二氧化碳接觸池氣液兩相流場的CFD模擬及優(yōu)化研究.pdf

1、本課題針對(duì)再礦化工藝中的二氧化碳接觸池氣液兩相流場及曝氣方式進(jìn)行研究，具體研究內(nèi)容如下：(1)運(yùn)用CFD模擬軟件對(duì)不同構(gòu)造二氧化碳接觸池進(jìn)行示蹤模擬；(2)以CFD模擬軟件對(duì)不同構(gòu)造二氧化碳接觸池進(jìn)行氣液兩相模擬：(3)通過示蹤實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證二氧化碳接觸池停留時(shí)間分布函數(shù)；(4)通過兩相實(shí)驗(yàn)對(duì)二氧化碳溶解進(jìn)行研究。
　　 本研究以CFD軟件為模擬軟件，針對(duì)二氧化碳接觸池不同池型進(jìn)行了示蹤模擬及氣液兩相模擬，通過模擬得出：(1)二氧化碳

2、接觸池長寬比宜控制在1=L/W=2。綜合考慮水流流態(tài)和經(jīng)濟(jì)性認(rèn)為采用3個(gè)反應(yīng)室是比較合理和科學(xué)的。3個(gè)反應(yīng)室比例為2:5:5時(shí)水力狀態(tài)比較好。(2)氣水比較小時(shí)，池內(nèi)氣體體積分?jǐn)?shù)較小，氣體分布很不均勻。隨著氣水比的增大，氣體分布也越來越均勻，但氣水比太大會(huì)造成氣液兩相的分離，不利于氣體溶解。接觸池內(nèi)的氣水比范圍控制在0.04-0.08之間是比較合理的。
　　 示蹤實(shí)驗(yàn)得到分別投加氯化鈉0.2mol、0.4mol時(shí)的停留時(shí)間分布函

3、數(shù)曲線，并與模擬得到的停留時(shí)間分布函數(shù)曲線進(jìn)行比較，結(jié)果比較接近，說明模擬二氧化碳接觸池示蹤實(shí)驗(yàn)評(píng)估二氧化碳溶解效率和效果是可行的。
　　 對(duì)不同曝氣量下的曝氣方式進(jìn)行優(yōu)化研究，通過兩相實(shí)驗(yàn)得出如下結(jié)論：(1)隨著氣水比的增大，溶解量也相應(yīng)增大，但曝氣效率卻不斷降低。(2)二氧化碳接觸池內(nèi)曝氣點(diǎn)越多，二氧化碳與水的接觸面積越大，每個(gè)曝氣點(diǎn)處的氣體分壓也越小，在水中溶解的氣體體積也就越多。(3)在接觸池內(nèi)3個(gè)曝氣室同時(shí)曝氣時(shí)二氧化