[发明专利]一种基于CFD的重金属废水硫化沉淀反应器优化方法

摘要

本发明公开了一种基于CFD的重金属废水硫化沉淀反应器优化方法，包括如下步骤：建立硫化沉淀反应器的流体计算域几何模型；根据所建立的几何模型，依照实际情况与设计思路确定控制方程并定义模型的边界条件与初始值；对硫化沉淀反应器的几何模型进行网格划分，利用多物理场耦合求解模型的流场与反应物质浓度分布等；通过修改相关参数，重复上述过程，进行多次数值模拟计算，将不同几何结构与工艺参数下的计算结果进行对比分析以得到最优反应器结构与工艺参数。本发明能够对不同反应器结构与工艺参数下的硫化沉淀过程进行模拟计算，得到反应器的进出水浓度、反应器内部流场分布特征、各物质浓度分布等结果以对不同情况下的反应器性能进行评价。

主权项

1.一种基于CFD的重金属废水硫化沉淀反应器优化方法，其特征在于，包括如下步骤：1)根据硫化沉淀反应器的基本尺寸参数，建立硫化沉淀反应器流体计算域的几何模型；2)确定模型的控制方程，在综合考虑模型精度和计算成本后选用k‑ε湍流模型进行模拟计算反应器内流场分布；3)定义几何模型的边界条件与初始值；4)对几何模型进行网格划分；5)进行数值仿真计算，利用多物理场耦合求解模型的流场与反应物质浓度分布，得到设定条件下硫化沉淀反应器的流场速度矢量图、各物质浓度分布图、流线分布图以及出水中离子浓度随时间变化数据；6)根据步骤5)所得模拟结果，进行反应器特征分析，并通过更改步骤1)中的基本尺寸参数和/或步骤3)中的边界条件与初始值进行优化，重复步骤1)至步骤6)，直至得到最优的硫化沉淀反应器设计方案，此处所指最优设计方案为在上述步骤中，在不同反应器结构与边界条件设置下进行模拟计算时，所得到反应器出水中重金属离子浓度与硫化物浓度计算结果最低时所对应的方案。