环隙气升式反应器在非牛顿流体体系中的应用──反应器特性研究和体积氧传递系数的关联

以羧甲基纤维素钠（ＣＭＣ）水溶液模拟非牛顿型发酵介质，在内径为０．１５ｍ，高为０．９７５ｍ的环隙气升式反应器内，考察了液体流变性质和导流筒结构对气液传质的影响，提出了体积氧传递系数（ＫＬａ）的经验关联式。实验表明：对于较高粘度的假塑性流体，反应器内部采用整体式导流筒结构，将有利于传质和混合，其性能优于采用开窗式导流筒或无导流筒的反应器。     

环隙气升式反应器在非牛顿流体体系中的应用—反应器特性研究…

以羧甲基纤维素钠（ＣＭＣ）水溶液模拟非牛顿型发酵介质，在内径为０．１５ｍ，高为０．９７５ｍ的环隙气升式以应器内，考察了液体流变性质和导流筒结构对气液传质的影响。提出了体积氧传递系数的经验关联式。     

环隙气升式反应器的开发——Ⅱ.维生素C两步发酵过程

在400mm直径的环隙气升式发酵罐(Ⅰ)内进行了两步发酵试验,由山梨醇制取维生素C的前体——2-酮基-L-古龙酸。测定了第二步发酵过程的氧传递速率和体积传质系数。实验表明,在产酸中期的平均体积传质系数仅为相同表观气速下,空气-水系统的体积传质系数的40%左右。采用性能指标PI作为评价发酵罐操作性能的标准,求得(Ⅰ)的最佳空气流量,并与机械搅拌罐(Ⅱ)作比较。发酵试验表明,(Ⅰ)非常适用于两步发酵过程。在适宜的操作条件下,其总收率可达85%左右。所以(Ⅰ)完全能替代(Ⅱ),从而大大节约能耗和投资费用。     

三相下喷式环流反应器的气含率和传质性能

在三相非牛顿型流体体系中，对下喷式环流反应器的气含率和传质特性进行了实验研究。讨论了气速、液速、导流筒直径与反应器直径比、固体装填量、羧甲基纤维素钠溶液浓度及其流变特性对它们的影响。实验结果表明，气含率和传质系数随气速的增加而增加，而液速对其影响较小。在实验条件下，发现最优的导流筒直径与反应器直径比在０．４￣０．５这一范围，最优的固体装填量约为ψ＝０．０３，同时提出了气含率和容积传质系数的经验关联     

气升式环流反应器内气液两相流动计算流体力学的模拟

采用欧拉-欧拉两流体模型模拟了气升式环流反应器内部气液两相流动过程,考察了液相速度和气含率随表观气速的变化,液相速度和气含率模拟值的关系与两种经验关系式的计算值进行了比较,两者取得了很好的一致,证明了模型的正确性。在此基础上,使用计算流体力学模拟的方法考查了反应器内的导流筒直径和导流筒高度对反应器内两相流动的影响,导流筒直径增大,液相循环量增大,上升段气含率增大;导流筒位置升高,液相循环速度和循环量均增大,上升段气含率减小。所获得的结果对气升式反应器的设计优化具有指导意义。     

环隙气升式反应器的开发：Ⅲ.高浓度山梨糖流加过程的动力学…

在全容积１６Ｌ的环隙气升式反应器内，进行了高浓度山梨糖流加发酵过程的研究。根据其发酵过程的特征，建立了流加过程的动力学模型。在此基础上，获得适合该过程的流加控制策略。实验结果表明，采用该控制策略，可使底物浓度的波动范围小于２ｇ／Ｌ。     

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.     

釜式光生物反应器内光分布及光能吸收的CFD研究

光生物反应器内光能分布和吸收除了受到微藻细胞的影响还受到气泡的影响,采用离散坐标模型(DOM)对三维光生物反应器内不同气含率和气泡直径对光能分布情况的影响进行研究,同时研究了小球藻对不同颜色光的体积平均光能吸收率(ALVREA)。结果表明:气泡的存在使得靠近光源位置光强度提高,光衰减加速;当气泡直径为3mm、气含率为7.5%时,体积平均光能吸收率最高,对不同光波段光能吸收研究表明小球藻对波长为400~500nm的光波段有着最高的光能吸收率,计算结果可用于光生物反应器的设计优化及光源系统的选择及设计。     

高固含率三相淤浆床反应器流体力学研究

在空气－水－甲醇合成催化剂,空气－液体石蜡油－甲醇合成催化剂两种系统中,研究了高固含率下,三相淤浆床反应器的气含率,床层压降,临界气速等流体力学性质;考察了各种因素的影响,并得到了气含率的经验关联式。     

气升式发酵罐系列简介

1 概述 微生物需氧发酵过程对于反应器(发酵罐)最基本要求是反应器具有良好的混和、传质和传热特性,传统的生化反应器能满足上述要求。然而随着发酵工业的发展,装置的大型化,品种的增加,技术和装备不断进步,传统的生化反应器无论在设计、制造、施工、使用、单台造价等方面都存在不少的问题。适应于某一特定产品的气升式发酵罐的开发设计、使用,尤其是大型化的生化反应器更是迫切需要。     

对二甲苯搅拌式反应器增设导流简的流体力学

在高径比为1.0的搅拌反应器中,研究了导流筒结构及固体含量对翼型轴流桨功耗与气含率的影响.研究发现导流筒的安装会降低功耗,提高气含率;导流筒的开孔率以16.4%为佳;翼型桨排出流向上时功耗较小,气舍率较高;功耗随固体含量的增加而增大;气液两相体系中的气含率比气液固三相体系中的气含率高;并得到在开孔率为16.4%条件下,翼型轴流桨上提操作时的气含率关联式.此外,在高径比为1.5时对双层组合桨进行了研究,并得出了与单层桨类似的结论.     

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。     

固定床鼓泡反应器的流型与压降的瞬态表征

采用高采集频率的差压传感器及A/D转换器,对固定床鼓泡反应器的瞬时压降数据进行了采集,建立了反应器内的流型识别方 法,并通过电容层析成像仪（ECT）对不同流型的气含率的瞬态特征进行了研究。结果表明：不同流型内压降信号的波形、概率密度 分布及功率谱密度分布特点差异显著,瞬态气含率亦存在不同特点;随着气液相流速的增加,床层压降梯度逐渐上升;根据实验数 据修正的Larachi关联式及Khan和Varma关联式可较好地预测中等塔径（D=280 mm）的固定床鼓泡反应器的摩擦压降,均方根偏差分 别为18.0%与14.5%。     

H2、N2、CO和CO2在液体石蜡中的溶解度和传质系数的研究

在机械搅拌高压釜中测定了290．15～513．15K、0．5～4．0MPa范围内H2、N2、CO和CO2在液体石蜡中的溶解度和体积传质系数。结果表明，H2、N2、CO和CO2的平衡溶解度均随着压力的升高而增大，N2、CO和CO2的平衡溶解度随温度的升高而减小，但氢气的平衡溶解度随温度的升高而增加。回归了各种气体的溶解度系数H1与温度丁的关联式。H2、N2、CO和CO2的体积传质系数均随着压力和温度的升高而增大，温度和压力对不同气体的体积传质系数的影响各不相同，氢气的体积传质系数受温度和压力变化的影响较大，二氧化碳的次之，一氧化碳和氮气的变化较小。     

滴流床小颗粒催化剂气相传质系数的研究

采用NaOH-SO_2-空气系统,在液相中进行瞬时不可逆反应,研究了滴流床小颗粒的气相容积传质系数k_Gα。实验结果表明:气液间的传质过程与液体的流型有着密切关系。实验得到工况条件下滴流区和脉动区k_Gα与气速、液速、颗粒大小及液相物性的关联式。     

双层桨结构自吸式反应器的气含率

根据单层桨自吸式反应器吸入的气体主要集中在反应器上部的缺陷,采用了4种桨型作为下层搅拌桨,并研究了下层桨桨径、桨间距和导流筒的影响。测定了釜内总气含率与釜下半部的气含率,发现下层桨不仅决定气含率在釜下部的分布情况,而且对自吸式桨的气体吸入量也有很大影响,与理论推导的结果完全吻合。找到了合适的搅拌浆组合形式,该组合符合流体力学理论,在工业装置上的应用取得成功。     

管式生物反应器的容积传质系数

本文以聚丙烯纤维为载体的管式生物反应器实验装置进行了容积传质系数KLa的测定，并联出容积传质系数KLa与通气量Vg、液体循环量Lmin的关系。     

气液搅拌反应器的新进展

本文综述了气液搅拌反应器研究的新进展,系统地阐明了反应器各类型以及它们的液相混和、功率消耗、操作区域、传质、传热等问题。     

气升式外环流反应器在生化工程中的应用及发展前景

本文从生化反应及其对生化反应器的要求出发,讨论了气升式外环流反应器作为生化反应器的适应性,并对其在生化工程中的应用和发展前景作了阐述。