EGSB生物制氢反应器流场数值模拟与优化
发布时间：2020-12-31 07:17
氢气是清洁、高效、可再生能源,也是化石燃料的理想替代品之一。生物制氢具有回收能源和净化环境的双重功效。提高生物产氢能力、降低制氢成本是生物制氢技术发展的关键因素。当前,关于生物制氢机理与产氢菌的研究报道甚多,但是鲜见关于生物制氢反应器物理性质的研究报道。研究和了解生物制氢反应器的运行机理是成功开展反应器设计与运行的先决条件。对于一个已经确定的生物处理过程,反应器必须能够提供最佳的剪切效应,良好的传质与混合环境,包括pH、温度和基质浓度的合理调控。目前,虽然已有很多的生物制氢反应器投入使用,但是绝大多数都是由半经验公式设计而成,关于此类反应器流体力学参数的定量分析甚少涉及。针对以上问题,本论文以EGSB生物制氢反应器为研究对象,借助计算流体力学工具,首次构建了EGSB反应区三相流体力学模型和EGSB全反应器三相流体力学-反应动力学耦合模型。并借助模型,开展EGSB生物制氢反应器流场数值模拟与优化研究。为获取反应器优质流场,提高生物产氢效能,选取合适的水力停留时间,至关重要。当水流上升流速适中时,颗粒污泥之间的相互扰动和轴向脉动较小,但同较低液面上流速度相比,液体的混合和紊动程度较好,同较...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
LDA测量与CFD模拟结果对照Fig.1-1FlowpatterncomparisonbetweenLDAmeasurementsandCFDprediction
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文布图像。通过测定流场所引起的许多电位，ERT 可用于阐明反应器内的电阻ERT 能辨别三维情况下的不同混合模式，Holden 等人[75]检测生产规模可混混合工艺，在一个新型固定床反应器的大尺寸物理模型中，设置 8 块测量板上面有 16 个电极，利用 ERT 技术进行流动测定。所获得的电导率层析图像量显示通过反应器的流态，证明 ERT 具有良好的时空辨析率，参见图 1-2solet 等人[76]研究关于气泡床反应器中流变学对气体流态影响的试验分析，利压探头和 ERT 两种试验技术来确定反应器的平均气含率，此外，ERT 还能供柱截面内的气相的二维图像。Stanley 等人[77]利用一种最新开发的 ERT 系一个搅拌式生化反应器的三维流体空间内生成并分析大约 2500 个数据点，了详细的流场测量数据。
艺实验的手段间接验证数值模拟结果。还有一些研究虽然应用 CFD 技术与实验数据进行比较验证，处于理论STR 反应器的数值模拟；Wells 和 Ra验测量联合技术应用现状 测量技术等实验测量技术的结合，已用并取得了很好的效果，充分体现了用 CFD 与 PIV 结合技术对化工反应粒子成像测速技术（PIV）和稳态法流时的流场、温度场。饶麒等[86]对搅 1-3 UV 技术显示的 CSTR 反应器流场形w pattern illuminated using UV Fluorescenc
【参考文献】：
期刊论文
[1]20℃EGSB反应器中颗粒污泥的微生物种群结构分析[J]. 邢薇,左剑恶,林甲,李津. 环境科学. 2008(09)
[2]厌氧悬浮床反应器的膨胀模型研究[J]. 王凯军,贺延龄,江翰,阎中. 环境工程学报. 2008(03)
[3]计算流体力学在水处理反应器优化设计运行中的应用[J]. 冯骞,薛朝霞,汪翙. 水资源保护. 2006(02)
[4]有机负荷及水力条件对EGSB运行效果影响的研究[J]. 江瀚,王凯军,倪文,石宪奎. 环境污染治理技术与设备. 2005(01)
[5]Rushton桨搅拌槽内平均流场的二维PIV试验研究[J]. 高殿荣,王益群,Acharya Sumanta. 机械工程学报. 2004(12)
[6]搅拌槽内黏性流体流动的DPIV测量与CFD模拟[J]. 饶麒,樊建华,王运东,费维扬. 化工学报. 2004(08)
[7]用计算流体力学法建立热管生物反应器传热数学模型[J]. 王煜,许克,李冰峰,张赣道. 化学工程. 2004(03)
[8]海水脱硫曝气池流场的CFD分析[J]. 张小可,姚彤. 动力工程. 2004(02)
[9]大型海水淡化装置流场数值模拟及其优化[J]. 庞虹,姚征. 地质灾害与环境保护. 2004(01)
[10]PIV技术的几种实现方法[J]. 孙鹤泉,沈永明,王永学,康海贵,李广伟. 水科学进展. 2004(01)
博士论文
[1]典型废水厌氧处理反应器流场分析与优化研究[D]. 张冰.哈尔滨工业大学 2009
[2]附着型和颗粒型膨胀床生物制氢反应器的运行调控[D]. 郭婉茜.哈尔滨工业大学 2008
[3]水流对混凝沉淀影响研究[D]. 詹咏.河海大学 2001
硕士论文
[1]沉淀池重要结构参数研究[D]. 何国建.河海大学 2004
本文编号：2949208
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
LDA测量与CFD模拟结果对照Fig.1-1FlowpatterncomparisonbetweenLDAmeasurementsandCFDprediction
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文布图像。通过测定流场所引起的许多电位，ERT 可用于阐明反应器内的电阻ERT 能辨别三维情况下的不同混合模式，Holden 等人[75]检测生产规模可混混合工艺，在一个新型固定床反应器的大尺寸物理模型中，设置 8 块测量板上面有 16 个电极，利用 ERT 技术进行流动测定。所获得的电导率层析图像量显示通过反应器的流态，证明 ERT 具有良好的时空辨析率，参见图 1-2solet 等人[76]研究关于气泡床反应器中流变学对气体流态影响的试验分析，利压探头和 ERT 两种试验技术来确定反应器的平均气含率，此外，ERT 还能供柱截面内的气相的二维图像。Stanley 等人[77]利用一种最新开发的 ERT 系一个搅拌式生化反应器的三维流体空间内生成并分析大约 2500 个数据点，了详细的流场测量数据。
艺实验的手段间接验证数值模拟结果。还有一些研究虽然应用 CFD 技术与实验数据进行比较验证，处于理论STR 反应器的数值模拟；Wells 和 Ra验测量联合技术应用现状 测量技术等实验测量技术的结合，已用并取得了很好的效果，充分体现了用 CFD 与 PIV 结合技术对化工反应粒子成像测速技术（PIV）和稳态法流时的流场、温度场。饶麒等[86]对搅 1-3 UV 技术显示的 CSTR 反应器流场形w pattern illuminated using UV Fluorescenc
【参考文献】：
期刊论文
[1]20℃EGSB反应器中颗粒污泥的微生物种群结构分析[J]. 邢薇,左剑恶,林甲,李津. 环境科学. 2008(09)
[2]厌氧悬浮床反应器的膨胀模型研究[J]. 王凯军,贺延龄,江翰,阎中. 环境工程学报. 2008(03)
[3]计算流体力学在水处理反应器优化设计运行中的应用[J]. 冯骞,薛朝霞,汪翙. 水资源保护. 2006(02)
[4]有机负荷及水力条件对EGSB运行效果影响的研究[J]. 江瀚,王凯军,倪文,石宪奎. 环境污染治理技术与设备. 2005(01)
[5]Rushton桨搅拌槽内平均流场的二维PIV试验研究[J]. 高殿荣,王益群,Acharya Sumanta. 机械工程学报. 2004(12)
[6]搅拌槽内黏性流体流动的DPIV测量与CFD模拟[J]. 饶麒,樊建华,王运东,费维扬. 化工学报. 2004(08)
[7]用计算流体力学法建立热管生物反应器传热数学模型[J]. 王煜,许克,李冰峰,张赣道. 化学工程. 2004(03)
[8]海水脱硫曝气池流场的CFD分析[J]. 张小可,姚彤. 动力工程. 2004(02)
[9]大型海水淡化装置流场数值模拟及其优化[J]. 庞虹,姚征. 地质灾害与环境保护. 2004(01)
[10]PIV技术的几种实现方法[J]. 孙鹤泉,沈永明,王永学,康海贵,李广伟. 水科学进展. 2004(01)
博士论文
[1]典型废水厌氧处理反应器流场分析与优化研究[D]. 张冰.哈尔滨工业大学 2009
[2]附着型和颗粒型膨胀床生物制氢反应器的运行调控[D]. 郭婉茜.哈尔滨工业大学 2008
[3]水流对混凝沉淀影响研究[D]. 詹咏.河海大学 2001
硕士论文
[1]沉淀池重要结构参数研究[D]. 何国建.河海大学 2004
本文编号：2949208
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/xnylw/2949208.html
