论文总字数：18479字

摘 要

本文首先对自然循环系统进行介绍，并对该装置的工艺流程及自然循环系统构成主要部件作用作了描述。接下来为进行湿式氧化自然循环系统反应装置进行结构解析计算，整个计算过程包括，确定换热设备的物性数据；总传热系数的计算等计算；气液分离器的选取；受压元件的材料选定及数据选择。并且建立几何模型，对反应器及下降管段进行网格的划分。然后使用Fluent软件，进行数值模拟中物性参数、区域条件及边界条件的设置。最后进行迭代计算，观察其收敛情况。采用数值模拟计算和Fluent工程软件结合的方法对湿式氧化自然循环系统反应装置部分结构进行了速度场的模拟，得出了在速度场中的分布情况。最后分析数值模拟结果，得出在理想状态下，温度一定，设备结构尺寸，设备高度以及输送物料管子合理选取，对湿式氧化反应装置自循环的产生能达到很大的推动作用。这为湿式氧化反应装置的改进提供了非常重要的依据。

关键词：湿式氧化技术；氧化反应装置；自循环

Abstract

In this paper, the natural circulation system is introduced, and the process of the device and the main components of the natural circulation system are described. The calculation process includes the calculation of the physical properties of the heat transfer equipment, the calculation of the total heat transfer coefficient, the selection of the gas-liquid separator, the material of the pressure-receiving element, and the calculation of the total heat- Selection and data selection. Then we do the establishment of geometric model, the reactor and the descending pipe section of the grid division. And then we use Fluent software, numerical simulation of physical properties, regional conditions and boundary conditions set. Finally, the iteration is calculated and the convergence is observed. The velocity field of the reaction system of the wet oxidation natural circulation system was simulated by numerical simulation and the combination of Fluent engineering software. The distribution in the velocity field was obtained. Finally, the numerical simulation results show that under the ideal condition, the temperature is constant, the size of the equipment structure, the height of the equipment and the reasonable selection of the conveying material pipe can promote the self-circulation of the wet oxidation reaction device. This provides a very important basis for the improvement of the wet oxidation reactor.

Key word : Wet oxidation technology；Oxidation reaction device；Self -circulation

目 录

摘要 IV

Abstract V

第一章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2湿式氧化技术原理及基本工艺流程 1

1.2.1湿式氧化技术技术应用价值 3

1.3湿式氧化新技术的发展 3

1.4自然循环技术的发展现状 3

1.5 课题来源及相关研究内容 5

第二章 湿式氧化自然循环系统反应装置结构解析计算 6

2.1 WAO自然循环系统反应装置的工艺流程 6

2.2自然循环系统的构成 7

2.3 湿式氧化自然循环系统反应装置的结构计算 7

2.3.1 确定换热器物性数据 7

2.4 总传热系数的计算 8

2.4.1 管程对流传热系数 8

2.4.2 计算总传热量 9

2.4.3 管程温度 9

2.4.4 平均传热温差 9

2.4.5换热器长度 9

2.4.6 热阻计算 10

2.5 流动阻力计算 10

2.5.1 管程流动阻力 10

2.5.2 壳程阻力 10

2.6 自然循环系统装置各部分阻力损失计算 11

2.6.1 反应器到气液分离器侧面的局部、摩擦阻力损失 11

2.6.2 气液分离器底部到换热器底部的局部、摩擦阻力损失 11

2.6.3 换热器底部到反应器底部的局部、摩擦阻力损失 12

2.6.4 柏努利方程式 13

2.7气液分离器的选取 13

2.8受压元件材料及数据 13

2.9 本章小结 14

第三章 WAO反应装置CFD仿真模型的建立 15

3.1 计算流体力学基础 15

3.1.1 计算流体力学概述 15

3.1.2一般方程 15

3.1.3数值计算 16

3.2 理论几何模型的建立及网格生成 16

3.2.1 假设条件 16

3.2.2 几何模型的建立 17

3.2.3 平面图形网格生成 18

3.3 Fluent求解计算设置 19

3.3.1 设置求解器参数 19

3.3.2 定义材料物性参数 19

3.3.3区域条件的设置 19

3.3.4 边界条件的设置 20

3.3.5 控制参数的求解 20

3.3.6 松弛因子的设置 20

3.3.7 收敛临界值的设置 20

3.3.8 流场初始化设置 20

3.3.9 迭代计算 20

3.4 本章小结 20

第四章 自然循环系统数值模拟计算结果后处理及分析 21

4.1反应器试算分析 21

4.2下降管段试算分析 22

4.3数值模拟结果及分析 22

4.3.1 下降管段速度场分布 22

4.3.2 反应器速度场分布 23

4.4 本章小结 24

结语 25

1.1 结论 25

1.2 展望 25

参考文献 26

致谢 28

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

现代工业的发展使得我国的平均经济水平得到了很大的提高，并且使我国的工业及城市发展更上了一个台阶，但与此同时，我们对环境的污染也越来越严重了。随着环保意识的不断增强，环保法案的推出，国家越来越重视环保产业，对废水、废气污染的治理力度逐步加大，每年在环保方面的经济投入相当巨大^[1]。工业上造纸、印染、皮革、食品、化工等大量有毒、有害废水的排放，对社会和环境健康造成了严重的威胁和伤害，甚至危害了城市居民饮用水的安全^[2,3]。因此对这些工业有机废水的处理已经受到各国政府及广大相关人士的重视，寻求工业废水处理新技术，有效去除废水中难降解有机污染物，使之达到排放标准，对我国工业的可持续发展及国家环保目标的实现具有巨大意义^[4]。

请支付后下载全文，论文总字数：18479字