废水处理用ALR生物反应器研究与设计

生物反应器的设计和应用是当前生物工艺过程成功地进行商业化的瓶颈因素之一。气升式环流生物反应器（ＡＬＲ）在生物废水处理方面已显示出是最有前途的装置之一。然而，不象其它反应器那样，ＡＬＲ的研究设计工作还不十分成熟。本文结合玉米发酵制备酒精生产过程中，用洗渣废水培养单细胞蛋白（ＳＣＰ）所用的ＡＬＲ生物反应器的研究设计工作，对气升式环流生物反应器的结构类型、流体动力学特性和氧传统系数进行了深入的分析和计算     

气升式环流反应器特性参数的研究进展

介绍了气升式环流反应器的工作原理、分类及流型,综述了气升式环流反应器的流体力学特征参数(主要包含气含率和循环液速)、混合及传质特性参数的测量方法和影响因素。介绍了气含率和循环液速的数学模型,并评述了现有模型。展望了气升式环流反应器进一步的研究方向与发展前景。     

气升式环流反应器特性参数的研究进展

介绍了气升式环流反应器的工作原理、分类及流型,综述了气升式环流反应器的流体力学特征参数(主要包含气含率和循环液速)、混合及传质特性参数的测量方法和影响因素。介绍了气含率和循环液速的数学模型,并评述了现有模型。展望了气升式环流反应器进一步的研究方向与发展前景。     

新型气升式环流反应器液相破碎效果的实验比较

针对石油废水生物降解过程中所遇到的水相、油相难以快速均匀混合的问题,通过对气升式环流反应器动力学原理的分析,在其基础上进行了改进,设计出新型气升式环流反应器,通过验证了推理设计的正确。在本新型气升式反应实验中,以煤油和水为介质,０．４ｍ＾３／ｈ的通气量是较佳的工作条件,证明了新型气升式反应器处理特殊条件液液两相均匀混合的可行性。     

气升式振荡环流反应器的数值模拟和结构优化

气升式振荡环流反应器（ARLR）作为一种新型的气升式环流反应器,能够有效地提高反应器的气含率和传质系数,并已得到生物发酵实验的验证。本文通过CFD的手段研究了反应器内的流动和传质状况,并利用CFD模拟和响应面分析相结合的方法,优化了反应器的结构参数,如高径比（H/D）、升液区降液区面积之比、导流筒高度等。经过实验测量,优化后的气升式振荡环流反应器与传统的气升式环流反应器相比,气含率提高了32%以上,传质系数提高了11%以上。结果表明,气升式振荡环流反应器作为生化反应器有着非常广阔的应用空间。     

气升式内环流反应器中的液相轴向返混

在５５Ｌ工作体积的气升式内环流反应器中，用羧甲基纤维素溶液模拟生物发酵液的粘性非牛顿流体行为，研究了表观气速及流体物性等参数对气升式内环流反应器中液相在上升段及下降段区域中轴向返混系数的影响，并与其他作用的实验结果进行了比较和分析。     

气升式环流反应器数值模拟研究进展

气升式环流反应器是一种结构简单,传质、传热效率高的多相反应器,反应器性能受物性参数和结构参数的影响,由于两相和三相流的复杂性,使得其在工业化设计放大和应用过程中存在困难。论述了气升式环流反应器内相间作用力类别和计算模型,对应用于气升式环流反应器模拟计算的简化模型、两相流模型和k-ε湍流模型进行总结,在分析现阶段气液两相流理论的基础上,明确反应器内不同流动形态下相间作用力、气泡的分散机理、气泡对湍流的影响、流动模拟模型的选取标准,能有效提高气升式环流反应器模拟的准确性及模型的普适性,为反应器的设计放大及传质模拟计算提供更加可靠的理论依据。     

气升式环流反应器数值模拟方法选择及导流筒高度影响

气升式环流反应器(ALR)是一种结构简单,混合传质效率较高的新型多相流反应器。现已广泛应用于化学工程、生物工程和冶金行业中。开发高效的新型气升式环流反应器具有切实的现实意义。本文通过CFD数值模拟的方法,对反应器内部流动状态进行模拟,并与冷模实验得到的数据对比分析。在数值模拟过程中考察了不同湍流模型以及相间作用力对模拟可靠性的影响。在冷模实验的基础上,利用数值模拟的方法分析了不同导流筒高度对反应器流体力学性能的影响。结果表明所建立的二维CFD模型可以定性地反映反应器内部的气含率分布。升力模型的引入可以使反应器内部气体的径向分布与实际情况更为接近,RNG模型对高雷诺数下反应器内气含率的波动有较好的响应。较短的导流筒可以得到较高整体气含率。     

气升-射流式多段环流反应器的流体力学和传质特性

气升式环流反应器在气液或气液固三相反应以及分离过程应用广泛,为提高气液分布和传质性能,在气升式多段环流反应器的第2段引入射流,开发一种气升-射流式多段环流反应器.在160 L的实验装置中,以水-空气体系,研究了气升-射流式多段环流反应器的流体力学和传质特性.射流可减小上升气泡的弦长,提高总体气含率,改善下降段气液分布,...     

气升式环流反应器数值模拟研究进展

介绍了计算流体力学在气升式环流反应器(二相、三相)中的应用,汇总并介绍了气升式环流反应器的气含率和循环液速的二维与三维数值模拟结果,提出今后进一步的研究方向。     

气升式环流反应器液相流场的研究

运用粒子图像测速仪(PIV)技术测量了一拟二维气升式环流反应器内液相流动状态。避开了气液两相成像带来的图像处理困难。成功测取了时均液相速度、瞬时雷诺应力、剪切应力等在反应器下降段内的分布;考察了反应器上升段进气量和反应器液位高度对液相循环速度的影响;同时,对反应器三个具有代表性的流动部分进行了观测,获得了该反应器内液相流场具有代表性意义的速度分布图。研究结果为认识该类反应器的性能及进行反应器设计、优化提供了有价值的参考信息。     

螺旋气升式内环流反应器流动特性

以水和空气两相系统为研究对象,建立螺旋气升式内环流反应器冷模实验装置,采用压差法测定导流筒升流区气含率,用电导法分别实测了升流区液相速度和反应器混合时间,研究螺旋气升式内环流反应器的流动特性,并与传统气升式内环流反应器的流动特性进行对比研究。结果表明,加螺环后反应器气含率明显增加,平均增幅为20%,升流区液相表观速度减小,混合时间增加。     

2-氯-5-氯甲基吡啶在气升环流反应器中的合成研究

A new process for the direct chlorination of 2-chloro-5-methylpyridine to yield 2-chloro-5-chloro-methylpyridine in an airlift loop reactor (ALR) has been studied.Five main reaction conditions including TR,na/ns,cp,Qg and dD/dR were optimized.The average molar yield and purity of 2-chloro-5-chloromethylpyridine obtained were 79% and 98.5% respectively under the optimum operating conditions.Finally,the efficiency for the preparation of 2-chloro-50chloromethylpyridine with ALR and stirred tank reactor(STR) respectively was compared.     

气升式内环流反应器在红霉素发酵中应用初探

针对需要流加补料的发酵过程 ,设计出分段导流筒气升式内环流反应器。对在该反应器内进行的红霉素发酵过程进行了实验研究 ,从不同角度考察了该反应器用于红霉素发酵生产过程的可能性。     

反应器类型对流动影响的数值模拟

在油-氢气体系中使用欧拉-欧拉双流体模型考察了温度703.15 K和压力11 MPa下气升式环流反应器和鼓泡床反应器对气液两相流动的影响. 结果表明,环流反应器中气含率和轴向液速沿导流筒径向存在突增现象,环流反应器中气含率在径向0~0.5和0.75~1时明显大于鼓泡床反应器,在径向0.5~0.75处前者的平均气含率比后者高约6%;环流反应器中上升管内环流液速明显大于鼓泡床反应器,且在下降区有所增强,环流反应器平均轴向液速比鼓泡床反应器高约21%;反应器尺寸较小时环流反应器和鼓泡床反应器的流动特性相差不大,反应器体积放大过程中前者的流动特性优于后者的趋势逐渐明显.     

UASB＋ALR处理晚期填埋垃圾渗滤液

采用UASB-ALR的组合工艺处理高氨氮晚期垃圾渗滤液.结果表明,经过55 d的启动后,该工艺进入稳定运行期.当进水COD和NH4^＋-N浓度分别为6628 mg/L和1060 mg/L时,系统出水COD和氨氮分别达到712 mg/L和140 mg/L.由此说明,仅仅通过生物处理很难使渗滤液达标排放,需要进一步的深度处理.     

Comparative experimental study on reactive crystallization of Ni(OH)2 in an airlift-loop reactor and a stirred reactor

The objective of this work is to study the reactive crystallization in an airlift-loop reactor (ALR) using the precipitation of Ni(OH)2 as a model reaction.The growth of Ni(OH)2 particles in an ALR and a stirred tank was quantified by scanning electronic microscope (SEM),X-ray diffraction (XRD),laser particle analyzer,tap densitometer and optical microscope,and the growth process of Ni(OH)2 particles is analyzed.It is found that the Ni(OH)2 particles prepared in an ALR have a better sphericity than those in a stirred tank and the growth of Ni(OH)2 particle tap density mainly depends on the size of crystallites:the bigger the size of crystallites,the bigger the tap density is.Based on these,the growth process of Ni(OH)2 particles in ALR is elaborated.Crystallites precipitated from solution aggregate to form large particles with much void.These constituting crystallites continue to grow up,that takes up the void inside particles and makes the tap density increase.     

Deinking in bubble column and airlift reactors: Influence of wastewater of Merox unit as pulping liquor

Deinking efficiency of recycled fibers was investigated in bubble column reactor (BCR) and in internal loop airlift reactor (ALR). The brightness and intensity of ink spot of deinked fibers were reported as deinking efficiencies. A four-step process involving pulping, washing, flotation, and secondary washing was used. Employing ALR instead of BCR resulted in an increase of 1–4% in brightness, and a decrease of 3–14% in number of ink spot. Subsequently, in separate experiment the wastewater obtained from a Merox unit was used in pulping step instead of sodium hydroxide solution as pulping liquor. Compared to sodium hydroxide, industrial wastewater rendered more brightness gain. Comparison of both experiments suggests that using industrial wastewater in the pulping step and ALR in flotation step gives satisfactory results for industrial applications, yields a quality product with reduced capital investment and operation costs while considerably preserving the environment.     

环流反应器和搅拌槽传质特性的分析

本文测定了提升管为单段和提升管分为三段的气升式环流反应器中的液相体积氧传质系数，在螺带式搅拌桨区应器中测定了液相体积氧传质系数和功率消耗，实验体系为模拟生物发酵液非牛顿流体特性的核甲基纤维素水溶液，本文还从液相体积氧传质系数及单位液相体积的功耗所产生的氧传质效果方面对提升管不分段和提升管分为三段的气升式环流反应器与螺带式搅拌反应器进行了比较。     

固定式填充复合床光催化反应器设计影响因素的研究

设计了一种固定式填充复合床光催化反应器，以亚甲基兰为模型污染物，对负载型催化剂在反应器申的设置方式、反应器的外形结构、溶液的pH值和光源的光强等主要因素在设计过程申的影响进行了研究，为该类型光催化反应器工业放大设计提供了理论依据。