内循环气升式环流反应器生物降解苯酚废水过程的计算传质学模拟研究

• 作者: 张超 刘有智 焦纬洲 张巧玲
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 内循环气升式环流反应器 传质 计算流体力学 湍流扩散系数 降解
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 流体力学与传递现象
• 页码范围: 965-974
• 页数: 9页
• 分类号: TQ021.4
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20200716

摘要

利用计算传质学方法对内循环气升式环流反应器（ILALR）内生物降解苯酚废水过程进行了研究。采用欧拉多相流模型结合RNG k-ε湍流模型对ILALR中气-液两相流动过程进行模拟，采用气泡群平衡模型（PBM）对反应器内气泡的尺寸分布进行预测。利用近年来提出的计算传质学c2¯¯¯-εc模型对湍流扩散系数进行计算，从而摆脱了传统需要预估湍流Schmidt数的经验方法。模拟得到的液相苯酚和菌体浓度与实验测量值吻合良好，从而证明了所建立模型的有效性。研究结果表明ILALR内湍流传质过程中湍流扩散系数及湍流Schmidt数并非常数，因此基于传递相似性假设得到的湍流Schmidt数经验模型不适用于ILALR内湍流传质过程的模拟。模拟得到的ILALR中液相剪应力随表观气速的增大而增大，局部最大值出现在导流筒的上部。