喷射自吸管式环流生化反应器的传质研究

本文研究了各结构参数及操作变量对渗氧速率影响,综合考虑 K_La 及能量消耗,确定了试验系统的“最优”工作状况,进而在实验的基础上,分别提出了计算 K_La 的理论公式和实验关联式。结果与实验数据吻合较好。     

喷射自吸式生化反应器临界吸气条件的研究

本文对喷射自吸式生化反应器的临界吸气条件进行了研究。根据能量守恒定律,建立了临界吸气条件的数学模型。获得了临界喷射压力和临界喷射液速的计算公式,实验结果与计算值得到了较好的吻合。     

自吸气环流反应器气液传质的研究

本文应用改进的亚硫酸钠氧化法测定了自吸气环流反应器的气液比表面(α)和液相传质系数(K_L)。遵照实验观察,把整个反应器分为三个流动区域;根据各区域的流动机理建立了计算体积传质系数(k_La)的数学模型。应用所提出的数学模型,对自吸气环流反应器的放大方法进行了讨论。     

喷射环流反应器性能与模化

评述国内外近１０年来有关喷射环流反应器性能及其模化研究的现状及进展，分析了研究中存在的薄弱环节，并对今后的工作提出建议和展望。     

内过滤式喷射环流反应器混合特性研究

传统的喷射环流反应器应用于工业上的多相反应时一般采用外部分离,导致流程繁琐、能耗加大、甚至存在安全问题,本文在喷射环流反应器内设计了过滤式导流筒,以实现在反应器内进行多相反应和液固分离操作的连续化。用阶跃示踪法测定液相停留时间分布,考察了表观气速、过滤压力对该反应器混合特性的影响。结果显示:返混程度随表观气速的增大而增大;过滤压力增大,平均停留时间减小,返混程度增大,但过滤压力对返混的影响较弱。     

喷射环流反应器应用研究进展

描述了喷射反应器的结构和工作原理,详细介绍了喷射反应器作为多相反应器在化学化工、生物化学、环境保护和其它领域的应用研究进展,充分显示了喷射反应器的优异性能及其在多个领域中的重要地位,并对其未来的发展进行了展望。     

喷射环流反应器内部过滤操作研究

在传统喷射环流反应器中心设置以不锈钢粉末烧结滤芯为过滤介质的内置过滤器,实现在反应器内反应和液固分离同时进行及操作的连续化。考察过滤通量随时间变化及过滤压力、循环流量、表观气速、固相浓度对过滤通量的影响。结果表明:滤饼的形成和剥离可达到动态平衡,过滤通量基本维持恒定。过滤通量随过滤压力、循环流量的增大而增大:过滤压力增大2倍,过滤通量约增大80%;循环流量由0.51 L?s?1增大到1.37 L?s?1,过滤通量升高50%左右。而固相浓度(3.5%~7.3%)增大过滤通量却减小,但影响较弱,固相浓度加倍时,过滤通量减小20%。表观气速对过滤通量的影响较复杂,过滤通量随表观气速的增加先增大后减小。表观气速由0.025 m?s?1增大到0.153 m?s?1,过滤通量变化幅度在10%以内,其影响也较弱。     

喷射环流生物反应器性能及处理染料废水的研究

对气液固三相喷射环流生物反应器中液体流速进行了测量,得到了不同操作压力,气本进料量和液体进料量下液速的分布规律。结合这种高效的喷射环流生物反应,采用活性污泥法对碱性绿染料废水的降解过程进行了研究。     

喷射环流反应器的放大效应

实验测量了两种塔径(?200和?500mm)和两种操作模式(气体单独喷射和气液同轴喷射)下喷射环流反应器内的全塔平均气含率、局部气含率及轴向液速径向分布、循环液速,归纳出全塔平均气含率的关联式。实验发现,喷射环流反应器具有十分显著的放大效应。小塔(?200)与大塔(?500)中的全塔平均气含率存在很大差异:小塔的全塔平均气含率～气速关系曲线比大塔陡峭,低气速下小塔气含率低于大塔、较高气速下高于大塔。根据漂移通量法分析得到小塔中流型转变点在表观气速0.1 m·s~(-1)左右,在实验气速范围内只存在拟均匀鼓泡流;大塔中流型转变点在表观气速0.04 m·s~(-1)左右,随气速增大从拟均匀鼓泡流转变为湍动鼓泡流。喷射环流反应器比气升式环流反应器、一般鼓泡塔全塔平均气含率略低,但循环液速更大,适用于强化固体悬浮与混合的气液固三相反应过程。     

隔板式环流反应器研究

研究了不同宽度的隔板式环流反应器中的气含率,循环比和体积传递系数。试验结果显示随着截面结构因素 s_d/s_t 的减小,气含率相应地减少。s_d/s_t 值对液体循环比影响较大,当 s_d/s_t 值减小时,液体循环速度明显增加。同时 s_d/s_t 值减小使总塔体积传质系数也趋於减小。试验数据关联得到总塔体积传递系数(k_La)_t 与气速 u_g 和截面结构因素 s_d/s_t 的关系为:若用单位体积中输入功率为参数代替气速 u_g,则上式可改写成为:本文还对隔板式环流反应器和环隙进气环流反应器的体积传递系数进行了比较。     

环流反应器生化处理皂化废水研究

以17L的环流反应器为曝气设备,研究了皂化废水的生物降解过程。环流反应器可高效处理皂化废水,水力停留时间仅6h,皂化废水的生物降解过程满足一级宏观动力学,最佳活性污泥质量浓度范围为5～9g/L;活性污泥系统连续运行稳定,出水化学需氧量稳定在100mg/L左右。扫描电镜显示驯化污泥相较接种污泥有较大变化,微生物的活性提高,种类更为丰富。     

喷射环流反应器内宏观混和特性研究

通过实验分析研究了喷射环流反应器内宏观混和特性各影响因素的作用.分别采用水,水-细沙,丙三醇溶液等为实验物料,测定宏观混和时间和内循环液速.通过调整外循环流量大小和喷嘴位置,记录各混和特性的变化.结果表明:不同物料下,外循环流量对混和时间和内循环液速的影响都很大,混和时间均随循环流量的增大而缩短,内循环液速随着循环流量...     

低高径比喷射环流反应器结构的研究

在 ７０ Ｌ 低高径比釜式喷射环流反应器中,分别研究了单导流筒单喷咀、单导流筒多喷咀以及多导流筒多喷咀三种结构反应器的气液传质性能,得到了相应平均气含率和体积溶氧传质系数的关联式。研究结果表明多导流筒多喷咀是一种具有传质效率高、能耗低和便于放大的高效生化反应器。此外,还研究了 ８００ Ｌ多导流筒多喷咀结构反应器,得到体积溶氧传质系数关联式,其计算值和实验值吻合较好     

喷射环流膜生物反应器水力特性的研究

通过清水试验,确定了喷射环流膜生物反应器的最大吸气量,探讨吸气量、循环水量等因素对气含率、液相循环速度的影响,测定膜组件加入前后的气含率、液相循环速度大小,并与已有的生化反应器进行了比较.结果表明,装置的最大吸气量可达到0.67 m~3·h~(-1)吸气量是影响气含率的主要因素,并且随着吸气量的增加,气含率也随着增加;循环水量是影响液相循环速度的主要因素,随着循环水量的升高循环液速升高;膜组件的加入对气舍率、液相循环速度的影响非常小,与已有的生化反应器比较,JLMBR在水力特性方面具有明显的优势.所得结果可以为该类反应器的放大设计提供借鉴.     

三相下喷式环流反应器的传质性能

在三相非牛顿型流体体系中，对下喷式环流反应器传质特性进行了实验研究。讨论了表观气速、能量耗散速率、导流筒直径与反应器直径比、喷嘴直径、导流筒下端距反应器底部的距离、固体装填量、羧甲基纤维素钠（ＣＭＣ）溶液浓度及其流变特性对它的影响。实验结果表明，容积传质系数随表观气速和能量耗散速率的增加有所增加，在实验条件下，发现最优的导流筒直径与反应器直径比在０．４～０．４５这一范围、固体装填量大约为３％（体积百分比）、导流筒下端距反应器底部的距离为０．０８ｍ左右。同时提出了容积传质系数的经验关联式。     

喷射环流反应器处理垃圾渗滤液的硝化特性研究

采用喷射环流反应器处理实际垃圾渗滤液，重点研究了系统的氨氮硝化性能，分别考察了游离氨（FA）和游离亚硝酸（FNA）对氨氧化菌（AOB）和亚硝态氮氧化菌（NOB）活性的影响。结果表明，AOB菌群活性在FA质量浓度<6.5 mg/L、FNA质量浓度<0.1 mg/L时不受影响；在FNA质量浓度>0.1 mg/L时受到一定抑制但仍有较大活性。NOB菌群活性在FA质量浓度<3 mg/L且FNA质量浓度<0.01 mg/L时基本不受影响；在FA质量浓度>3 mg/L或FNA质量浓度>0.01 mg/L时受到明显抑制，且抑制作用随FA、FNA浓度升高呈增大趋势。碱度（碱度/氨氮需>7 g/g）对AOB有较大影响，而对NOB基本无影响。喷射环流反应器的氧转移效率可达45%，硝化速率可达0.06 g/（g·d），相较于传统MBR硝化单元具有氧转移效率和硝化效率高、水力停留时间短、占地面积小、能耗低的优点。     

气升式环流反应器

本文系统研究了气液环流内循环反应器的气含率εg、液体循环次数、液体循环倍率、体积传质系数k_L a、比相界面积a、液相传质系数k_L和液体停留时间分布等问题,并用多釜串联模型参数N描述了该反应器在不同条件下液体的流动状况。     

喷射自吸式生化反应器气液传质的研究

本文用亚硫酸钠氧化法测定了喷射自吸式生化反应器的气液传质性能,建立了计算体积传质系数βkLa的数学表达式;通过与其它生化反应器比较,得出喷射自吸式生化反应器具有较高物理体积传质系数、较低单位传氧能耗和较低单位液体功耗的气液传质特性。并且提出了强化这种反应器气液传质的方法和途径,为实现这种反应器的最优化设计提供了依据。     

喷射环流反应器中甲苯气相三氧化硫磺化

<正>对甲苯磺酸是制备对甲酚的重要中间体。目前,工业上主要采用甲苯浓硫酸磺化的方法生产,该方法硫酸利用率低,生产过程产生大量废酸,造成环境污染严重;同时,由于磺化产物中,间甲苯磺酸含量高达4%以上,以此为原料生产高纯对甲酚的收率低、成本高、工艺复杂,以SO_3为磺化剂能克服以上不足。对于大相对分子质量的烷基苯（如十二烷基苯）的SO_3磺化早已工业化,关于小相对分子质量烷基苯（如甲苯）的磺化,1983年,Sohrabi建立了气液传质模型,Davidsohn提出了多釜串联生产对甲苯磺酸的专利技术,但至今未见有工业化报道,针对SO_3磺化甲苯具有反应速度快,放热量大等特点,本文首次将用于生化反应过程的喷射环流反应器用于气相SO_3磺化甲苯的反应过程,克服了釜式磺化反应器传质比表面积小、体积大及降膜磺化反应器内易出现局部过热、结构复杂等不足。通过实验,对反应产物的物性变化情况、反应器内的气含率特性及工艺条件进行了初步研究,为工程放大提供了合理的依据。     

超声波气升式内环流反应器传质性能的实验研究

研究了超声波对气升式内循环反应器传质性能的促进作用,重点考察比较了牛顿型流体和非牛顿型流体 有、无超声波时气升式反应器的传质性能及气速、液体粘度、超声功率对总体积传质系数KLa的影响。实验证明， 无论是牛顿型流体还是非牛顿型流体，气速越小，超声功率对总体积传质系数KLa的相对影响越大；随着气速的 增大，这种影响逐渐减小，当气速增大到0.0615m·s-1时，超声波对总体积传质系数KLa的相对影响已较微弱。气 速增加，牛顿型流体和非牛顿型流体的KLa均增加，但牛顿型流体增加的幅度比非牛顿型流体要大。粘度增加，KLa 减小。气速、粘度、超声功率对KLa的影响分别是气速大于粘度大于超声功率。提出了相应的KLa经验关联式，并作了 讨论。