内循环厌氧反应器的气_液_固三相流数值模拟研究_张敏华

内循环厌氧反应器的气_液_固三相流数值模拟研究_张敏华收稿日期：2014-08-30;修回日期：2015-09-30作者简介：张敏华(1963—)，男，吉林人，教授，博士生导师，E-mail:mhzhang@tju.edu.cn；甘瑶琼(1989—)，女，贵州人，硕士研究生联系人：李永辉(1970—)，男，硕士生导师，E-mail:liyh@tju.edu.cn第32卷第10期2015年10月28日计算机与应用化学ComputersandAppliedChemistryVol.32,No.10October28,2015内循环厌氧反应器的气-液-固三相流数值模拟研究张敏华，甘瑶琼，耿中峰，李永辉*(天津大学石油化工技术开发中心，绿色合成与转化教育部重点实验室，天津，300072)摘要：利用计算流体动力学(CFD)方法对内循环厌氧反应器气-液-固三相流进行了三维非稳态数值模拟研究，探索了迭代时间对内循环形成过程的影响，并重点考察了反应器内Z方向上流体力学特性及三相分离器对颗粒的截留作用。结果表明，反应器内液相及固相内循环均成功形成，CFD技术能够很好地应用于IC反应器的研究；且Z方向上，一级反应室及二级反应室内固相及气相体积分率随轴向高度增大变化不大，而在径向上存在较大波动；一级提气管内液相、固相及气相轴向速度均比二级提气管内大，气含率及固含率也较大，一级厌氧反应室起到主要的水处理作用；三相分离器及气液分离器的设计对于反应器效率影响较大。关键词：内循环厌氧反应器(ICReactor)；计算流体力学(CFD)；三相流；气-液-固中图分类号：TQ051.8文献标识码：A文章编号：1001-4160(2015)10-1153-1157DOI:10.11719/com.app.chem201510011引言内循环厌氧反应器(InternalCirculation,IC)在工业上具有大量的实际应用，如啤酒厂、废纸厂及生活污水等[1-2]污水处理。厌氧内循环反应器的技术核心[3]是利用反应器内所产沼气形成的气提作用，使得污泥颗粒及部分液体实现无附加外动力的内循环，从而达到改善反应器内部水力条件，强化过程传质的目的，同时可以增大颗粒污泥停留时间，从而保障反应器的高效运行。从目前国内研究现状来看，对IC反应器的研究主要集中在工艺条件的探讨及实际应用方面，关于IC反应器设计及流体力学特