【摘 要】
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本文根据中药三七的醇提取液的光催化除砷反应的工艺条件,提出了光催化反应器的设计原则,并对其结构进行了论证;针对反应物系与操作工艺过程的特点及其对结构的特殊要求,开发
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本文根据中药三七的醇提取液的光催化除砷反应的工艺条件,提出了光催化反应器的设计原则,并对其结构进行了论证;针对反应物系与操作工艺过程的特点及其对结构的特殊要求,开发了适合于上述过程的三维射流式的搅拌器,对该射流搅拌器的结构型式、功能及结构参数选择进行了分析。以搅拌混合机理和射流相关理论为基础,结合工艺过程特点及操作要求,提出了光催化反应器流场评价方法及射流搅拌器结构参数优化方案。论文借助计算流体力学分析,通过合理的模型简化,并运用k-ε双方程模型建立了能够表征光催化反应器单相射流流场的流体力学模型,并进行了模拟计算,通过不同进口流速下流场整体湍动状态的流体质点速度变化及总压降分析,确定了合理的进口流量值。在射流搅拌器主体结构尺寸不变的情况下,对射流搅拌器不同喷孔尺寸的流场行为进行了模拟分析,讨论了各方案流场的行为特征,确定了影响流场分布的主要因素,得到了相对优化的喷孔数与喷孔尺寸和较为适宜的流量分配。在此优化喷孔尺寸的基础上,论文还调整射流搅拌器的结构参数。通过分析三种不同喷孔间距的流场状态特征,得到了喷孔间距改变对射流流场影响的总体趋势及其对工艺操作所造成的影响,进而确定了本三维射流搅拌器相对优化的喷孔间距及相关结构参数。通过以上对光催化反应器流场的模拟分析与评价,得出的相对优化的三维射流搅拌器结构设计及操作参数,直接应用于实际生产过程的工业光催反应器设备设计开发,经现场设备开车运行考核评价,取得圆满成功。本文特殊过程装备设计研发方法也为其它类似过程提供了有益的借鉴。
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