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.     

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。     

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     

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.     

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。     

用于普通小球藻固碳的气升式内环流平板光生物反应器设计参数优化

为构建适宜普通小球藻快速生长及生物固碳的内环流气升式平板光生物反应器,通过正交实验方法考察了表观气速(SGV)、高径比(H/D)、降流区与升流区的面积比(Ad/Ar)等设计参数对传递特性变量(气含率、液相循环流速、体积传质系数)和微藻固碳速率的影响。结果表明,SGV对微藻固碳速率影响最为显著,Ad/Ar次之,H/D最小。最适设计参数为SGV=0.3 vvm,Ad/Ar=3∶1,H/D=6∶1。SGV主要通过提高了藻液的气含率而对微藻固碳起到积极作用;微藻生长受多重因素影响,仅仅考察体积传质系数对反应器性能的提升并不全面,气含率的提高对微藻高效固碳更为有利。     

分散填料曝气塔多相流态分析与传氧性能表征

针对分散填料曝气塔中多相流的流态与传氧过程,实验了布气方式以及海绵和陶粒2种填料对于体系的气含率εg、流态以及气-液传质性能的影响。在表观气速U范围(0.01～0.18 m/s)内观察到81孔布气板(Φ1 mm)体系出现3个明显相区,孔数过少(25孔),或者孔间距较小(225孔)均没有明显过渡区,在湍流区(U>0.118 m/s)3种布气板的气含率没有明显差别。海绵填料体积分数εs<25%时体系的气含率没有明显变化,35%时气含率下降且过渡区提前出现。在非均相区,海绵填料明显提高了体系的传质系数KLa。陶粒填料降低了气含率,固含率对εg的影响差别不明显,同时降低了多相流体系的KLa,且随着固含率的增加KLa降低。对比多种操作条件,单位体积空气传氧能力KLa/εg无明显差别,但在81孔布气板的过渡区KLa/εg出现一个明显的极小区间,说明过渡区传氧效率较低。在特定的实验操作条件下,KLa/εg较为稳定,这为深入理解两种气泡群体的共存体系在传氧性能方面各自的权重,提供了重要的量化参考。     

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。     

基于CFD模拟改良型厌氧折流板反应器(mABR)水力特性

改良型厌氧折流板反应器(modified anaerobic baffled reactor,mABR)的处理效率受水力特性的影响很大,而反应器升流室的升流速度又是影响反应器内水力特性的重要参数。使用CFD-fluent软件平台进行二维多相流数值模拟,在难降解废水水解酸化(固-液两相流)与高浓度有机废水发酵产气(气-液-固三相流)条件下,针对水流速度与固含率的变化,探究不同升流速度对反应器内流场特性的影响。结果表明:升流速度的增加及反应器厌氧产气有利于抬升泥水界面,促进泥水混合,提高传质效率;但过高的升流速度将导致污泥流失,使生物量的保持能力下降。通过分析可知,当两相流和三相流升流速度分别为2.0～2.5 m·h~(-1)和1.5～2.0 m·h~(-1)时,水力搅动及固含率分布较为显著,有利于泥水混合,使得反应器去除污染物效率最佳。     

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...     

反应沉淀一体式矩形环流生物反应器的传氧特性研究

设计制作了一种新型的反应沉淀一体式矩形环流生物反应器,通过清水实验研究了其结构特性(环流区内导流板顶端与液面的距离,固定宽度下环流区长度变化)对反应器充氧性能、气含率、气体上升速度和液体循环速度的影响,并在优选结构的反应器中进行了模拟污水试验.结果表明,当升流区截面长度、降流区截面长度、内导流板顶部液流截面高度三者相等时,传氧性能较好,在进水COD为300～400 mg/L的情况下,污泥浓度可以稳定保持在6000 mg/L左右.     

Degradation of trichloroethylene by photocatalysis in an internally circulating slurry bubble column reactor

The effects of initial trichloroethylene (TCE) concentration, recirculating liquid flow rate and gas velocity on photodegradation of TCE have been determined in an internally circulating slurry bubble column reactor (0.15m-ID x 0.85 m-high). Titanium dioxide (TiO2) powder was employed as a photocatalyst and the optimum loading of TiO2 in the present system is found to be approximately 0.2 wt%. The stripping fraction of TCE by air flow increases but photodegradation fraction of TCE decreases with increasing the initial TCE concentration, recirculating liquid flow rate and gas velocity. The average removal efficiency of TCE is found to be approximately 97% in an internally circulating slurry bubble column reactor.     

湿法烟气脱硫反应过程的实验研究

在石灰石/石膏湿法烟气脱硫中试台上,系统开展了浆液pH值、飞灰浓度、液气比、入口SO2浓度、烟气速度和氧化方式等对脱硫反应过程影响的实验研究。实验表明,脱硫效率随着石膏浆液pH值、液气比的升高而增加,且入口SO2浓度越高,液气比越低,影响效应越明显;脱硫效率随着烟气速度、烟气温度和入口SO2浓度的增加而下降;石膏浆液中飞灰含量对系统脱硫效率具有一定的促进作用:pH值>5.6,飞灰浸出液中Fe3+含量相对较低,Fe3+对脱硫反应过渡态催化氧化影响程度较轻,不同工况脱硫效率差别不大。pH值<5.6,飞灰浸出液中Fe3+含量随pH值降低而增大,增效效果逐渐显著;氧化方式对脱硫反应过程有明显的影响,强制氧化工艺的脱硫效率比自然氧化的高5%左右。     

Specifying Venturi Scrubber Throat Length for Effective Particle Capture at Minimum Pressure Loss Penalty

A simplified equation for specifying the optimum minimum length for commercial venturi scrubber throats is presented in this paper. This theoretical correlation is derived using an optimum velocity ratio (velocity of collector droplet at end of venturi throat to velocity of gas in throat) and is a function of throat gas velocity and liquid to gas ratio. This velocity ratio establishes the minimum throat length and is based on available literature data. Predicted venturi scrubber particle collection for throats specified by this procedure compare favorably with reported commercial venturi collection efficiencies and with modeled venturi efficiencies over the practical range of venturi scrubber operation.     

Enhanced naphthalene solubility in the presence of sodium dodecyl sulfate: effect of critical micelle concentration

Surfactants can increase the solubility of non-polar compounds, and have been applied in areas such as soil washing and treatment of non-aqueous phase liquids (NAPLs). This investigation explored the feasibility of removing vapor phase polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) from gases using an anionic surfactant. The solubility of vapor phase naphthalene was measured herein using gas chromatograph (GC) with a photon ionization detector (PID). The measurement results indicated that surfactant molecules were not favorable to micelle formation when temperatures increased from 25 degrees C to 50 degrees C. Regardless of whether solutions were quiescent or agitated, equilibrium naphthalene apparent solubility increased linearly with surfactant concentrations exceeding critical micelle concentration (CMC). The pH effects on naphthalene apparent solubility were small. Agitation increased naphthalene apparent solubility and lumped mass transfer coefficients. Furthermore, lumped mass transfer coefficients decreased with increasing surfactant concentration owing to increase in interfacial resistance and viscosity and decreased spherical micelle diffusion coefficients. Finally, the net absorption rate increased because the solubilization effects of micelles exceeded the reduction effects of mass transfer coefficient above the CMC. The enhanced naphthalene apparent solubility from the addition of surfactant can be expressed by an enrichment factor (EF). The EF value of naphthalene for the surfactant solution at 0.1 M with agitation at 270 rpm relative to quiescent water could reach 18.6. This work confirms that anionic surfactant can improve the removal efficiency of hydrophobic organic compound (HOC) from the gas phase.     

Combustion characteristics of spent catalyst and paper sludge in an internally circulating fluidized-bed combustor

Combustion of spent vacuum residue hydrodesulfurization catalyst and incineration of paper sludge were carried out in thermo-gravimetric analyzer and an internally circulating fluidized-bed (ICFB) reactor. From the thermo-gravimetric analyzer-differential thermo-gravimetric curves, the pre-exponential factors and activation energies are determined at the divided temperature regions, and the thermo-gravimetric analysis patterns can be predicted by the kinetic equations. The effects of bed temperature, gas velocity in the draft tube and annulus, solid circulation rate, and waste feed rate on combustion efficiency of the wastes have been determined in an ICFB from the experiments and the model studies. The ICFB combustor exhibits uniform temperature distribution along the bed height with high combustion efficiency (>90%). The combustion efficiency increases with increasing reaction temperature, gas velocity in the annulus region, and solid circulation rate and decreases with increasing waste feed rate and gas velocity in the draft tube. The simulated data from the kinetic equation and the hydrodynamic models predict the experimental data reasonably well.     

废水液滴在低温烟气中的蒸发特性数值研究

建立了液滴在低温低速烟气中运动和蒸发的数学模型,数值研究了液滴在不同的烟气速度和烟气温度环境中的蒸发特性,获得了液滴速度、温度和直径随时间的变化规律,以及烟气速度和温度对液滴蒸发特性的影响。计算结果表明：气相速度越大,液滴初速度对液滴运动速度的影响越小,液滴速度越容易达到烟气速度。对于初始直径和速度一定的液滴,气液初始相对速度越大,液滴达到临界蒸发温度所需的时间越短,完全蒸发时间也越短。在文中研究的烟气速度范围内,整体上气相速度的改变对液滴完全蒸发时间的影响很小。气相温度的改变对液滴达到临界蒸发温度的时间以及完全蒸发时间的影响很大。烟气从较高温度和较低温度分别下降相同幅度的温度时,液滴在烟气中的完全蒸发时间按不同的倍数在增加,烟气温度越低,液滴完全蒸发时间增加的越多。对于文中研究的液滴,无量纲完全蒸发时间随烟气温度变化呈指数递减规律。     

烟气中多种污染物协同脱除的研究

烟气中多种污染物协同脱除是烟气净化领域的研究热点.在现有烟气脱硫技术研究的基础上,对活性焦干法、多级增湿半干法、氧化性添加剂湿法以及等离子体湿法这4种烟气污染物协同脱除技术进行了系统的研究.研究发现,以活性焦为载体添加适当的催化剂能够实现在高效脱硫基础上的同时脱硝;多级增湿半干法技术提高了脱硫剂颗粒在吸收塔内反应全过程的含湿均匀性,通过添加复合促进剂可以提高反应速率,强化烟气中SO_2、NO_X等污染物协同脱除;在传统的湿法烟气脱硫技术中,向脱硫剂中加入KMnO_4和NaClO_2等强氧化剂或者采用等离子体前置氧化,能够有效的将难吸收的NO氧化成NO_2、HNO_2和HNO_3,最终实现同时脱硫脱硝.