氧化碳接触池气液两相流场的cfd模拟及优化分析

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1、IR学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密口，在——年解密后适用本授权书。2、不保密团。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：日期：2驴f1年‘月g日导师签名：伽杉擘醐枷fI引月7日二氧化碳接触池气液两相流场的CFD模拟及优化研究摘要本课题针对再矿化工艺中的

2、二氧化碳接触池气液两相流场及曝气方式进行研究，具体研究内容如下：(1)运用CFD模拟软件对不同构造二氧化碳接触池进行示踪模拟；(2)以CFD模拟软件对不同构造二氧化碳接触池进行气液两相模拟；(3)通过示踪实验验证二氧化碳接触池停留时间分布函数；(4)通过两相实验对二氧化碳溶解进行研究。本研究以CFD软件为模拟软件，针对二氧化碳接触池不同池型进行了示踪模拟及气液两相模拟，通过模拟得出：(1)二氧化碳接触池长宽比宜控制在1=L／w=2。综合考虑水流流态和经济性认为采用3个反应室是比较合理和科学的。3个反应室比例为2：5：5时水力状

3、态比较好。(2)气水比较小时，池内气体体积分数较小，气体分布很不均匀。随着气水比的增大；气体分布也越来越均匀，但气水比太大会造成气液两相的分离，不利于气体溶解。接触池内的气水比范围控制在O．04一O．08之间是比较合理的。示踪实验得到分别投加氯化钠0．2mol、0．4mol时的停留时间分布函数曲线，并与模拟得到的停留时间分布函数曲线进行比较，结果比较接近，说明模拟二氧化碳接触池示踪实验评估二氧化碳溶解效率和效果是可行的。对不同曝气量下的曝气方式进行优化研究，通过两相实验得出如下结论：(1)随着气水比的增大，溶解量也相应增大，但

4、曝气效率却不断降低。(2)二氧化碳接触池内曝气点越多，二氧化碳与水的接触面积越大，每个曝气点处的气体分压也越小，在水中溶解的气体体积也就越多。(3)在接触池内3个曝气室同时曝气时二氧化碳的溶解量及曝气效率均要高于任意两个曝气室曝气及1个曝气室单独曝气。曝气室1对二氧化碳溶解的影响要大于曝气室2及曝气室3。(4)接触池进行曝气时，应优先增大曝气室1的曝气量，再增大曝气室2，最后考虑增大曝气室3的曝气量。曝气室1的曝气量不是越大越好，我们认为当曝气室1的曝气量占曝气总量百分比为40％

5、二氧化碳接触池；曝气效率；气水比；停留时间；曝气室硕l：学位论文AbstractThistopicaccordingt0carbondioxidecontacttankgas-liquidtw0．phaseflowfieldandaerationsystem0fRemineralizationprocessisstudied，thespecificcontentsareasfbllows：(1)Simulationforthetracerofdifferentstructufescarbondioxidecontacttank

6、byusingCFDsimulationsoftware；(2)Simulationfbrgas-liquidtwo-phaseofdifferentstructurescarbondioxidecontacttankbyusingCFDsimulationsoftware；(3)Vbrifyingcarbondioxidecontacttankresidencetimedistributionfhnctionbytracerexperiment；(4)Thedissolutionofcarbondioxideincarbon

7、dioxidccontacttankwerestudied．bytwo-phascexperiment．Simulationfbrthetracerandforgas—liquidtw0·phaseofdifferentstructurescarbondioxidecontacttankbyusingCFDsimulationsoftwarein．thisstudy．Wecanobtainasf6llows：(1)TheLength·WidthRatioofcarbondioxidecontacttankshouldbecon

8、trolledin1=L／W=2．Comprehensiveconsideratjononthewaterflowpattemandeconomyholdsthatthatthereactionchamberusing3ismorereasonableandscientifi