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。     

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.     

新型内构件内循环三相流化床流体力学和氧传质特性的研究

对一种导流筒内置静态混合元件的改进型内循环三相流化床 (MITFB)的流体力学和氧传质特性进行了试验研究。结果表明 :相对于普通流化床 (CITFB) ,MITFB上升区气体含率增大 1 8— 3 7倍 ,体积氧转移系数KLa和氧转移效率EA 值平均增大 72 5 % ;而液体循环流量则减小了 2 5 6 %— 37 0 %。上升区气含率和液体循环流速可分别用Fan公式和Chisti公式预测 ,并求出了相应的参数     

新型内构件内循环三相流化床流体力学和氧传质特性的研究

对一种导流筒内置静态混合元件的改进型内循环三相流化床(MITFB)的流体力学和氧传质特性进行了试验研究。结果表明：相对于普通流化床(CITFB)，MITFB上升区气体含率增大1．8—3．7倍，体积氧转移系数KLα。和氧转移效率EA值平均增大72．5％；而液体循环流量则减小了25．6％—37．0％。上升区气含率和液体循环流速可分别用Fan公式和Chisti公式预测，并求出了相应的参数。     

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.     

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.     

蜂窝断面内循环三相生物流化床内流动状况的数值模拟

根据蜂窝断面内循环三相生物流化床内混合液的连续性方程、动量方程和能量方程,利用Fluent软件对反应器内的流动状况进行了数值模拟.采用Fluent的前处理软件Gambit完成流化床的三维模型,利用Fluent主程序解析计算,并利用后处理软件实现计算结果的显示.模拟计算结果获得了反应器内静压力、静压差的变化规律,得到了液体循环速度、气含率沿纵向及横断面的分布.     

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。     

好氧高效过滤分离生物流化床的试验研究

在分析、研究内循环三相生物流化床反应器(ITBFB)效能影响因素的基础上,提出了轻质滤料过滤与ITBFB相耦合技术原理,设计出好氧高效分离生物流化床复合反应器.应用新型反应器进行生活污水中试试验的结果表明,在复合反应器HRT较短为1.1 h时,SCOD和SS去除率分别达60%和96%;在滤层厚度为30 cm,过滤速度为4.24 m/h时,复合反应器的出水悬浮物可保证16 h达标排放.     

Trichloroethylene degradation by photocatalysis in annular flow and annulus fluidized bed photoreactors

The effects of trichloroethylene (TCE) gas flow rate, relative humidity, TiO(2) film thickness, and UV light intensity on photodegradation of TCE have been determined in an annular flow type photoreactor. Phosgene and dichloroacetyl chloride formation could be controlled as a function of TCE gas flow rate and photodegradation of TCE decreased with increasing relative humidity. The optimum thickness of TiO(2) film was found to be approximately 5 mum and the photocatalytic reaction rate of TCE increased with square root of UV light intensity. In addition, the effects of the initial TCE concentration, phase holdup ratio of gas and solid phases (epsilon(g)/epsilon(s)), CuO loading on the photodegradation of TCE have been determined in an annulus fluidized bed photoreactor. The TCE photodegradation decreased with increasing the initial TCE concentration. The optimum conditions of the phase holdup ratio (epsilon(g)/epsilon(s)) and CuO wt.% for the maximum photodegradation of TCE was found to be 2.1 and 1.1 wt.%, respectively. Therefore, an annulus fluidized bed photoreactor is an effective tool for TCE degradation over TiO(2)/silica gel with efficient utilization of photon energy.     

三维三相流化床电极处理苯胺实验研究

使用了一种新型的电化学反应器———三维三相流化床电极用于处理苯胺的实验研究。得到了气量大小、外加电压、电介质浓度、pH值、原水浓度、反应时间等因素对苯胺溶液COD去除率的影响规律 ,并对之进行了合理的解释和分析。结果表明 ,用三维三相流化床电极 ,在一定条件下 ,苯胺可基本被全部氧化。初步论证了苯胺电解过程中有中间产物的生成。     

捕集植物纤维性粉尘的研究

植物纤维性粉尘因其固有特性 ,在除尘技术中是一个没有解决好的难题。通过理论分析、实验研究与工程应用 ,利用流化床除尘器解决了这一问题 ,实现了除尘器的高效、低阻和可靠运行     

Dynamic purification of coal ash by a gas-solid fluidized bed

Fluidized bed filtration classified as granular bed filtration is a solution for removing particles from flue gas. Fine particles are captured by colliding with bed material. Binary mixtures including fines exist in the fluidized bed; the situation becomes more complex because the fines increases with time as particles enter continuously. Coal ash was put into the inlet gas of a gas-solid fluidized bed with silica sand and the variations in concentration with time was monitored, to elucidate the dynamic purification of fines by bed material and the interaction therewith. Water was injected into the inlet gas also to study the influence of water content on the removal of particles. Experimental results showed that the particle concentration rapidly increased with time until equilibrium was achieved. The outlet concentrations exceeded the inlet concentration (such that the removal efficiency was negative) at operating time between 26 and 30 min, yielding an efficiency as low as -35%. The removal efficiency increased with the relative humidity from 30% to 70%. The maximum cumulative collection ratios of particles (by mass) were 20%, 22% and 27% at humidities of 30%, 50% and 70%, declining to 7%, 13%, and 19% at the end.     

双喷嘴矩形喷动床流体力学及脱硫性能的实验研究

针对半干法烟气脱硫方法,提出了一种新型的双喷嘴矩形喷动床半干法脱硫技术.在相同的静床层高度下,研究了最小喷动速度、最大喷动压降和喷动高度;在相同的Ca/S比、进气SO2浓度、进口温度、绝热饱和温差条件下,以消石灰为脱硫剂,研究了脱硫性能,并与传统柱锥形喷动床进行了比较.结果表明,矩形喷动床拥有更好的流动性能和脱硫率,得出了实验条件下矩形喷动床的最佳操作范围.     

微污染水源水生物处理工艺中IAL-CHS与三相流化床的初步比较

初步比较气升式内循环蜂窝陶瓷反应器(IAL-CHS)和内循环三相流化床反应器(ITFB)对微污染水源水进行生物预处理的效果。IAL-CHS反应器比ITFB反应器挂膜启动速度快,但是在挂膜期承受冲击负荷能力较ITFB反应器差。在进水相同条件下,两者所能达到的最小水力停留时间、最大体积负荷和容积负荷相差不大,但是ITFB反应器的曝气强度却为IAL-CHS反应器的3.33倍,并且比IAL-CHS反应器出水SS高,浊度去除率低,单位载体的生物量及活性生物量小。     

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。     

活性炭三维电极流化床处理洗车废水的研究

以经吸附处理的活性炭为填充粒子,对三维电极流化床反应器处理洗车废水进行了静态条件实验研究。结果表明：三维电极流化床处理洗车废水的效果明显好于三维电极固定床和单纯的活性炭吸附。在槽电压为30 V,通气量为3 L/min, 通电时间为30 min,活性炭用量为50 g时,COD去除率最高。     

基于膨胀特性的厌氧流化床反应器的设计和运行控制

生物流化床的床层膨胀行为直接与生化反应区的水动力学和效率相关 ,床层膨胀特性是进行合理设计和运行的重要依据。目前流化床设计一般没有考虑生物膜的影响 ,但生物颗粒的流化行为有别于光滑载体 ,因此需要对曳力系数Cd 和膨胀特性方程中的ui 进行必要的修正。在综合分析基础上 ,探讨了优化两相流化床设计和运行的程序和方法