CFD模拟优化多通道电催化膜反应器设计

作     者：韩静 王晴晴 葛晓龙 王虹 HAN Jing;WANG Qingqing;GE Xiaolong;WANG Hong

作者机构：天津工业大学材料科学与工程学院分离膜与膜过程国家重点实验室分离膜科学与技术国际联合研究中心天津300387 

基　　金：国家重点研发计划项目(2020YFA0211002) 

出 版 物：《膜科学与技术》 (Membrane Science and Technology)

年 卷 期：2025年第45卷第1期

页      码：108-118页

摘      要：以平板多通道炭膜为电极,直流稳压电源提供电流,蠕动泵提供分离动力,构建电催化膜反应器(ECMR).利用COMSOL Multiphysics 5.6对ECMR进行几何建模,模拟反应器内部流体力学分布,研究几何结构对流场分布的影响,并结合水力特性参数对其进行评价.结果表明,ECMR进水方式为平行于平板多通道炭膜、出水方式为单端出水时性能最佳,且经过示踪剂实验计算得到ECMR的死区容积率由18.86%降低到8.51%.对比优化前与优化后的ECMR的传质以及降解N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)的效果,ECMR的传质系数由1.39×10^(-4)m/s增加到1.48×10^(-4)m/s,扩散系数由1.3074×10^(-3)cm^(2)/s增加到1.473×10^(-3)cm^(2)/s,同时对质量浓度100 mg/L DMAc的去除率提高了14.5%,COD去除率提升了9%.以上结果表明ECMR的几何结构优化能够提升水处理性能,增强传质,在废水处理领域具有巨大的应用潜力.

主 题 词：平板多通道炭膜 电催化膜反应器 流体力学 DMAc废水 

学科分类：083002[083002] 0830[工学-生物工程类] 081704[081704] 08[工学] 0817[工学-轻工类] 081701[081701] 

核心收录：

D　O　I：10.16159/j.cnki.issn1007-8924.2025.01.012

馆 藏 号：203157390...