自吸式涡轮搅拌桨的性能研究

系统地测定了自吸式双圆盘六叶涡轮桨应用于气-液-固三相浆态搅拌反应器的性能。研究了吸入气体的临界转速、表征搅拌桨对气体抽吸能力的吸气压力、气体自吸的吸入流量、搅拌功率、气含率、气液分散性能和气液传质规律,以及固体催化剂颗粒的悬浮问题。采用磁钢密封结合自吸式涡轮搅拌桨的三相浆态搅拌反应器,比较适宜于精细化学品合成的工艺研究及本征动力学测定,并对中小规模三相浆态反应工艺的连续化生产提供了可行性研究。     

鼓泡塔和内循环气升式生物反应器混合特性比较

用脉冲示踪法测试了鼓泡塔和内循环气升式生物反应器的停留时间分布，对其流动混合特性作了比较研究．结果表明，内循环气升式生物反应器停留时间分布得到改善，强化了气液传质，有更好的混合效果，提高了反应效率．多参数模型较单参数模型能显著地反映出两种反应器的混合特性及其差别，移位对数正态分布函数模型对实验值的吻合程度优于组合模型．     

内置蜂窝陶瓷的气升式内循环生物反应器II.固定化Achromobacter sp.降解氯酚和苯酚

蜂窝陶瓷固定化细胞气升式内循环生物反应器(IAL-CHS)降解氯酚和苯酚.对该反应器进行了批式和连续流降解实验,固定于陶瓷载体上的微生物经过短时间适应后,能有效地降解氯酚和苯酚,表现出较好的稳定性和抵抗冲击负荷性能,在350h的连续流处理过程中,氯酚的降解率越来越高,达到98%以上.     

自混式圆盘涡轮搅拌器的性能

提出了一类新型高效气液传质设备：自混式圆盘涡轮搅拌设备（ＳＤＴ），以提高气液反应设备的传质效果，降低剪切力，采用实验方法对其功率准数、通气前后功率的变化规律、气液传质性能进行了实验心合出气液传质系数方程。研究表明，该设备优于传统的搅拌器（ＤＴ），具有节省能耗，传质效率高的特点。     

加压三相床环氧乙烷合成过程研究：Ⅳ.环氧乙烷在一号液相热 …

使用搅拌反应釜，利用气液两相平衡技术，在３３３－５０３Ｋ，０．０９－０．４ＭＰａ的实验条件下，测定了环氧乙烷在所筛选的一号高沸点液相热载体中的平衡溶解度。运用Ｐｅｎｇ－Ｒｏｂｉｎｓｏｎ状态方程计算了溶剂和环氧乙烷的活度系数，并且回归出了溶解度系数与温度的关联方程。实验结果表明，环氧乙烷在该液体介质中的平衡溶度均随着压力的升高而增加，随温度的升高而降低。     

釜式泰勒流反应器流动特性与传质机理研究

通过设计一种气液混合射流的方案,在搅拌釜式反应器底部加装气体分布器,生成泰勒涡流。采用数值模拟和实验相结合的方法分析反应器内涡流流动特性及传质机理。结果表明：搅拌釜式反应器内泰勒涡流随旋转雷诺数变化的演变规律与常规泰勒反应器内涡流的演变规律类似;泰勒涡流的生成在搅拌釜式反应器原有的全混流流型中构建出局部的平推流区域,降低了返混;平推流区域随着旋转雷诺数的增加而扩大,在临界旋转雷诺数工况下可使反应器气相均布性提升28%,溶氧速率提升5倍左右,有效地改善了反应器内流动状况,强化了气液间的传质效率。研究结果为突破常规泰勒流反应器反应空间小的局限、扩大生产规模提供了理论研究依据,对釜式反应器的改装具有普适性,简便易行。     

气升式反应器结构参数优化设计CFD仿真研究

气升式反应器是生物发酵生产过程中的重要设备,工业生产过程中要求反应器内保持较高的气含率和循环液速,从而提高气液传质效率.由于气升式反应器的导流简直径对气含率和循环液速有决定性影响,研究其结构参数优化设计具有重要意义;文章利用计算流体力学仿真软件研究了气升式反应器内的流动状态,给出了不同导流简直径下气含率和循环液速的变化趋势,发现了该结构参数存在最佳设计范围.     

外环流反应器结构与操作参数对气含率的影响

在中试气提式外环流冷模反应装置上,研究表观气速UG、液相主体流速UL和气含率εG的关系,揭示小装置上反映不出的现象并为生产提供指导。反应装置高2.5m,由一个上升管与两个下降管组成,其内径分别为0.47m和0.08m,已接近于中试规模。对不同开孔方向和开孔数的气体分布器,分气液及气液固情形进行研究。结果表明:UL随UG升高呈线性上升;εG随UG增大而增大,二者也呈线性变化;εG随UL增大略有增大;分布器开孔向上比向下具有高的εG;活性炭加入500g比加入250g更能提高εG。     

加压三相床环氧乙烷合成过程研究Ⅳ.环氧乙烷在一号液相热载体中的溶解性能

使用搅拌反应釜，利用气液两相平衡技术，在３３３～５０３Ｋ，０．０９～０．４ＭＰａ 的实验条件下，测定了环氧乙烷在所筛选的一号高沸点液相热载体中的平衡溶解度。运用Ｐｅｎｇ－Ｒｏｂｉｎｓｏｎ 状态方程计算了溶剂和环氧乙烷的活度系数，并且回归出了溶解度系数与温度的关联方程。实验结果表明，环氧乙烷在该液体介质中的平衡溶解度均随着压力的升高而增加，随温度的升高而降低。     

气液在高H/D比搅拌式鼓泡塔中气含率及压降的研究

利用 ф2 8mm玻璃搅拌式鼓泡塔 ,在高径比H/D =5 0、分段数N =3～ 2 3和变搅拌转数n下测定空气———水系统在塔内作并流流动时的气含率与压降 ,分析了两相流气速、液速、分段数及搅拌转数对气含率和压降的影响 ,所得经验关联式与实验数据进行了较好的吻合 .结果表明该装置具有延长气泡停留时间、提高气含率及利于界面传质的优点 .     

反应工艺对纤维素醚化反应效果的研究

用精制棉纤维素为原料,分别用捏和机和搅拌式反应釜进行纤维素的醚化反应活性研究,并分别用氯乙醇和一氯乙酸为醚化剂,制备羟乙基纤维素和羧甲基纤维素。研究结果表明,在高强度搅拌的情况下,采用搅拌式反庆釜进行纤维素的醚化反应,纤维素有较好的醚化反应活性,表现在醚化反应效率提高、产品在水溶液中的透光性增强等方面皆比用捏 合机的方法好。因此提高反应过程的搅拌强度,是研制取代均一性好的纤维素醚化产品的较好方法。     

卧式聚合釜中新型宽叶板式搅拌桨的气液传质特性

卧式聚合反应器被广泛用于气态单体的乳液聚合反应.为强化气液传质,卧式聚合反应器多采用新型宽叶板式搅拌桨.本文采用进出口流量变化检测法在卧式反应器内测定了气液容量传质系数Kla,考察了NFr数、液含量ε、搅拌桨层数和桨叶片数对Kla的影响.结果表明:新型宽叶板式搅拌桨比普通桨型具有更大的气液容量传质系数.Kla随NFr的增加而增大;随ε的增加先增大后减小,在ε=0.5时达到最大值,随搅拌桨层数和桨叶片数的增加而增大.在不同的NFr下,卧式反应器内流体呈现重力作用区、过渡区和惯性力作用区.在重力作用区,Kla与NFr符合Kla∝NFr0.9～1.1.     

间歇搅拌反应釜的液-液分散性质数据用于连续搅拌反应釜设计的探讨

本文结合聚碳酸酯液-液聚合反应釜的放大工作,探讨了将间歇搅拌釜的液-液分散性质数据用于设计连续搅拌釜的可能性。通过分析和实验表明:只要合理设计反应器的进出料口位置,使连续操作中釜内相比不发生变化,并等于设计的进料相比,则已知的间歇搅拌釜的分散性质同于连续操作条件下的性质,而可以直接用于连续搅拌反应釜的设计。     

碳酸锰矿浆湿法烟气脱硫反应过程研究

在磁力和机械驱动双搅拌反应器中对碳酸锰矿浆烟气脱硫的反应过程进行实验研究,考察了矿粉粒度、气相搅拌速度、液相搅拌速度、气液接触面积、温度对反应速率的影响.结果表明:总反应速率随气相、液相搅拌速度增加而增加,随反应温度的升高而降低,与气液面积成正比,但气相搅拌速度对反应速率的影响较液相搅拌速度更为明显;碳酸锰矿浆脱硫的反应属气、液扩散同时控制,但气相扩散阻力为主导性因素;碳酸锰矿浆脱除烟气中的SO2的反应过程总体上属于传质速度控制过程而非动力学控制过程,应选用能增强气、液、固三相之间传质的喷射鼓泡反应器作为碳酸锰矿浆烟气脱硫的吸收设备.     

内置蜂窝陶瓷的气升式内循环生物反应器I.水力学特征及其影响因素

在鼓泡塔式(BC)和气升式内循环(IAL)生物反应器的基础上，于内循环导流管中间安装了蜂窝陶瓷载体，构成了带有蜂窝陶瓷载体的气升式内循环(IAL—CHS)生物反应器。用示踪技术测定了流体在BC、IAL和IAL—CHS反应器内的停留时间分布，并用组合模型建立了描述反应器中流体停留时间分布的数学模型。比较研究了这3种形式的生物反应器的水力学特性，探讨了曝气量对停留时间分布的影响。结果表明，相同条件下，相比BC和IAL，IAL—CHS生物反应器提高了反应器内完全混合区的比例，减少了流体走旁路的比例。曝气量越大，完全混合区越大，而流体走旁路的比例越小。     

滴流床中液相传质系数的研究

在气液并流向下的滴流床中,应用空气-二氧化碳-水系统和空气-二氧化碳-氯化钠水溶液系统,对气液界面液相传质系数进行了研究。滴流床床径为T=42mm,床中填料为小颗粒玻璃珠(粒径d_p=2.33,1.73,1.16mm),气相空床流速u_G为0.12—0.50m/s,液相空床流速u_L为0.002—0.040m/s,气液相温度均为298K。实验表明滴流区液相传质系数k_Lα与u_L、u_G、d_p和系统的物性等有关,用回归分析方法得到如下的关联式: (k_Lαd_p~2)/D_A=0.147Re_L~(0.55)Re_G~(0.58)Sc~(0.50)(dp/T)~(-0.06)证实了该传质过程符合Higbie理论。     

气液固三相喷射环流生物反应器中液速研究及应用

开发了一种内热式换膜液体流动速率测量仪,该测量在单纯液相中的精度优于１．５％,同时克服了固体粒子及气泡对测量仪的干扰作用,可较好地用于气液固三相中的液速测量,对气液固三相喷射环流生物反应器中流体流动速率进行了测量,得到了不同操作压力、气体进料量、不同轴向位置的液体速率分布,利用该反应器进行了生物降解处理染料工业废不的应用研究 。     

螺旋流气提式内循环反应器的COD、SS去除效能

为提高气提式内循环反应器三相分离的效率,在反应器中加入螺旋式三相分离器对其进行了改造,并通过试验对其效能进行分析.试验结果表明,改造后的螺旋流气提式内循环反应器对有机物质仍具有较高的去除能力,同时系统出水SS得到了较好的降低.试验从填料体积、水力停留时间、曝气量三个因素分别考查了系统的COD、SS去除效果,系统运行稳定后COD的平均去除率为80%以上,出水COD基本维持在50～60mg/L,系统出水SS值低于30mg/L,从而证实了对气提式内循环反应改造的最初设想.     

气液两相机械搅拌釜中水翼-涡轮组合桨的功率消耗

研究了气液两相机械搅拌反应釜中水翼组合桨的组合方式，通气位置、搅拌方式及桨间距对通气功率下降的影响，给出了通气功率消耗关联式。当采用以水翼k5桨为下层桨、较高的通气位置及较大的桨间距为搅拌釜的几何结构时，其通气功率的下降较小。水翼桨的排出流方向、通气管出口位置及桨间距对气体循环及全釜气液流动产生协同作用，且这种协同作用会因搅拌转速的不同而对桨间距有不同的要求。     

电导法测定气-液鼓泡床反应器内的气泡直径

在小型气－液鼓泡床反应器上，观察、测定了气泡的大小及运动情况，并运用统计学原理计算出Sauter气泡平均直径、气泡上升速度，为了解大型气提式外环流反应装置内的气泡大小及运动情况提供了指导。