铁炭微电池电解填充流化床反应器水力学行为研究

本文提出了一种新型的铁炭微电池电解反应器———填充流化床反应器 ,并对该反应器的水力学行为进行了研究。通过床层压降法测定临界流化气速 ,建立了关于临界流化气速Uc 的经验关联式 :Uc=0 .0 15 6C0 .2 7Vt0 .14 H0 .31。通过脉冲示踪物信号法测得停留时间分布密度函数E(t) ,结果表明该反应器水力混合特性接近于完全混合反应器     

高径比和底隙高度对内循环反应器性能的影响

建立了内循环反应器试验装置,综合研究了内循环反应器最重要的结构参数(高径比和底隙高度)对反应器主要性能参数(液体循环流速、总平均气含率、液体混合时间和体积氧传质系数)的影响.研究发现,表观气速存在一个不利于液体循环的过渡区,在该过渡区随表观气速增加,液体循环流速增大缓慢,甚至减小,但较高的底隙高度会减弱这种效应;在一定的表观气速和高径比下,随底隙高度增加,液体混合时间、总平均气含率先增大后减小;在一定的表观气速和底隙高度下,液体混合时间随着高径比增大而增大,体积氧传质系数、总平均气含率随高径比增加而减小.     

新型生物流化复合反应器的设计及气含率测定

鉴于对传统内外筒结构三相内循环流化床存在的一些不足，提出了一种新型的基于循环流化床原理的生物流化复合反应器。新型反应器采用蜂窝状断面结构，机械分离与气浮原理相结合的三相分离器。为了减少反应器运行中的能耗，筛选出了一种新型轻质橡胶载体。并且针对这种新型反应器进行了气含率的测定，得出在实验范围内总平均气含率随进气量呈直线上升，还分别得出了上升区气含率和下降区气含率的变化情况。     

气升式反应器气液两相流流态特性模拟

为了研究曝气强度对气升式反应器内气液两相流特性的影响，组合多相流Eulerian—Eulerian模型和液相Standardk-ε湍流模型，运用Fluent软件建立了气升式反应器内气液两相流的三维非稳态数值模拟。在曝气管布局方式一定的情况下，模拟计算获得了反应器内x轴截面处不同径向位置的气含率、液速分布情况，计算结果表明，在本文研究的曝气强度范围内，气含率随着曝气强度增加而增加，越靠近曝气池底部，升流区局部气含率越高，且气含率值波动较大；随着曝气强度的增加，曝气孔附近液速增加较明显，但随着气液两相流的上升，液速增加幅度降低；同时采用粒子图像测速（PIV）技术对液相速度进行了实验研究，实验结果与模拟结果吻合性较好。     

新型生物流化复合反应器的设计及气含率测定

鉴于对传统内外筒结构三相内循环流化床存在的一些不足 ,提出了一种新型的基于循环流化床原理的生物流化复合反应器。新型反应器采用蜂窝状断面结构 ,机械分离与气浮原理相结合的三相分离器。为了减少反应器运行中的能耗 ,筛选出了一种新型轻质橡胶载体。并且针对这种新型反应器进行了气含率的测定 ,得出在实验范围内总平均气含率随进气量呈直线上升 ,还分别得出了上升区气含率和下降区气含率的变化情况     

逆流湍动床生物膜反应器液相混合特性的研究

研究了实验室规模逆流湍动床的水力学特性。以亚硝酸钠作为示踪剂，采用刺激响应技术，通过测定停留时间分布(RTD)，考察了反应器的内部流动状况。考察了不同固含率（0～0.3）、表观气速（1.1～8.8 mm/s）和表观液速（0.66～1.7 mm/s）对RTD的影响。研究表明，表观气速增大、固含率减小和适当提高表观液速都会使反应器返混增强，更接近CSTR。反应器死区百分率低，结构性能良好；死区百分率与表观气速和液速相关性不强，而与固含率负相关。逆流湍动床的RTD可用轴向扩散模型、等体积多釜串联模型和不同体积2釜串联模型来模拟，这些模型的特征参数Pe、N和α分别为1.25～1.79、1.46～1.67和0.74～0.90。     

臭氧在柱式反应器中的强化传质过程

结合理论分析,提出了影响臭氧在水中传质效率的三大因素:表观气速μobs、初始气泡直径d、液位高H。通过实验设计,以臭氧氧化柱式反应器中气泡的行为为研究对象,以废水COD去除率及臭氧利用率为指标,考察了这三大因素对臭氧传质效率的影响,且探讨了体系中引入搅拌对强化臭氧传质的贡献。结果表明,适当地提高表观气速μobs、初始气泡直径d及液位高H都可强化气液传质、提高废水处理效果,而对于传质控制型反应效果更为显著。在低、中表观气速下,搅拌能促使气泡均匀分散,从而提高气液传质效率;而在高表观气速下,搅拌作用的强化能力是有限的。通过对搅拌作用下反应器内流体热视图分析可知,反应器内中心气泡密度、尺寸均高于近壁面位置。n=100 r·min~(-1)时,反应器内气泡直径小且分布均匀;n=200 r·min~(-1)时,反应器内气泡破碎严重,搅拌杆有气穴生成;n=500 r·min~(-1)时,反应器中心出现明显旋流与气液分层现象。     

三相生物流化复合反应器中上升区与下降区气含率的关系

在自行设计的新型蜂窝断面三相生物流化复合反应器中进行了气含率的测定,试验结果表明,总平均气含率和上升区气含率均随表观气速的增加呈直线增加;并且随固含率的增加,气含率也相应增加.根据流体力学的连续性原理,推导出了三相生物流化复合反应器中上升区气含率与下降区气含率的理论关系式,并对其中的重要参数a的取值进行了讨论.试验结果上升区气含率与下降区气含率满足直线的关系,说明随着表观气速和气含率升高,上升区实际液速与下降区实际液速的比值（VLr/VLd）没有明显变化.     

三相生物流化复合反应器中上升区与下降区气含率的关系

在自行设计的新型蜂窝断面三相生物流化复合反应器中进行了气含率的测定,试验结果表明,总平均气含率和上升区气含率均随表观气速的增加呈直线增加;并且随固含率的增加,气含率也相应增加.根据流体力学的连续性原理,推导出了三相生物流化复合反应器中上升区气含率与下降区气含率的理论关系式,并对其中的重要参数a的取值进行了讨论.试验结果上升区气含率与下降区气含率满足直线的关系,说明随着表观气速和气含率升高,上升区实际液速与下降区实际液速的比值(VLr/VLd)没有明显变化.     

基于动态气封壁反应器的湿式氧化工艺

将动态气封壁反应器应用于湿式氧化,利用空气与亚临界水的界面张力将腐蚀性反应液局限在多孔壁以内实现"气封",并在9.1~10.9 MPa、242~338℃的实验条件下得到了验证。对应的湿式氧化工艺在处理固含量2.9%的城市污泥和回收固含量1.6%~10.5%的污泥用活性炭的实验过程中,设备运行稳定,"防腐抗堵"性能良好。进一步分析表明,动态气封壁反应器能强化气液混合、降低设备投入和减少系统能耗,具有一定的开发潜力。但由于受限于反应器体积,过氧量和停留时间不足,导致处理效率偏低,需进一步优化改进。     

微孔分布器对光催化臭氧氧化反应器传质的影响

为了开发高效的光催化臭氧氧化反应器,以不同孔径钛微孔气体分布器对臭氧气液传质性能进行了研究.考察了表观气速和表观液速对液相总传质系数的变化影响规律,获得了液相总传质系数与表观气速的关联公式和微孔板孔径与表观气速对液相总传质系数的经验关联公式.利用无因次吸收数对微孔分布器的性能进行了分析,得到不同表观气速下微孔分布器的性...     

流化填料净化塔流体动力学特性研究

本文利用工程中测试的数据，探讨了流化填料净化塔的有关动力学特性，包括初始流态化速度，填料被带出速度，操作气速，床层膨胀高度和雾沫夹带等，并建立了数学模型。在工程设计中，当条件相近时，直接利用这些数学模型指导设计，是可行的。     

内循环生物流化床水力学特性的研究综述

内循环生物流化床是一种高负荷、传质快的新型反应器,为了合理和准确地设计和放大该反应器,国内外众多研究对其水力学特性提出了大量模型,文中总结了其中一些重要模型,对于气含率、气泡直径、气泡上升速度和循环液速这些关键水力学参数给出计算方法,并介绍了气泡流动形态和固体流动模式及其决定因素.     

脱硫吸收塔除雾器性能的实验研究和数值模拟

实验研究了不同操作条件、板片型式及板间距对除雾器除雾效率及压降的影响规律，并采用计算流体力学（CFD）方法对除雾器内流场进行了数值模拟与分析。研究结果表明，操作条件对压降和流场影响较小，而板片型式特别是迎风面的几何结构是影响流场与压降的关键因素；随着气速的增大，除雾效率增高，但当气速增到某一临界值（4～5 m/s）后，除雾效率随着气速的增大而迅速减小；除雾器压降的数值模拟结果与实验值吻合良好；除雾器内存在2个回流区，回流区是产生除雾器临界气速的重要原因之一。研究结果可为除雾器优化设计提供指导。     

固定床厌氧反应器中有气体存在时液相非理想流态的研究

采用脉冲应答技术对模拟厌氧固定床反应器内的液相非理想流态进行了研究。实验的液体流速u=1.21×10-3～6.81×10-2m/s,气体流速为0.008～0.034m/s,该范围相对应的厌氧反应器处理的废水COD浓度大约为1100～4000mg/L。结果表明,在不同的气速条件下,Pe～Re曲线都呈一拱形,即有一最佳的Re数范围,在该范围内Pe数达到极大;一定量气体的存在会使得Pe数显著增大。     

内循环流化床烟气脱硫技术的实验研究

通过对流化床烟气脱硫吸收塔塔顶和塔底结构的改进，开发出一种新的内循环流化床烟气脱硫工艺。该工艺以60～80目细砂作为主要床料，在流化气速为2～5m／s情况下，实现了绝大部分固体颗粒在脱硫塔内的内循环，从而强化了热质传递，避免了粘壁现象。考察了各种因素对脱硫效率的影响，结果表明，绝热饱和温度差是影响脱硫效率的显著因素，颗粒浓度是保证系统稳定运行的关键因素。在Ca／S为1．2和颗粒浓度为10kg／m^3条件下，系统能连续稳定运行，脱硫效率达90％以上。     

流化填料净化塔流体动力学特性研究

本文利用工程中测试的数据 ,探讨了流化填料净化塔的有关动力学特性 ,包括初始流态化速度、填料被带出速度、操作气速、床层膨胀高度和雾沫夹带等 ,并建立了数学模型。在工程设计中 ,当条件相近时 ,直接利用这些数学模型指导设计 ,是可行的     

平板膜生物反应器中临界通量问题研究

通过小试试验,探讨了平板膜生物反应器中临界通量问题。在试验中发现,平板膜生物反应器运行过程中,存在临界通量值,本试验中污泥质量浓度为10 g/L,临界通量值为4.86×10-6m/s;在该通量值以下运行时,膜污染速度比较缓慢,在该通量值以上运行时,膜污染比较迅速。通过对膜运行过程阻力的分析发现,随着通量的提高,内部污染阻力增加速度大于膜泥饼污染阻力增加速度。膜片在恒流下运行一段时间后,压力会突然上升,其主要原因是由于膜面泥饼的聚集。     

气提式内循环膜生物反应器试验研究

针对膜生物反应器存在的膜污染和能耗高的问题，结合气提式内循环和一体式膜生物反应器处理废水的工艺特点，提出圆柱形套筒气提式内循环膜生物反应器。试验结果表明，同等曝气强度和曝气方式下，气提式内循环膜生物反应器中氧传质系数（KLa）高于一般膜生物反应器；膜间水流流速是一般膜生物反应器的1.53～2.44倍，提高了膜面的水力冲刷作用，可减缓膜污染；对反应器膜过滤性能的考察，表明气提式内循环膜生物反应器较一般膜生物反应器有更好的膜过滤性能和抗污染能力。反应器中添加内循环，污泥活性有所下降，但对实际废水的去除效果影响不大，污泥活性较为稳定。     

树脂-气升式环流生物反应器的脱氮性能

为了提高废水生物处理过程的脱氮性能,设计了树脂-气升式环流生物反应器,通过实验考察了该反应器连续抗氨氮冲击的能力,并验证了反应器中吸附铵离子的强酸阳离子树脂生物再生的可行性,分析了生物再生机理。结果表明,原水中铵离子之外的阳离子的存在是实现树脂生物再生的关键。