高度、吸风罩宽度、吸风罩高度等因素进行了试验研究。对试验结果分析得出了影响吹吸式排风罩性能诸因素的作用重要程度排序;其中,吹风口宽度、吹风速度是影响捕集率的最主要因素,吹风宽度与吹风速度的交互作用对捕集效率也有显著影响;给出了通过正交试验结果确定的优方案和考虑节能及适合实际工艺条件的优方案。     

高炉煤气袋式除尘器入口段数值模拟

烟气进入袋式除尘器时的分布状况是影响除尘效率和滤袋寿命的关键因素之一。利用Fluent软件对高炉煤气袋式除尘器入口段进行了数值模拟,分析了除尘器入口段气相速度场和压力场的分布情况,得到了该段气相流场的分布规律。模拟结果表明:除尘器入口段的气流分布不够均匀,有待进一步优化,模拟结果对装置运行及其优化设计有一定的理论指导意义。     

臭氧氧化处理油气管道清洗废水工艺优化研究

利用臭氧氧化方法处理海洋油气管道清洗废水,考察了臭氧氧化降解COD过程中臭氧投加量、p H和进气流量3个因素对废水COD处理效果的影响。在单因素实验的基础上,通过Design Expert 8.0.6软件对臭氧投加量、p H和进气流量3个因素进行Box-Behnken设计并优化,得到了臭氧氧化降解COD的二次多项式模型。分析表明,该模型对COD的去除率具有显著影响。确定最佳反应条件分别为:臭氧投加量为9.5 g/h,p H为8.92,进气流量为2.33 L/min。在此最佳条件下,COD最大去除率为39.21%,而模型的预测值为38.06%。模型与实际情况的吻合度较高。     

炼焦炉周边土壤、降尘和熄焦渣中水溶性离子的分布特征

为了明确炼焦炉周边土壤、降尘和熄焦渣中水溶性离子的分布特征,采集焦化厂厂区内土壤、降尘、熄焦渣及厂区外土壤样品,利用美国戴安公司ICS-90型离子色谱仪测定样品中SO₄2-、NO₃-、Cl-、F-、NH₄+、Na+、Ca2+、K+、Mg2+ 9种水溶性离子。结果表明:炼焦炉周边土壤、降尘和熄焦渣中总水溶性离子质量浓度分别为1.65,5.27,2.19 g/kg。炼焦炉周边土壤中SO₄2-和NH₄+的变异系数分别为84.22%和51.17%,说明炼焦炉周边土壤受到炼焦过程排放污染物的影响不同,且厂区内土壤更易受到炼焦过程的影响。燃烧室废气排放烟囱旁和熄焦塔南降尘中NO₃-/SO₄2-分别为0.46和0.03,说明炼焦炉周边降尘也受到炼焦过程排放污染物的影响。熄焦塔南降尘中总水溶性离子和SO₄2-的质量分数是燃烧室废气烟囱旁降尘的6.99,18.44倍,熄焦渣和熄焦塔南降尘水溶性离子分布特征基本相同,二者之间存在明显相关性。SO₄2-是炼焦炉周边土壤、降尘和熄焦渣中质量分数最高的水溶性离子,因此建议加强炼焦过程颗粒物和SO₂排放的控制。