双循环垂直筛板喷射鼓泡脱硫塔的吸收性能

设计了一种中试规模的双循环垂直筛板喷射鼓泡脱硫塔,该塔由直径分别为600 mm和150 mm的两套垂直筛板结构组成双循环。一级循环采用了一块下端开有栅孔的大直径垂直筛板,二级循环则采用了上端开有栅孔的小直径垂直筛板。两级垂直筛板上的布气栅孔均可埋入吸收液下,使塔内的气液混合处于喷射鼓泡吸收状态。研究了小直径垂直筛板埋入深度分别对单独采用二级循环和采用双循环时装置脱硫效率的影响。单独采用二级循环,在保持脱硫液pH值和烟气SO2浓度一致的情况下,小直径垂直筛板的液位高度为220 mm时(喷射鼓泡操作方式)比液位高度为80 mm时(即典型小直径垂直筛板操作方式)的脱硫效率高40%左右。采用双循环操作模式时,小直径垂直筛板液位高度为220 mm时(喷射鼓泡操作方式)比液位高度为80 mm时(即典型小垂直筛板操作方式)的总脱硫效率高30%左右。     

气液两相旋流喷嘴雾化特性

为提高烟尘净化用喷嘴的雾化性能,提出一种气液两相旋流喷嘴,用CFX软件对该喷嘴内部流场模拟的结果表明,强烈的气旋作用使液流呈环状,使气液混合流在达到喷嘴末端时易于破碎成雾。在实验室条件下,利用Winner313型喷雾激光粒度分析仪对喷嘴进行了雾化粒度测定,分析发现雾滴中位径与气液比的关系呈幂函数衰减,这一规律将有助于在工程应用时确定喷嘴工况。     

气动乳化脱硫筒内气液两相流动的数值模拟

为直观地了解和分析脱硫筒内部气液两相的混合与流动规律,采用CFD仿真软件对某公司大型湿法脱硫塔内气动乳化脱硫筒内气液流动进行数值模拟,分析了加装湍流器、改变湍流器角度以及喷雾锥角对脱硫筒内气液两相流动混合的影响;选用可实现的k-ε湍流模型和DPM模型,结合SIMPLE算法对气、液两相进行数值模拟.模拟结果显示,增设湍流...     

基于三维数值模拟的供气式低压射流曝气装置性能优化研究

为提高供气式低压射流曝气器中气液混合效果、提高氧传质速率,基于射流曝气器内部结构解析,提出了混合室增设分散孔板、双管进气等优化改进方案。应用FLUENT软件对射流曝气器改进前后混合室气液两相混合效果进行三维数值模拟研究,模拟结果表明,增设分散孔板可显著增加混合室湍流强度、提高气液两相混合效果,孔板设置于进气孔前更利于氧传质效率的提升;增设射流曝气器对称进气口可使气液两相在混合室内分布更加均匀,增大气液两相接触面积,促进气液两相混合。根据模拟结果加工改进型供气式射流曝气器,并进行清水充氧实验,在不同实验参数下,改进射流曝气器的标准氧传质系数、标准氧传质速率、标准氧传质效率和标准曝气效率与改进前相比分别提高19.81～20.30%、30.84%～41.87%、9.84%～25.97%、3.78%～20.56%。     

喷嘴角度对脱硫塔内气液两相流场的影响

提出了采用数值模拟的方法研究喷嘴角度对脱硫塔内部气液两相流场的影响。由于实际脱硫塔尺寸庞大,给实验研究带来困难且成本很高,在数值模拟平台上,分别模拟了45°、75°和-30°3种喷嘴角度布置下脱硫塔内部速度场、温度场变化以及湍流强度的分布情况。结果表明,在角度为-30°布置时速度场变化不是很剧烈,脱硫塔进出口温差比较理想,湍流强度在脱硫塔底部较大随着塔高的增加缓慢降低,这样有助于气液两相均匀混合,并控制出口烟温,有利于提高脱硫效率。     

四喷嘴射流曝气器性能的三维数值模拟与实验研究

应用FLUENT对四喷嘴射流曝气器在不同工况下的引射空气性能进行三维数值模拟,分析了射流器内的场分布特性与气液两相流动结构;同时建立射流器性能实验台,对四喷嘴射流曝气器的性能进行实验研究。研究表明,四喷嘴射流器性能较高,能量损失较少,两相流动结构稳定;相对于单喷嘴射流器,四喷嘴射流器的流量比和效率随压力比的变化显著;四喷嘴射流曝气器在工况4下工作性能最好,其流量比q为3.20,效率η为36%,而相似工况下单喷嘴结构流量比q仅为1左右,效率η不超过20%;数值模拟结果与实验结果吻合较好。     

烧结机尾电改袋除尘器脉冲喷吹数值模拟

在电改袋除尘器中,为更好地利用原静电除尘器的内部空间,可采用长袋及脉冲喷吹清灰方式。利用CFX软件对脉冲喷吹系统进行模拟优化,结果表明,通过在喷嘴侧壁开设20 mm小孔,可有效增大喷吹气体流量,且以开设2个或者3个为佳。在喷嘴侧壁开孔数量、喷吹压力、喷吹距离、喷吹孔直径和滤袋长度等因素中,喷吹压力和喷吹孔直径对清灰的影响较大,增大喷吹压力和喷吹孔直径均有利于改善清灰效果,喷嘴侧壁开孔数量对清灰的影响较喷吹压力和喷吹孔直径小,喷吹距离仅对滤袋上部清灰效果有影响,而滤袋长度主要影响滤袋中下部的清灰效果,且影响较小,选择长袋具有可行性。     

新型离心式脱硫塔气液两相流数值模拟

利用FLUENT软件和SIMPLE算法对新型旋流脱硫塔的气液两相流场进行了数值模拟。计算中气相采用了RSM湍流模型,颗粒相采用了Lagrange坐标系下的随机轨道模型。分析结果表明,气相流场具有强旋流特性;喷射液滴的直径、喷淋量和烟气流速影响其在塔内的分布:喷射液滴粒径越大、喷射量越小、烟气流速越大,入口段降温越少;塔体上方截面平均浓度随液滴粒径的增加而降低,随液气比的增加而增加,随烟气流速的增加会先增加至最高值然后降低。喷淋液滴在其他运行参数不变时,平均粒径范围为0.5～1 mm,会对进口烟气起到较好的净化与降温的作用,并使塔体上方喷淋液滴在截面z=4.15 m处浓度分布均匀且覆盖率高;在保证液滴粒径较小时,通过降低烟气流速或增加喷淋量可提高液滴喷淋覆盖率,使得烟气与喷淋充分接触。计算得到的气相流场分布与实测值吻合较好,证明了数学模型的合理性,为进一步优化分离器结构提供了可靠依据。     

湿法烟气脱硫系统中折板式除雾器性能的数值模拟

采用CFD软件对湿法烟气脱硫系统中广泛使用的折板式除雾器的主要性能进行了数值模拟。建立了数学模型，对气体相采用基于雷诺时均方程的SST ｋ-ω湍流模型封闭N-S方程，对液滴相采用基于Euler-Lagrange的DPM方法。通过调节除雾器的结构参数和工作参数，揭示了气液两相流动的流场，分析了结构参数对除雾器分离效率和工作压力降的影响，可用于湿法烟气脱硫系统中折板式除雾器的设计和优化。     

隔膜压滤机滤室最优空腔厚度

利用UG软件对隔膜压滤机滤室内流体进行三维建模,导入Gambit中进行网格划分及边界条件的设定,结合Fluent选用RNG k-ε湍流模型,采用多孔介质模型模拟隔膜压滤机滤室内固-液两相流分离,得到不同空腔厚度下滤室内流体的体积分数轮廓图、压强云图,得出滤饼含水率与空腔厚度大小的关系。实验结果表明,模拟和实验结果具有较好的一致性。在压滤机滤室空腔厚度为12 mm时,滤饼含水率为48%,每天污泥处理量为102 t,隔膜压滤机工作效率最高。     

曝气条件对浸没式膜生物反应器内流场的影响

为深入研究流场动力学特性对浸没式膜生物反应器系统内膜面污染的控制,应用fluent软件对浸没式膜生物反应器内气液两相流动进行了三维数值模拟研究。采用标准k-ε湍流模型和欧拉多相流模型,考察了改变曝气条件对膜面气液速度场及气含率分布的影响。模拟结果表明,在相同曝气强度下,1 mm曝气孔径下膜面气液两相的速度增加较孔径2mm、3 mm的快;曝气孔径为1 mm时,膜面的液相速度随着曝气强度的增加逐渐增大;曝气孔径为1 mm时,曝气量为5.5m3/h所形成的漩涡区较大,膜面气含率值较高且分布较均匀,气液两相接触面积较大,膜面冲刷效果较好;模拟观察到反应器底部靠近壁面局部气含率较低,不利于活性污泥中微生物的生长,需要进一步优化曝气和反应器结构。     

对电化学消毒影响因素的研究

利用电化学方法对某污水处理厂二级处理后的絮凝池出水进行消毒,利用自行研制的新型电解消毒器,固定极板间距为5mm,分别研究了电流、消毒期内的停留时间、消毒后存放时间和水流方向等结构参数对消毒效果的影响。用实验室自配水研究了水质(SS、COD、TN、TP和NH3-N等)因素与消毒效果的关系,并优化工艺条件参数,使出水基本满足城市污水处理厂的污水排放标准。     

柴油机Urea-SCR系统喷射雾化的数值模拟

为研究柴油机Urea-SCR系统喷射雾化规律,应用CFD软件建立喷射雾化模型,对喷嘴喷射距离、喷射位置与方向、喷孔数目与孔径对催化剂载体入口处的浓度分布情况的影响进行了数值模拟。结果表明,喷嘴距反应器距离为排气管直径5倍为宜;采用四喷孔、孔径为0.5 mm、喷嘴处于管道中心,喷射方向为径向时喷射雾化均匀性最好。通过台架实验,验证了采用喷距5D、径向、四孔、小孔径喷嘴方案可使NOx的转化率达到95%以上。     

湍流器对湿法脱硫塔内热态流场影响的数值模拟

为了达到燃煤电厂超低排放的要求,运用CFD技术对装有3种不同孔隙率与不同湍流单元直径的湍流器的脱硫塔内热态流场进行数值模拟,分析速度、温度和压力分布随孔隙率和湍流单元直径的变化规律,揭示湍流器的作用机理。气、液两相分别选用RNG k-ε湍流模型和拉格朗日颗粒轨道模型,并结合SIMPLE算法进行数值模拟。模拟结果表明:安装湍流器可明显改善脱硫塔内烟气流场的均匀性,使横截面的速度标准方差减小到1.0以下,并有效延长浆液驻留时间,提高吸收区的气液接触概率及浆液利用率;在综合考虑流场分布、气液掺混程度与能量损失的情况下,安装孔隙率为50%、湍流单元直径为1.2 m的湍流器效果最佳。研究结果可为大型电厂脱硫塔中湍流器的优化及选用提供依据。     

高径比和底隙高度对内循环反应器性能的影响

建立了内循环反应器试验装置,综合研究了内循环反应器最重要的结构参数(高径比和底隙高度)对反应器主要性能参数(液体循环流速、总平均气含率、液体混合时间和体积氧传质系数)的影响.研究发现,表观气速存在一个不利于液体循环的过渡区,在该过渡区随表观气速增加,液体循环流速增大缓慢,甚至减小,但较高的底隙高度会减弱这种效应;在一定的表观气速和高径比下,随底隙高度增加,液体混合时间、总平均气含率先增大后减小;在一定的表观气速和底隙高度下,液体混合时间随着高径比增大而增大,体积氧传质系数、总平均气含率随高径比增加而减小.     

医药类废盐渣的燃烧/热解特性及动力学研究

分析了维生素B6医药类废盐渣成分,采用热重(TG)/差示扫描量热(DSC)对比了废盐渣的燃烧和热解特性,并通过Coats-Redfern积分法确定了不同升温速率下废盐渣的燃烧及热解动力学参数。结果表明:该类废盐渣主要含有氯盐及磷酸盐类物质。燃烧反应比热解反应对废盐渣的热处理效果更好。升温速率对废盐渣燃烧及热解反应的反应温度、活化能和指前因子均具有不同影响。废盐渣的热解过程可用两个一级反应来描述,燃烧过程可用两个一级反应和1个二级反应来描述。     

基于污泥流变学的射流搅拌混合特性

以市政污泥为研究对象,基于污泥流变学,考察了工业尺寸的液液喷嘴、气液喷嘴进行搅拌时射流的流动形态及喷嘴轴向速度分布,并考察了气液喷嘴不带气管进行液液混合时的情况。通过流变实验,确定实验污泥为屈服-胀塑性流体,有触变性,其稠度系数k=0.000 2,流动系数n=1.535 5,表明射流为紊流。且每种类型射流轴向速度衰减规律有一定的自相似性,气液喷嘴在安装气管时射流效果较好。对液液喷嘴、气液喷嘴进行流速场测定,分别考察了其全流场速度方差加权平均值、死区容积百分数随喷嘴安装高度、喷嘴入射流速的变化规律。结果表明,随着入射流速及喷嘴距池底安装高度的增加,搅拌槽内污泥流速均匀程度增加、污泥流动停滞区减少。并且喷嘴安装高度为2 m,入射流速4.95 m·s~(-1)时液液、气液喷嘴的混合效果最佳,2种喷嘴经济入射流速分别为4.95 m·s~(-1)和3.77 m·s~(-1)。     

基于GT-Power柴油机颗粒捕集器捕集性能的仿真研究

利用GT-Power软件建立了柴油机颗粒捕集器(DPF)仿真模型,进行了仿真计算。研究了颗粒捕集器本身结构参数对其捕集效率与压降的影响。结果表明,影响颗粒捕集器捕集效率的主要参数有通道密度(CPSI)、过滤体孔隙率、过滤体微孔直径以及过滤壁厚度;影响颗粒物压降的主要参数有通道密度、过滤体渗透率、过滤体孔隙率以及过滤壁厚度。     

伞罩型除尘脱硫塔内除雾器性能研究

除雾器是湿法烟气脱硫(WFGD)系统内重要的设备之一,其性能对WFGD系统运行的可靠性有重要影响.利用Fluent6.2软件对新型伞罩型除尘脱硫塔内的三维两相流场进行数值模拟,气相采用RNG湍流模型,液相采用离散相模型,选择SIMPLE算法进行计算,分析塔内的折板除雾器和旋流板除雾器的速度场、压力场和液滴的分布情况.结果表明,烟气经过折板除雾器,产生了明显的压降,且在拐角区域湍流耗散强烈,是实现气液分离的关键区域;烟气经过旋流板除雾器,速度和压强分布具有良好的对称性,液滴被气流旋转抛向壁面实现气液分离.模拟结果对新型的WFGD除雾器的设计和运行具有一定的理论指导意义.     

不同制备条件对TiO2薄膜形貌结构、晶体结构及光电催化性能的影响

采用阳极氧化法以HNO3/乙二醇/水为电解液制备不同形貌特征的TiO2薄膜,研究阳极氧化电压、氧化时间和退火温度等参数对TiO2薄膜形貌结构的影响,并利用一级动力学反应进一步探究不同制备条件对光电催化活性的影响.利用场发射扫描电镜(SEM)对TiO2纳米薄膜形貌结构进行表征,并通过X射线衍射(XRD)分析TiO2纳米薄膜的晶相组成、晶粒尺寸.结果表明,不同制备条件对TiO2纳米薄膜的形貌结构有着显著的影响.阳极氧化电压与氧化时间交互影响其形貌结构和光催化活性.当阳极氧化电压为40 V、氧化10 rin,500℃退火1h制备得到的TiO2纳米薄膜光电催化活性最高.