论文部分内容阅读
折流式UV-Fenton反应器是一种自主研发的高效处理难降解有机废水的通用型内循环芬顿反应器,集成多相UV-Fenton技术,对垃圾渗滤液等高浓度有机废水具有良好的处理效果。但由于该型反应器内部折流式导流结构比较复杂,其结构设计主要依赖于部分实验结果,目前对该型反应器的结构及流体力学性能的研究较少。本文首先采用气液两相数值模拟方法对二套筒折流式JV-Fenton反应器进行研究分析,探明反应器的高径比、内外套筒直径比、环隙比和导流筒脱气高度与内径比等结构参数与流体力学性能参数之间的关系,进而对反应器的结构进行优化。然后,采用气液固三相数值模拟方法对二套筒折流式JV-Fenton反应器(以下简称二套筒反应器)与三套筒折流式UV-Fenton反应器(以下简称三套筒反应器)进行对比研究,分析并总结出三套筒反应器中间套筒的脱气高度与流体力学性能参数之间的关系。气液两相模拟结果表明：较大的高径比能够使升流区液速过渡平稳,增加气相分布范围；合适的内外套筒直径比能够平衡反应器的升流区与降流区流体流量；较大的环隙比能提高反应器底部流化速度,但湍动能及其耗散率则存在合理区间；导流筒脱气高度与内径比对反应器顶部液速分布和升流区气含率影响较大。本文确定的折流式UV-Fenton反应器最佳结构参数是高径比为3.5,内外套筒直径比为0.4,环隙比为3和导流筒脱气高度与内径比为0.5。气液固三相模拟结果表明：设有中间套筒的三套筒反应器,在固相催化剂循环利用率、循环液速和能耗等方面的性能均优于两套筒反应器；另外,具有较小的中间套筒脱气高度的反应器,其分流作用较强,固相回流率和循环液速均较高,有利于改善循环催化反应效率,提高废水处理效果。本文基于CFD技术对折流式UV-Fenton反应器进行了深入研究,探索该型反应器结构参数对流体力学性能参数的影响,为反应器的结构优化和模型放大提供理论依据。与实验室制作不同反应器模型进行结构优化的方法相比,采用CFD技术节省了设计时间和经济成本。