固定与移动式旋环流高效增氧布气系统的研发与应用评价
发布时间：2023-06-15 22:02
传统的增氧模式都是固定位点增氧,通过机械搅拌或射流混合及鼓泡混合等技术强化湍流提高混合增氧效果,只适合于小水量或小面积水域增氧,在大面积水域增氧采用固定多点布气,存在投资大、增氧不均匀以及运行维护成本高等问题。开发大水体或宽水域高效增氧的过程强化技术对于水体污染治理、水产养殖及生物发酵领域具有重要意义。溶氧双膜理论认为氧气在水中的传质阻力主要集中在液膜一侧,维持高的气液传质推动力、增大气液接触面积以及延长气液接触时间是高效增氧的关键,利用机械或流体动力方法增加湍流强度可以提高增氧效果。当溶解氧浓度越接近水体氧饱和浓度,传质推动力越小,溶氧效率越低,增氧时间越长,能耗越高。基于前期研究基础,本论文以水体混合增氧为研究体系,通过固定式高效旋环流及移动增氧布气装置的结构及条件优化打破了传统增氧布气能耗高,溶氧效率低,大容量及宽水域均匀布气增氧困难等技术瓶颈,开发出了新型高效旋环流增氧布气装置系统及使用技术。新型增氧装置是利用液泵和空压机分别输送液体与气体至双流道一体化的旋转喷头中,动力喷嘴喷出的液流推动喷头旋转同时,溅射形成湍流,与此同时,射流喷嘴沿径向及周边喷出的多股射流束以及动力喷嘴上的...
【文章页数】：107 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 课题背景
1.1 引言
1.2 增氧的意义
1.2.1 增氧在水体治理与污水处理中的意义
1.2.2 增氧在水产养殖中的意义
1.2.3 增氧在好氧发酵中的意义
1.2.4 增氧在水稻种植中的意义
1.3 溶氧理论的发展
1.3.1 Fick定律
1.3.2 双膜理论
1.4 增氧方式和增氧设备
1.4.1 增氧方式
1.4.2 水产养殖中的增氧设备
1.4.3 污水处理中的曝气增氧设备
1.4.4 好氧发酵的供氧设备
1.4.5 新型旋射流技术与装备
1.5 课题的提出
第二章 新型旋环流增氧装置的结构及性能评价方法
2.1 引言
2.2 旋环流增氧装置系统
2.2.1 实验装置及实验药品
2.2.2 双流道旋射液布气喷头结构
2.3 实验方案
2.4 旋环流增氧装置性能参数测量方法
2.4.1 管路流量和压力的测量
2.4.2 旋射流布气喷头转速的测量
2.4.3 气体分布直径的测量
2.4.4 混合时间的测量
2.4.5 混合准数
2.4.6 溶氧曲线的测绘
2.4.7 氧质量转移系数KLa的计算
2.4.8 增氧能力的计算
2.4.9 系统实际功率的测量
2.4.10 动力效率的计算
2.4.11 氧利用率的计算
第三章 新型旋环流增氧装置的优化及增氧性能评价
3.1 旋射流布气喷头的优化
3.1.1 旋射流布气喷头主体材质优化
3.1.2 旋射流布气喷头轴承优化
3.1.3 气体环隙出口面积优化
3.2 液泵及空压机在不同流量下的实际功率
3.3 旋射流布气喷头的转速
3.3.1 液体流量对转速的影响
3.3.2 气体流量对转速的影响
3.4 气液流量对增氧性能的影响
3.4.1 溶氧曲线
3.4.2 气体分布直径测定
3.4.3 氧利用率分析
3.4.4 增氧性能分析
3.5 喷头安装深度对增氧性能的影响
3.5.1 深度对溶氧曲线的影响研究
3.5.2 深度对氧利用率的影响
3.5.3 不同深度的增氧性能比较
3.6 顶端喷嘴个数对增氧性能的影响
3.6.1 喷嘴分布对于溶氧曲线的影响
3.6.2 气体分布直径
3.6.3 氧利用率
3.6.4 增氧性能
3.7 加装围套及多层喷嘴旋射流布气喷头的增氧性能
3.7.1 多层喷嘴的围套旋射流布气喷头的溶氧曲线
3.7.2 多层喷嘴的围套旋射流布气喷头的气体分布直径
3.7.3 多层喷嘴的围套旋射流布气喷头的氧利用率分析
3.7.4 多层喷嘴的围套旋射流布气喷头的增氧性能
3.8 旋射流布气喷头的移动增氧模式
3.8.1 不同移动速度下的溶解氧曲线
3.8.2 不同移动速度下的氧利用率
3.8.3 不同移动速度下的增氧性能
3.8.4 50亩水域移动增氧测算
3.9 旋环流增氧装置工作原理与应用潜力
3.10 本章小结
第四章 新型旋环流增氧装置在发酵工业中的应用评价
4.1 引言
4.2 机械搅拌通气系统的混合增氧性能评价
4.2.1 机械布气搅拌系统混合性能评价
4.2.2 机械搅拌布气系统的增氧性能
4.3 原通气系统上加装旋射流布气喷头的混合性能及增氧性能
4.3.1 加装旋射流布气喷头的混合性能评价
4.3.2 加装旋射流布气喷头的增氧性能评价
4.4 旋环流增氧装置的混合性能及增氧性能
4.4.1 旋环流增氧装置的混合性能评价
4.4.2 旋环流增氧装置系统的增氧性能
4.5 旋环流增氧装置在发酵中的应用
4.5.1 试验过程中的溶氧监测
4.5.2 试验结果分析
4.6 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
硕士期间科研成果
致谢
本文编号：3833755
【文章页数】：107 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 课题背景
1.1 引言
1.2 增氧的意义
1.2.1 增氧在水体治理与污水处理中的意义
1.2.2 增氧在水产养殖中的意义
1.2.3 增氧在好氧发酵中的意义
1.2.4 增氧在水稻种植中的意义
1.3 溶氧理论的发展
1.3.1 Fick定律
1.3.2 双膜理论
1.4 增氧方式和增氧设备
1.4.1 增氧方式
1.4.2 水产养殖中的增氧设备
1.4.3 污水处理中的曝气增氧设备
1.4.4 好氧发酵的供氧设备
1.4.5 新型旋射流技术与装备
1.5 课题的提出
第二章 新型旋环流增氧装置的结构及性能评价方法
2.1 引言
2.2 旋环流增氧装置系统
2.2.1 实验装置及实验药品
2.2.2 双流道旋射液布气喷头结构
2.3 实验方案
2.4 旋环流增氧装置性能参数测量方法
2.4.1 管路流量和压力的测量
2.4.2 旋射流布气喷头转速的测量
2.4.3 气体分布直径的测量
2.4.4 混合时间的测量
2.4.5 混合准数
2.4.6 溶氧曲线的测绘
2.4.7 氧质量转移系数KLa的计算
2.4.8 增氧能力的计算
2.4.9 系统实际功率的测量
2.4.10 动力效率的计算
2.4.11 氧利用率的计算
第三章 新型旋环流增氧装置的优化及增氧性能评价
3.1 旋射流布气喷头的优化
3.1.1 旋射流布气喷头主体材质优化
3.1.2 旋射流布气喷头轴承优化
3.1.3 气体环隙出口面积优化
3.2 液泵及空压机在不同流量下的实际功率
3.3 旋射流布气喷头的转速
3.3.1 液体流量对转速的影响
3.3.2 气体流量对转速的影响
3.4 气液流量对增氧性能的影响
3.4.1 溶氧曲线
3.4.2 气体分布直径测定
3.4.3 氧利用率分析
3.4.4 增氧性能分析
3.5 喷头安装深度对增氧性能的影响
3.5.1 深度对溶氧曲线的影响研究
3.5.2 深度对氧利用率的影响
3.5.3 不同深度的增氧性能比较
3.6 顶端喷嘴个数对增氧性能的影响
3.6.1 喷嘴分布对于溶氧曲线的影响
3.6.2 气体分布直径
3.6.3 氧利用率
3.6.4 增氧性能
3.7 加装围套及多层喷嘴旋射流布气喷头的增氧性能
3.7.1 多层喷嘴的围套旋射流布气喷头的溶氧曲线
3.7.2 多层喷嘴的围套旋射流布气喷头的气体分布直径
3.7.3 多层喷嘴的围套旋射流布气喷头的氧利用率分析
3.7.4 多层喷嘴的围套旋射流布气喷头的增氧性能
3.8 旋射流布气喷头的移动增氧模式
3.8.1 不同移动速度下的溶解氧曲线
3.8.2 不同移动速度下的氧利用率
3.8.3 不同移动速度下的增氧性能
3.8.4 50亩水域移动增氧测算
3.9 旋环流增氧装置工作原理与应用潜力
3.10 本章小结
第四章 新型旋环流增氧装置在发酵工业中的应用评价
4.1 引言
4.2 机械搅拌通气系统的混合增氧性能评价
4.2.1 机械布气搅拌系统混合性能评价
4.2.2 机械搅拌布气系统的增氧性能
4.3 原通气系统上加装旋射流布气喷头的混合性能及增氧性能
4.3.1 加装旋射流布气喷头的混合性能评价
4.3.2 加装旋射流布气喷头的增氧性能评价
4.4 旋环流增氧装置的混合性能及增氧性能
4.4.1 旋环流增氧装置的混合性能评价
4.4.2 旋环流增氧装置系统的增氧性能
4.5 旋环流增氧装置在发酵中的应用
4.5.1 试验过程中的溶氧监测
4.5.2 试验结果分析
4.6 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
硕士期间科研成果
致谢
本文编号：3833755
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