不同分离装置对小型上流式厌氧污泥床反应器流场的影响  

作　　者：张泽宇 吴璇 王亚超 范显赫 李雪琴 来鈃 

机构地区：[1]广西科技大学机械与汽车工程学院,广西柳州545006

出　　处：《南方农机》2024年第21期13-17,共5页

基　　金：广西高等教育本科教学改革工程项目“‘新工科’背景下机械类专业复合型人才培养模式的探索与实践”(2023JGA228)。

摘　　要：【目的】通过对四种不同结构的分离装置进行流场分析,探讨它们对小型上流式厌氧污泥床(UASB)反应器内部气液流动性的影响。【方法】采用气液两相流模拟方法,对UASB反应器中的三相分离区域进行详细的流场模拟。通过比较不同分离装置结构下,分离区的涡旋分布、液体的流速与流向、气体体积分数分布、气体收集率的变化,深入分析它们对实验室规模UASB内部气液流动性的影响。【结果】四种分离装置的涡旋分布存在差异性。1)直筒型装置的沉降区存在较大涡旋,而插口型装置的沉降区无涡旋分布。锥口型与挡板型装置的差异在于后者的斜板与集气罩间存在小涡旋。2)锥口型、挡板型、直筒型分离装置在截面(Y=0.09 m、Y=0.125 m)上均呈现为下降流,插口型为上升流。3)四种分离装置在相同截面的液体垂直方向流速大小表现为插口型>直筒型>锥口型>挡板型。对于气体体积分布而言,锥口型和挡板型装置在集气罩内出现了气体聚集,这意味着气体更易从出口处释出。4)四种分离装置的气体收集率存在明显差异,具体表现为挡板型>锥口型>直筒型>插口型。【结论】分离装置的结构对反应器内涡旋分布、液体的流速与流向、气体体积分数分布、气体收集率均具有显著影响。挡板型分离装置可有效改善液体流动,并显著提高气体收集率。这一发现对于实验室规模UASB的进一步设计和优化具有重要的指导意义。

关 键 词：分离装置 上流式厌氧污泥床(UASB)反应器 气液两相流 气体收集率 

分 类 号：S252[农业科学—农业机械化工程]