發(fā)布時(shí)間：2024-12-02 21:43

　　稻草是我國(guó)農(nóng)業(yè)廢棄物的重要組成部分,其產(chǎn)量大、分布面積廣,不合理的處理處置將會(huì)帶來(lái)環(huán)境和安全兩方面的問(wèn)題。厭氧發(fā)酵技術(shù)處理稻草效果顯著,不僅可以達(dá)到減量化,還能實(shí)現(xiàn)資源化。由于稻草的密度小,吸水性差,吸水后易沉底,在反應(yīng)器中容易出現(xiàn)表面結(jié)殼現(xiàn)象,這將減小反應(yīng)器的有效容積,導(dǎo)致傳質(zhì)傳熱受阻,最終導(dǎo)致厭氧發(fā)酵效率降低。通過(guò)機(jī)械攪拌可以緩解上述情況。為了改善攪拌罐內(nèi)物料混合情況,本文以稻草為原料,通過(guò)計(jì)算流體力學(xué)(CFD)數(shù)值模擬和中試試驗(yàn),篩選出攪拌槳型、優(yōu)化攪拌罐高徑比和側(cè)攪拌安裝高度、確定合適的攪拌轉(zhuǎn)速范圍、獲取合適的攪拌組合方式,結(jié)合厭氧發(fā)酵實(shí)驗(yàn),考察攪拌槳型對(duì)稻草厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣性能的影響。首先,將稻草厭氧發(fā)酵物料視為固液兩相流體,進(jìn)行數(shù)值模擬分析。考察不同攪拌設(shè)備參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)對(duì)攪拌罐內(nèi)流場(chǎng)變化的影響,結(jié)果表明最優(yōu)的攪拌槳型為六直葉圓盤(pán)渦輪攪拌槳,最佳高徑比為0.5,側(cè)攪拌安裝高度為0.5H(液面高度),立式攪拌轉(zhuǎn)速應(yīng)大于等于50rpm,側(cè)攪拌轉(zhuǎn)速應(yīng)大于等于140 rpm。其次,通過(guò)中試攪拌試驗(yàn),考察不同攪拌設(shè)備參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)對(duì)物料攪拌效果的影響,結(jié)果表明最優(yōu)的攪拌槳型為六直葉圓盤(pán)渦輪...

【文章頁(yè)數(shù)】：108 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１我國(guó)稻草種植面積和產(chǎn)量變化情況??Ｆｉｇ．?１－１?Ｃｈａｎｇｅｓ?ｉｎ?ｐｌａｎｔｉｎｇ?ａｒｅａ?ａｎｄ?ｙｉｅｌｄ?ｏｆ?ｒｉｃｅ?ｓｔｒａｗ?ｉｎ?Ｃｈｉｎａ??１??

水稻是我國(guó)的主要糧食農(nóng)作物之一，其分布廣泛且畝產(chǎn)量大，在我國(guó)的華南、??西南、華北、華中、東北等廣大區(qū)域都有分布。據(jù)統(tǒng)計(jì)ｍ，我國(guó)水稻種植面積和??產(chǎn)量達(dá)到了一個(gè)穩(wěn)定值，每年得變化不大（見(jiàn)圖１－１），２０１６年水稻產(chǎn)量達(dá)到２．１??億噸，根據(jù)全國(guó)污染普查系數(shù)可得，稻草的草谷比為：１....

圖１－５厭氧發(fā)酵三階段理論Ｉ２４）??Ｆｉｇ．?１－５?Ａｎａｅｒｏｂｉｃ?ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ?ｔｈｒｅｅ－ｓｔａｇｅ?ｔｈｅｏｒｙ??

對(duì)于厭氧發(fā)酵的機(jī)理研宄較為透徹并被大眾所認(rèn)可的為三階段理論，??１９７９年Ｂｒｙａｎｔ等［２３］提出的厭氧發(fā)酵三階段理論，是目前最常用的理論模式。三??階段過(guò)程如圖１－５所示。??碳水化合物＾?＾?Ａ類(lèi)有機(jī)物?ｔ???????ＣＨ３ＣＯＯＨ１?＿ｉ?????丨?Ｈ２￣￣Ｉ?Ｌ－ｇ....

圖２－１?ＣＦＤ軟件模擬計(jì)算步驟??Ｆｉｇ．?２－１?ＣＦＤ?ｓｏｆｔｗａｒｅ?ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ??２．２物理幾何模型和網(wǎng)格劃分??

２．１?ＣＦＤ數(shù)值模擬步驟??由于ＣＦＤ數(shù)值模擬計(jì)算過(guò)程過(guò)于繁復(fù)，不同的公司針對(duì)不同的工況開(kāi)發(fā)了??不同的商用軟件。當(dāng)前市面上應(yīng)用廣泛的ＣＦＤ軟件，具體流程圖如圖２－１所示??［７０］??〇??本實(shí)驗(yàn)選用美國(guó)Ａｎｓｙｓ公司發(fā)行的Ｆｌｕｅｎｔ?１５．０版商用軟件進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，??包....

圖2一不同攪拌槳型攪拌罐物理模型

?北京化工大學(xué)碩士學(xué)位論文???２．２．１多相流反應(yīng)器物理幾何模型??目前實(shí)際厭氧發(fā)酵工程中使用了很多典型的反應(yīng)器，包括ＣＳＴＲ、ＵＡＳＢ＾、??１Ｃ等【７２］，其中ＣＳＴＲ反應(yīng)器在厭氧發(fā)酵中應(yīng)用較頻繁［７３］。本實(shí)驗(yàn)主要選取按照??一定比例放大的ＣＳＴＲ進(jìn)行模擬研究。??為了使....

本文編號(hào)：4013954