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。     

气升式环流反应器流动特性的数值模拟

应用Fluent计算流体力学软件,通过数值模拟的方法考察了气升式环流反应器内导流简直径、导流筒高度、导流筒安装高度以及液相进口速度对反应器内两相流动的影响。计算结果表明：导流简直径增大。液相循环量和上升段气含率均增大;导流筒高度增大,液相循环速度和循环量均增大,但是当导流筒的高径比增加到6．3后,液相循环速度和循环量反而减小;导流筒安装高度增加．液相循环速度及循环量均增大,升液管气含率降低;增加液相的进口速度,虽然上升段的液速有所增加,但是降液管循环液速及循环量基本不受影响。最后计算了反应器内液相速度随进口气速的变化情况,并与实际测量值进行了比较,模拟值和测氨值都表明随着进口气速的增加,液相循环速度随着进口气速的增加而增加．两者呈现良好的一致性。     

气升式内环流反应器的气含率研究

建立了气升式内环流反应器的冷模实验装置,以空气-水两相系统为研究对象,采用压差法测定了反应器降流区的气含率和升流区气含率,采用体积膨胀法测定了反应器总体平均气含率.通过改变导流筒直径、高度及底部封头形状,考察了结构参数对气含率的影响;通过改变通气量和上清液高度考察了操作参数对气含率的影响.建立了气含率的数学模型,并将试验数据拟合,得到不同结构反应器的模型参数.     

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。     

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。     

气升式环流反应器的特性及应用

综述了气升式环流反应器的特性及其主要影响因素研究,简要介绍了这种反应器的应用情况,并提出了今后研究工作的方向。     

气升式三相内环流反应器中相含率的研究

在一个6．36L的气升式内环流反应器中,以空气-NaCl水溶液-K树脂为实验体系,在导流筒内的表观气速为1．21～7．28cm·s^-1时,考察了平均气含率、平均固含率随表观气速的变化规律,研究了转向面积比、NaCl水溶液浓度与平均气含率之间的关系。在均匀鼓泡流区域用模型方程Eg=aUgb来关联平均气含率,其中模型参数6=0．766,a与转向面积比、NaCl水溶液浓度关系为a=3．45×10^-5＋0．0146（Sb／Sr）0．0185＋1．35W。     

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。     

气升式环流反应器在不同体系下的循环液速和局部气含率

在气升式环流反应器中,分别研究了空气—水、空气-0．1％乙醇水溶液和空气-水-活性污泥体系中的循环液速以及气含率随操作条件的变化规律。实验结果表明,循环液速随着表观气速的增加而增大,不同体系中的循环液速差别不大;导流筒内、外不同高度处的局部气含率均呈自下向上增大的趋势,且导流筒内部气含率高于导流筒外部的气含率。体系的聚并特性对平均气含率和局部气含率有较大影响。     

多管气升式环流反应器的液体循环

A multi-tube air-lift loop reactor (MT-ALR) is presented in this paper. Based on the energy conservation, a mathematical model describing the liquid circulation flow rate was developed, which was determined by gas velocity, the cross areas of riser and downcomer, gas hold-up and the local frictional loss coefficient. The experimental data indicate that either increase of gas flow rate or reduction of the downcomer diameter contributes to higher liquid circulation rate. The correlation between total and the local frictional loss coefficients was also established.Effects of gas flowrate in two risers and diameter of downcomer on the liquid circulation rate were examined. The value of total frictional loss coefficient was measured as a function of the cross area of downcomer and independent of the gas flow rate. The calculated results of liquid circulation rates agreed well with the experimental data with an average relative error of 9.6%.     

三相强制浆料环流反应器的局部传质行为

提出了一种新型的强制外循环三相环流反应器结构,根据结构特点及流动状态的不同,将反应器分为6个不同的流动区域. 在f300 mm′1700 mm的实验装置内,采用氧气气提-空气解吸法,详细考察了内环表观气速0.006~0.19 m/s、外循环液速0.03, 0.05 m/s、固含率5%, 10%, 15%时不同流动区域的体积传质系数. 发现外循环液流影响区体积传质系数最大,最高可达0.754 s-1,外环环隙区最小,不超过0.043 s-1,环流反应器整体体积传质系数与气液分离区体积传质系数接近. 适当扩大内、外环截面积比有利于提高环流反应器的传质性能. 环流反应器整体体积传质系数随内环表观气速和外循环液速的增加而增加,随颗粒浓度的增加略有降低.     

K型气升式外环流碳化塔中试研究

在化肥厂进行了用带有K型折流元件的气升式外环流反应器取代鼓泡式碳化塔的中试.结果表明,该型反应器具有造价低、维修少和显著强化碳化过程等优点.该型反应器的基本原理也适应于其他化学反应器和生物反应器的设计.     

外循环撞击流反应器混和时间实验研究

在容积为160L的冷模装置上,以水为介质、KCl水溶液为示踪剂,测定了外循环撞击流反应器（ECISR）的混和时间,采用正交试验法和单因素试验法考察了撞击段结构、进料位置、循环位置、循环流量对ECISR混和时间的影响。结果表明：实验范围内,循环位置对混和时间影响最大,进料位置次之,循环流量越大混和时间越短,撞击段结构Ⅰ的混和时间略低于结构Ⅱ。     

搅拌釜中自浮颗粒三相体系的混合时间

液相混合时间是搅拌过程中的重要内容。在釜径３８６ｍｍ的搅拌釜内,采用热电偶温差法考察了搅拌桨型、挡板、等操作因素对自浮颗粒三相搅拌混合的液相混合时间的影响。     

圆盘反应器的混合特性

以工业聚酯终缩聚圆盘反应器开发应用为研究背景,分别考察了介质粘性、弹性、盘径和盘间距对圆盘反应器流型及宏观混合时间的影响,实验结果表明：高粘,弹性,高剪切和小的盘间距有利于混合;釜径增大,混合效率降低。     

气固环流反应器内颗粒返混特性

采用光纤测量与数据处理方法,在不同操作条件下,对一套大型组合流化床燃烧器环流段内固体颗粒的局部返混及截面返混特性进行了测定. 结果表明,以颗粒局部返混比Rmix,L表征的局部返混特性规律为在环隙区的径向分布较均匀、而在其他区域(导流筒区、底部区和颗粒分流区)呈中心区小边壁区大的不均匀分布形态. 在环流反应器的整个流动区域内,Rmix,L变化范围为0~0.9,颗粒截面返混比Rmix,T变化范围为0.1~0.6.     

气升式气-固环流汽提器的流体力学行为

In this paper, the principles of airlift loop reactor in gas-liquid and gas-liquid-solid systems are extended to gas-solid system. The models on bed average voidage in draft tube and the particle circulation velocity in a gas-solid loop reactor are deduced. The experiments are also conducted on a Φ600 mm×7000 mm reactor. The catalyst voidage and catalyst circulation velocity are measured at different radial and axial positions in draft tube and annulus, respectively. The experimental data are analyzed systemically and represented satisfactorily by the proposed models.