循环流化床的流体混合时间及充氧特性

研究了循环流化床的流体混合时间及充氧特性。结果表明，空床时流体混合时间在１２～２３ｓ之间；随着气体流量，载体投加量的增大，流体混合时间缩短；液体流量增加，对混合时间影响不大；液含率随气体流量的增加略有下降，气体率随着气体流量的增加略有增大，液含率、气含率随着液体流量的增加基本保持不变；液体流量的变化对液含率的影响远小于气体；ＫＬａ反应器内流体的紊流程度有关，载体的引入对ＫＬａ的影响复杂，总的趋势为     

内循环三相流化床流体动力学性质的初步研究

研究了内循环三相流化床流体动力学的一些性质，认为随着进气流量的增大，氧的体积传递系数、气含率增加，混合时间与循环时间则减小。而随着载体的加入量增大，气含率、氧传递系数、循环时间和混合时间均有减小的趋势。根据实验结果确定载体投加量为6％，相应的进气量控制在0．75－1Nm^3/h之间。     

新型内循环生物流化床反应器氧传质特性研究

实验对新型内循环生物流化床几种结构的氧传质系数进行比较 ,从而选出最优结构。在此基础上考察了空气流量、固含率、曝气装置对该反应器氧传递特性的影响。实验结果表明挡板尺寸大 ,距反应器底部近 ,气量大氧传质效果好。同时 ,固含率影响氧传递效果。     

一种新型复合式生物流化反应器混合特性的研究

对新型蜂窝状断面复合生物流化反应器进行了液体循环速率和水力停留时间分布曲线的测定，实验表明新型反应器具有抗冲击负荷强，接近CSTR反应器的特点，反应器随气量增大、载体投加量减少和进水量减少而更近似于CSTR反应器，通过理论分析，证明了影响液体循环速率的参数主要有气体流量(气含率)、反应器沿程和局部阻力系数以及Ad/Ar，并且得出液体循环速率与反应器高度的0．5次方成正比。     

气升式环流生物反应器的流体力学及传质特性

本文从气泡运动及气含率、液体循环汽－液传质、反应器能耗分配几方面概述气升式环流反应器方面的最新研究进展，在此基础上．指出进一步研究的重点与方向。     

新型生物流化反应器氧转移的特性

气体的转移是废水处理过程中的重要环节,基于气体转移的“双膜理论”,采用在反应器中清水曝气的方法,对新型生物流化反应器进行了氧转移特性的研究.结果表明,在实验范围内,随着曝气量的增大,氧传质系数呈直线上升;投加载体后,随着载体量的增加,氧传质系数降低.在新型生物流化反应器不同运行方式下,随着A_d /A_r(降流区与升流区面积比)变大,反应器中氧传递效果变差.新型生物流化反应器氧利用率可以达到10%,充氧动力效率可以达到5.5kgO₂/(kWh).并且在载体浓度较高和空塔气速较大时,新型生物流化反应器氧利用率和充氧动力效率没有明显降低.     

基于CFD的三相内循环生物流化床操作参数影响的分析

建立了气-液-固三相内循环流化床的数学模型,验证了流体力学CFD模拟技术应用于气、液、固三相流化床操作中的可行性,探讨了表观气速和固体装载率等操作参数对气含率以及液体循环速率的影响,结果表明,随着固体装载率的增大,气含率先增大后减小,在13%处取得最大值。当表观气速在0~0.05 m/s时,气含率随着表观气速的增大而增大,在0.05 m/s处达到最大值,表观气速大于0.05 m/s时,气含率不再随着表观气速的增大而增大,而是基本保持不变。液体循环速率随固体装载率的增大而减小,随表观气速的增大而增大。在以气含率、液体循环速率作为约束条件的情况下,流化床反应器的最佳固体装载速率为13%,最佳表观气速为0.05 m/s。     

改性生物填料在水处理应用中氧传递的研究

研究了改性填料与普通填料在清水中的氧传质性能。根据反应器特征,建立了全混式反应器氧传质模型。分别测定了改性填料和普通填料在清水中连续曝气供氧的溶解氧值与曝气时间的关系。同一曝气流量下,改性填料反应器中清水的DO比普通填料反应器高;增大曝气流量,同一曝气时间反应器中清水的DO升高,直至饱和值Csat,并且前者比后者提前接近饱和值。采用全混式反应器氧传质模型,通过matlabprograms寻优求出连续曝气供氧时两种填料在清水中氧的液相总传递系数kLa。计算结果表明:曝气流量增大,氧传递系数kLa增大,其值约为22h-1～36h-1;在相同曝气流量下,改性填料的kLa均高于普通填料,约提高10%。试验表明改性填料增强了反应器的氧传递能力。     

SPG膜曝气-基因工程菌生物膜反应器处理阿特拉津废水研究

膜曝气-生物膜反应器(MABR)是一种新型的膜-生物废水处理工艺,在MABR中采用基因工程菌生物膜可以强化难降解污染物的生物去除.本研究在SPG膜表面形成基因工程菌生物膜,运行SPG膜曝气-生物膜反应器(SPG-MABR)处理阿特拉津废水,考察了气压、挂膜生物量和液体流速对SPG-MABR运行性能的影响,以及基因工程菌生物膜的变化.结果表明,提高气压可以增大透氧系数,从而提高阿特拉津和COD的去除速率以及复氧速率.提高挂膜生物量能够加快阿特拉津和COD的生物去除,但生物膜厚度增加使得氧传质阻力增大,复氧速率降低.层流状态下减小SPG-MABR中的液体流速,有利于污染物向生物膜扩散传质,从而提高污染物去除速率.气压为300 kPa、生物量为25 g·m-2、液体流速为0.05 m·s-1时,SPGMABR反应器对阿特拉津5 d的去除率可以达到98.6%.在SPG-MABR运行过程中,基因工程菌生物膜呈现微生物多态化趋势.生物膜表面逐渐被其他微生物细胞覆盖,基因工程菌分布减少,生物膜内部仍以基因工程菌细胞为主.     

内循环颗粒污泥床硝化反应器流体力学特征研究

对内循环颗粒污泥床硝化反应器中的气含率和液体运动速率进行了试验研究 ,建立了分别基于流体力学平衡原理及反应器能量输入与消耗平衡方程的气含率和液体运动速率的机理性数学模型 .根据试验数据 ,在相对误差分别为 4 78%和6 5 3%的情况下对上述模型进行了参数估计 .在实际运行中 ,通过所建模型对反应器中的气含率和液体运动速率进行有效调控 ,可实现反应器的高效稳定运行.     

基于CFD的内构件强化内循环流化床流场结构分析

针对流化床内部流体结构的复杂性和缺乏有效放大设计理论的问题,以漏斗型导流内构件强化的内循环流化床的气液运动为研究对象,利用欧拉-欧拉双流体模型构建了能描述其复杂流动的CFD数学模型,通过宏观流场、气含率分布、液体速度分布解析内构件对气液混合传质的作用原理.数值模拟结果表明:双流体模型能较好地揭示流化床内气液流场结构,流...     

三相气升式内环流反应器的流体力学性能

从气含率、循环液速、停留时间分布等方面研究三相气升式内环流反应器的性能。结果表明:气含率随着表观气速、固含率的增大而增大;在低气速下,固含率对气含率的影响较大;在高气速下,固含率对气含率的影响比较小。在大量实验数据的基础上通过拟合得到预测气含率的经验关联式,且预测值与实验值吻合较好。基于推动力与阻力平衡建立了预测反应器循环液速的数学模型;用脉冲示踪法得到反应器的停留时间分布函数曲线,并通过计算得到了平均停留时间、停留时间分布方差、无因次方差等,得知此反应器接近全混流型反应器。     

空气提升内循环生物流化床反应器动力学研究

进行了空气提升内循环生物流化床反应液体内循环速度,有机的降解动力学,载体表面生物膜脱落与增工动力学的研究,结果表明,内循环生物硫化内不速度分别与反应器高度及升流区表观气速ｕｇ０．５次方成正比,当内循环流量很大时,反应器可视为ＣＳＴＲ;生物膜的脱降率分别与ｕｇ及膜厚δ的次方,载体数量的２／３次方成正比。     

底隙十字挡板对四边形流化床流体力学性能优化数值模拟

通过置入内构件实现流化床底隙区多相流矢量由混沌到归一的转化可获得床体内流体流化性能的改善.基于此,以底隙区置入十字挡板的四边形流化床为研究对象,使用Fluent软件进行三维可视化模拟,利用Eulerian-Eulerian双流体模型模拟其在厌氧、水解及好氧条件下优化反应器流体力学性能的能力,考察置入挡板前后流化床内流场、液相运动速率、气体相含率及湍流耗散率的反馈变化,分析其对流体运动的影响,并提出工程优化设计的方向.结果表明:底隙区置入十字挡板后,四边形流化床内液体循环速度最大提升15.7%,在上升区截面上的分布更加均匀,液速峰值下降,有利于维持活性污泥的团聚作用,对提高流化床污泥负荷有利;整体气含率下降3.5%~6.9%,应用时可加入漏斗型内构件予以改进;在水解与好氧生物的模拟过程中,底隙区十字挡板的置入更能优化水力条件,湍流动能耗散率最大降低31.9%,对降低系统能耗提供了有利证据.研究证明,反应器内构件的设置通过流体力学性能的数值模拟可以成为一种优化开发的捷径技术.     

基于结构参数响应的内循环流化床流体特性优化数值模拟

流化床是一种结构复杂而能量转化高效的反应器型式,为了实现系统化的内循环流化床优化设计,利用欧拉-欧拉双流体模型构建了不同结构的CFD流化床模型,在分别改变高径比、导流筒与反应器的直径比和底隙高度3个结构因素的情况下,考察流化床内全流场、局部流场、液相运动速度及气含率等气液两相流的响应特性,分析结构因素及操作因素对流体运动的内在影响,阐明工程优化设计的方向.数值模拟结果表明:高径比主要影响气液流动型态,低高径比时容易出现漩涡和返混,工程中应采用导流内构件并重视气体分布装置的合理设计;导流筒与反应器的直径比主要影响液体循环速度,存在一个合理的区间,考虑流动速度与气含率,流化床直径比可取0.6～0.8,最佳取值为0.7;底隙高度影响流化床底泥区的流体运动,应约等于流化床下降区的缝隙长度.CFD模拟可作为污染控制技术工业放大和优化设计的辅助工具.     

湿法烟气脱硫法鼓泡反应器的气液传质建模

利用双膜理论对湿法烟气脱硫法鼓泡反应器气液传质建立数学模型。通过鼓泡反应的钠碱脱硫实验来验证模型，得到的模型计算结果和实验相吻合。利用模型，通过改变的初始参数来研究对传质的影响。结果表明，提高气流速度、进气浓度、吸收液柱高度和吸收液浓度，有利于传质吸收，提高鼓泡反应器的传质系数和脱硫效率。     

软锰矿浆烟气脱硫反应器内气-液两相流的数值模拟

为了揭示喷射鼓泡反应器内流动结构和气液分散特性,为该反应器的优化设计提供理论指导,应用计算流体动力学(CFD)方法对反应器内气液两相流动结构进行了数值模拟,并提出气含率方差概念用于定量描述气相分散程度。着重考虑了搅拌转速和表观气速对通气功率、整体气含率和气相分散程度的影响。结果表明:流场的重要特征与前人的类似实验结果和数值模拟结果一致;数值模拟能很好地捕捉了六直叶圆盘涡轮桨的气穴现象;气穴现象会导致通气功率降低且不利于气液混合;整体气含率随转速和表观气速的增加而增大,但从气液混合与能耗的的角度考虑,搅拌转速宜采用200～300 r/min,表观气速为0.04～0.06 m/s。