基于反应工程法的脱硫废水液滴蒸发特性数值研究

采用数值模拟方法研究了干燥塔进口烟气温度、进口烟气流量、塔径对某燃煤电厂脱硫废水旋转喷雾蒸发设备中液滴蒸发特性的影响。为完善液滴蒸发传热传质模型,使用反应工程法(REA)中的液滴表观活化能函数描述液滴的传热传质过程,并将其编译到离散相计算过程中。结果表明:提高进口烟气温度与进口烟气流量,可缩短液滴的蒸发停留时间和竖直蒸发距离;增大干燥塔塔径可延长高温烟气在塔内的停留时间,增大旋流强度,进而加快液滴的换热蒸发过程。

盐水液滴蒸发析晶实验研究及其反应工程法的单液滴模型

为建立适用于盐水喷雾蒸发数值模拟的单液滴蒸发模型,开展了NaCl溶液的单液滴蒸发析晶研究。首先,搭建了可同时测量液滴质量、温度、粒径的单液滴蒸发可视化实验平台,基于液滴的流致振动特性,提出了利用低通滤波改善振动信号对质量测量影响的方法;其次,开展了初始质量分数为10%的NaCl溶液液滴蒸发实验,明确了盐分析出对液滴温度、粒径和蒸发率的影响规律;最后,基于实验数据,获得了相对活化能和无量纲粒径随液滴干基含水率的变化关系,并建立了NaCl溶液液滴的反应工程法模型。数值模拟结果表明:所提模型预测结果的最大相对误差小于8%。该实验平台可为含析出性溶质液滴干燥过程中的质量测量提供重要借鉴,所提出的反应工程法模型也可用于NaCl溶液喷雾干燥的大规模高效数值计算。

反应工程法在研究中药喷雾干燥过程中单液滴干燥行为的应用展望

喷雾干燥技术是中药制剂生产最常用单元操作之一,具有干燥时间短、产品品质均一等优势。然而,由于中药提取物具有黏度大、吸湿性强、流动性差等性质,从药企生产的宏观角度解决喷雾干燥尚存在的粘壁、结块等问题空间非常有限。因此,从单液滴蒸发行为的微观角度研究喷雾干燥进而优化工艺成为趋势。基于反应工程法的单液滴干燥系统作为一种新的液滴研究方法,通过采集中药单颗液滴在干燥过程的参数数据,采用反应工程法(reaction engineering approach,REA)对数据处理建立预测模型,是研究中药喷雾干燥机制的重要手段。因此该文总结分析了各类单液滴系统的特点、 REA在单液滴干燥系统中的应用,及其在中药喷雾干燥领域对优化工艺、预测干燥状态、缩短研发周期的重要意义。展望了该方法的前景,包括新参数、新成像技术的引入等,以期为该方法在中药喷雾干燥领域的深入研究提供参考。

高效厌氧反应+高塔好氧法处理玉米深加工废水工程实例

采用高效厌氧反应+高塔好氧法处理玉米深加工废水,总处理水量为11159 m^3/d,第一类废水共计约6,261 m^3/d,COD为9000~9500mg/L;第二类废水共计约4,898 m^3/d,COD为2000~2500 mg/L。废水处理后pH=6.0~9.5,COD<300 mg/L,NH3-N<15 mg/L,TP<5 mg/L,SS<250 mg/L,BOD<200 mg/L,达到污水排入城镇下水道水质标准(CJ_343-2010)。

脱硫废水旋转喷雾蒸发特性数值模拟

利用反应工程法(REA)建立脱硫废水液滴传热传质蒸发模型,分析液滴的蒸发过程,利用计算流体力学(CFD)方法将模型进行编程模拟计算,并利用该模型对某电厂600 MW机组的脱硫废水蒸发过程进行模拟,研究干燥塔进口烟气温度、处理废水量等蒸发工艺参数对干燥塔内流场和废水雾滴运动与蒸发的影响特性。研究结果表明:脱硫废水液滴在蒸发过程中存在等速和降速两个明显的蒸发阶段;进口烟气温度主要通过影响传热过程影响液滴群的蒸发效果,进口烟气温度越高,塔内沿程平均温度越高;处理废水量主要是通过影响传质过程影响液滴群的蒸发效果,处理废水量越大,塔内的湿度越大。

入口旋流对均一粒径液滴喷雾干燥塔影响的数值模拟

均一粒径液滴喷雾干燥塔(MDSD)在生产均匀尺寸颗粒产品中发挥着较大优势,进一步优化其干燥过程操作尤为重要。集成离散相(DPM)和反应工程法(REA)干燥方法,通过耦合分散室和主干燥室模型,本研究开发了完整的MDSD三维计算流体力学模型。并系统探究了在干燥过程中分散气旋流、热空气旋流以及二者共同旋流对颗粒运动和最终干燥效果的影响。模拟结果表明,在30°入射角下加入旋流效果最优。同时引入分散室和干燥室旋流后发现,同向旋流比反向旋流带来的干燥效果提升2%,更比无旋流操作下的干燥效果提升30%。欲达到同样的干燥效果,引入同向旋流,塔身可缩短近12%。

脱硫废水液滴旋转喷雾蒸发的数值模拟

以江苏某燃煤电厂的脱硫废水旋转喷雾蒸发设备为研究对象,对液滴蒸发效果的影响因素开展数值模拟研究。通过用户自定义函数(UDF)的方法将反应工程法(REA)编译到Fluent DPM模型中,完善废水液滴蒸发过程的传热和传质数学模型;研究烟气分布器导流板偏转角度、雾化盘旋转方向等对液滴蒸发效果的影响。研究结果表明:REA-DPM模型能够准确地描述废水液滴的蒸发过程,与电厂现场测试结果的相对误差在5%以内,说明模型的可靠性较好;增大外导流板偏转角度,有利于增强烟气旋流强度,缩短液滴竖直蒸发距离,实现更好的液滴蒸发效果;液滴射流方向与烟气旋流方向相反时,液滴运动要克服烟气旋流,有利于避免液滴碰壁的发生,并且逆向流动的对流换热作用更强,能促进液滴的蒸发。