氯碱工业离子膜电解槽内气液两相流动特性
本文关键词: 氯碱工业 电解槽 两相流 压力波动 出处:《高校化学工程学报》2017年01期 论文类型:期刊论文
【摘要】:为验证数值模拟结果的正确性,建立了氯碱工业离子膜电解槽冷模实验装置,对电解槽内液体速度和气含率进行了实验测量,实验数据验证了模拟结果。利用实验和数值模拟方法对不同工况下气含率和气体体积分布进行了研究;对循环板上开口处膜侧瞬时压力进行了监测,分析了该处压力波动特性。结果表明,随着气液流量增大,电解槽内气含率增大,顶部气体滞留层增厚。当电流密度为10 k A×m~(-2)时,槽内气含率达到9.08%,为4.5 k A×m~(-2)时的近3倍。气体体积分数沿电解槽竖直方向逐渐增大,在膜与槽板夹角处最大。循环板上开口处膜侧压力信号波动明显,高频脉动主要由液体流动引起,低频脉动主要由气体流动引起。
[Abstract]:In order to verify the correctness of the numerical simulation results, a cold model experiment device for the chlor-alkali industrial ionic membrane electrolyzer was established. The liquid velocity and gas holdup in the electrolyzer were measured experimentally. The experimental data verify the simulation results. The gas holdup and gas volume distribution under different working conditions are studied by means of experiment and numerical simulation, and the instantaneous pressure of the membrane side at the opening of the circulating plate is monitored. The characteristics of pressure fluctuation are analyzed. The results show that with the increase of gas-liquid flow rate, the gas holdup in the electrolytic cell increases and the gas retention layer at the top increases. When the current density is 10 Ka 脳 m ~ (2), The gas holdup in the tank reaches 9.08, which is nearly three times as high as that at 4.5 Ka 脳 m ~ (-2). The volume fraction of the gas increases gradually along the vertical direction of the electrolytic cell, and the maximum angle is found between the film and the plate. The pressure signal of the membrane at the opening of the circulating plate fluctuates obviously. The high frequency pulsation is mainly caused by liquid flow, and the low frequency pulsation is mainly caused by gas flow.
【作者单位】: 沈阳化工大学化学工程学院;蓝星(北京)化工机械有限公司;蓝星沈阳轻工机械设计研究所;
【基金】:辽宁省高校创新团队支持计划资助项目(LT2013010) 国家自然科学基金(51406125) 辽宁省自然科学基金(201602596)
【分类号】:TQ114.262
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,本文编号:1505866
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