气升式环流反应器.pptx

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【国家自然科学基金】_气升式反应器_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140730

【国家自然科学基金】_气升式反应器_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140730

科研热词 推荐指数 蜂窝陶瓷 3 轴向分布 2 紫外光解 2 生物降解 2 生物反应器 2 生物修复 2 环流反应器 2 气含率 2 气升式反应器 2 气-固两相流 2 数值模拟 2 径向分布 2 床层密度 2 富营养 2 增殖 2 反应器 2 通气量 1 贯叶连翘 1 蜂窝陶瓷载体 1 脱氮除磷 1 粒子图像测速技术 1 硝化 1 石斛碱 1 生物膜 1 生物抑制 1 生物反应动力学 1 生木薯粉 1 流化床 1 气液两相流 1 气升式振荡环流反应器 1 杆状病毒 1 昆虫细胞 1 接种量 1 感染策略优化 1 微污染原水 1 微污染 1 循环液速 1 少根根霉 1 富马酸 1 大花蕙兰 1 多糖 1 喹啉 1 同步糖化 1 原球茎 1 内循环反应器 1 光照强度 1 传质系数 1 优化设计 1 不定根 1 radial distribution 1 gassolid two phase 1 euler-euler双流体模型 1
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2014年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
2014年 科研热词 颗粒污泥 连续流生物流化床 管式光生物反应器 生物量 溶胶凝胶 污泥特性 氧化锌 气升式环流反应器 户外培养 多糖含量 发状念珠藻 光催化 micro-mixing macro-mixing hydrodynamics bubble behavior airlift loop reactor 推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52

低高径比气升式环流反应器数值模拟分析

低高径比气升式环流反应器数值模拟分析

能 进 行 研 究 , 述 出 反 应 器 内气 含率 和 环 流液 速 等 参 数 的 详 细 分 布 , 析 模 拟 结 果 , 液 速 度 分 布 和 描 分 气
气 含 率 分 布等 与 实 际情 况 基 本 吻合 , 而 证 实 了 计算 结 果 的有 效 性 , 工业 实 际应 用 提供 一 定参 考 。 从 为 关 键 词 : 计 算 流 体 力 学 ; 流 气 升 式 反 应 器 ; 动 ; 拟 环 流 模 文献 标 识 码 : A 文章 编 号 : 17 ’ 40 2O )5 05 — 5 6 1 O6 (O6 0 — 32 0
马 晓建 ,李 鹏 , 书 起 方
( 州 大 学 化 工 学 院 ,河 南 郑 州 4 50 ) 郑 702

要 : 气 升 式 反 应 器 因 其 结 构 简 单 , 良好 的 混 合 传 热 性 能 , 于 操 作 等 优 点 已 广 泛 用 于 化 有 便
工 、 物 化 工 等 行 业 。利 用 商 用 计 算 流体 力 学 软 件 Fun, 用 E l —E l 双 流 体 模 型 , 点 针 对 好 生 l t利 e ue r ue r 重 氧 反 应 的 特 点 , 一 种具 有 低 高 径 比 ( D =16 ) 对 HI . 的环 流 气 升 式 反 应 器 内 的气 液 两 相 流 动 及 混 合 性 7
器进 行 内不 同表 观 气 速 下 液 体 及 气 体 的 循 环 情 况, 并得 出 当表 观气 速达 到某一 值 时 , 泡进 人下 气
降管 的结论 。
本 文将 运用计 算 流体力 学软 件 Fu n 对 一 种 l t e 具有 较低 高径 比(日/ 一1 6 的 内环流 反应 器 的 D .)

CFX软件模拟气升式环流反应器的研究

CFX软件模拟气升式环流反应器的研究

年 月





程 第 卷第 期
机械设备
软件
模拟气升式环流反应器 的研究
范景福 , 刘献玲‘ 蔡 文,
中国石化集 团洛 阳石 油化工工程公 司 河南省洛 阳市 中国石油大学 北 京 过程装备实验室 北 京市
摘要 选 用气一 液两相气升式环流反应器 为研究对象 ,采用 双流体模型 即欧拉 一 欧拉 多流体模 型 描 述气液 两 相流动过程 。 利用 软件 对气升式环 流反应 器进行“’’ 型网格划分 ,并用 一 软件对模 型方程进行
气液分 离区
的速度场 、 局部气含率等详细参数 。与实验方法 相比 , 模拟不仅 花费少 、 设计周期短 ,且能在 较短时间内预测装置的性能 〔〕 ’,并通过改 变各种 参数 , 达到最佳设 计和操作效果 ,对反应器 的设 计、 放大 、 优化和混合传质的基础研究都具有重大
意义 。
气液混合区 和 回流区

夕甲夕ຫໍສະໝຸດ ,由图可知 ,在气液混合区 ,液相速度开始较
动量传输方程
日 尹

小 ,进人升流区底部时 , 由于此处气含率较高 ,液 体体积较小 ,在气体的挟带作用下 ,液相速度上升 〕 拜。, ‘ 尹 明显 随着液相速度的增加 ,流体阻力增大 ,液相 速度有所减小 进人气液分离区后 , 由于锥段处的
横 截面 积 突然扩 大 ,液相 速度 进一 步减 小 在 降 流


式中 。 一
瓮甲 一
, 代表气相体积分数 , 代表液
相体积分数 。 , , 为源项 。 ‘ 计算结果及分析 局部气含率和循环液相速度是环流反应器的 重要参数 ,特别是反应器内不 同区域 的局部气含 率和环流液相速度对环流反应器的传质和混合有 重要的影响〔〕 数值模拟结果见图 一 ’ 。 图 度 为表观气速为

三级环流反应器中气液流动与传质规律

三级环流反应器中气液流动与传质规律

化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2023 年第 42 卷第 S1 期三级环流反应器中气液流动与传质规律黄益平1,李婷2,郑龙云2,戚傲2,陈政霖2,史天昊2,张新宇2,郭凯2,3,胡猛1,倪泽雨1,刘辉2,3,夏苗1,主凯1,刘春江2,3,4(1 中建安装集团有限公司,南京 江苏210000;2 天津大学化工学院,天津300072;3 天津市催化科学与工程重点实验室,天津300072;4 化学工程联合国家重点实验室(天津大学),天津300072)摘要:针对级间安装导流筒的三级环流反应器的气液流动与传质过程开展实验研究。

通过冷模实验获得不同表观气速下(0.015~0.1m/s )以及安装不同级间内构件时环流反应器内的气含率、混合时间、停留时间以及体积氧传质系数。

结果表明,随着表观气速的增加,反应器各级内的气含率增加,混合时间减少,平均停留时间减小,同时氧传质系数增加。

通过对反应器内气液流型的变化的观察,进一步分析了级间内构件对三级环流反应器性能的影响,发现内构件上截面较宽时(3#内构件),反应器的混合效果更好,而内构件的上截面较小时(1#内构件),反应器可以更好地抑制返混。

关键词:多级气升式环流反应器;多相流;级间内构件;流体动力学;气液传质中图分类号:TQ021.1 文献标志码:A 文章编号:1000-6613(2023)S1-0175-14Hydrodynamics and mass transfer characteristics of a three-stageinternal loop airlift reactorHUANG Yiping 1,LI Ting 2,ZHENG Longyun 2,QI Ao 2,CHEN Zhenglin 2,SHI Tianhao 2,ZHANG Xinyu 2,GUO Kai 2,3,HU Meng 1,NI Zeyu 1,LIU Hui 2,3,XIA Miao 1,ZHU Kai 1,LIU Chunjiang 2,3,4(1 China Construction Industrial & Energy Engineering Co., Ltd., Nanjing 210000, Jiangsu, China; 2 School of Chemical Engineering and Technology, Tianjin University, Tianjin 300072, China; 3 Tianjin Key Laboratory of Applied CatalysisScience and Engineering, Tianjin 300072, China; 4 State Key Laboratory of Chemical Engineering (Tianjin University),Tianjin 300072, China)Abstract: The hydrodynamics and mass transfer characteristics of a three-stage internal loop airlift reactor were investigated experimentally. The gas hold-up, mixing time, residence time, and volumetric mass transfer coefficient were measured in the cold mode experiment under different superficial gasvelocities (0.015—0.1m/s) and internals. Experimental results showed that as the superficial gas velocity increased, the gas hold-up increased, mixing time decreased, and mean residence time decreased. Meanwhile, the volumetric mass transfer coefficient increased as the superficial gas velocity increased. The effect of internals on the reactor performance was discussed based on the flow pattern observation. It was found that the mixing effect of the reactor was better when the diameter of the upper cross-section of研究开发DOI :10.16085/j.issn.1000-6613.2023-1269收稿日期:2023-07-23;修改稿日期:2023-10-17。

生物工程设备 第四章生物反应器(1)

生物工程设备 第四章生物反应器(1)

按供氧:厌氧/好氧微生物细胞反应器(发酵罐)
按反应器所需的混合与能量输入方式:
过机械搅拌输入能量的搅拌型发酵罐 利用气体喷射动能的气升式发酵罐和 用泵对液体的喷射作用使液体循环的喷射环流式发酵 罐等。
按反应器的操作方式:间歇式生物反应器、连续式生 物反应器和半间歇式生物反应器。
按生物催化剂在反应器中的分布方式:可以 分为生物团块反应器和生物膜反应器。 按反应物系在反应器内的流动和混合状态: 全混流型生物反应器和活塞流型生物反应 器。 按发酵培养基质的物料状态:液态生物反应 器与固态生物反应器。
3、发酵罐的结构 (1)罐体:
材料为炭钢或不锈钢,且应有一定的承压能力, 2.5kg/cm2。
罐顶上的接管有:进料管、补料管、排气管、接 种管和压力表接管。 罐身上的接管有:冷却水进出管、进空气管、温 度计管和测控仪表接口。
小型发酵罐罐顶和罐身用法兰连接,上设手孔用于 清洗和配料 材料为碳钢或不锈钢,可用衬不锈钢或复合不锈钢, 衬里不锈钢厚度2-3mm,耐压0.25MPa,壁厚取决 于罐径和罐压。 受内压壁厚计算:
通风量在0.02~0.5ml/s时,气泡直径与空气喷口 直径的1/3次方成正比,也就是喷口直径越小,气 泡直径越小,而氧气的传质系数也越大。但是生 产实际的通风量均超过上述范围,此时气泡直径
与风量有关,而与喷口直径无关,所以单管
的分布装臵的分布效果不低于环形管。
(7)轴封
防止染菌和泄漏。搅拌轴的密封为动密封,基本要
机械搅拌通风式生物反应器光照式生物反应器大型啤酒发酵罐内容第一节机械搅拌式生物反应器第二节气升式生物反应器第三节鼓泡塔生物反应器第四节膜生物反应器第五节动植物细胞培养装臵和酶反应器第六节微藻培养反应器第七节嫌气生物反应器第八节固态发酵生物反应器生物反应器的作用生物反应器是生物反应过程中的主要设备在生物反应过程中具有中心的作用是实现生物技术产品产业化的关键设备

环流反应器在生物技术中的应用

环流反应器在生物技术中的应用
1 5 - 02 Q 文献标识码 : A 文章编号 : 10 ’ 9 520 )2 00 0 04 o3 (o 2o ’ 8 ’ 2
由 图分 类号 :
1 前

而得名 , 它是近 2 年来在鼓泡塔传质 的基础上发 o 展起来的一种新型反应器 , 这类反应器 因其 内部 流体的循环流动可使流体达到充分的混合而改善 了反应条件。与机械搅拌釜相 比气升式反应器具
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第 3 卷第 2 1 期 20 02年 2月




L a nl h n e l n u io i C e  ̄ a d s a g I
v I3 . 0 1 N0 2 F b ma 2 o e n w. 0 2
()为 满 足 实 验 要 求 设 计 了几 种 喷 嘴 , 根 5 可 据试 验要 求选 择 喷 孔 的 大小 , 以形 成最 佳 的环 流 状 态。 () 泡 电极 的作用是 在 菌种快 速 大 量繁 殖 6消 期, 培养基 产 生大 量泡 沫 。这 些 泡 沫 与 消 泡 电极 相 接后 , 泡 电极输 出电信 号 , 消 控制 系统 可 自动 向 反 应 器注入 聚 醚 , 除泡 沫 。口 消 H电极 的作 用 是通 过 电极输 出 电信号 控制 输液 泵开停 , 注入酸 或碱 ,
5 结

()本反 应器具 有 紧凑 、 形美 观 、 封 性 能 1 外 密 好 , 作方 便 灵 活 、 能可 靠 的特点 , 满足 微 生 操 性 能 物 菌种 的制备 和发 酵生 产长链 二元酸 的要求 。 () 初 步试 验 结 果 表 明 , 升式 环 流反 应 2经 气 器与机 械搅拌 式 发 酵 罐 相 比, 最 高 区 间菌 种 培 其 养速度 是机 械搅拌 罐 的 14—2倍 , 酸强 度 ( . . 产 16 g h 也高 于机械 搅拌 罐 ( /.)且 能耗 ( . / ) L. 14gLh , O 8 /) 3wL 也远 低 于后者 ( 2wL , 2. /)这显 示 了气 升式

环隙气升式气固环流反应器内颗粒速度特性


摘 要 : 针 对 中 心 气升 式 气 固环 流 反 应 器 在 工 业 化 中 暴 露 出来 的 问 题 ,提 出 了 一 种 新 型 的 环 隙 气 升 式 气 固 环 流 反 应 器 ,并 建 立 了一 套 大 型 的冷 态 实 验 装 置 ( 置 总 高 4 5 装 . 6m, 环 流 反 应 器 筒 体 外 径 3 0rm) 来 考 0 a
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第 2 4卷 第 4期
20 0 8年 8月
化 学 反 应 工 程 与 工 艺
Che ia e ci n gi e i g a d Te h l gy m c lR a to En ne rn n c no o
V o 4.N o 4 l2 Au g. 2 8 00
文 章 编 号 :1 0 - 7 3 ( 0 8 4 0 9 - 0 0 1 6 1 2 0 )0 - 2 5 6
环 隙气 升 式 气 固环 流 反 应器 内 颗 粒 速 度 特 性 ’
朱 效 明 刘 梦 溪 卢 春喜 王 祝 安
( 国石 油 大 学 ( 中 北京 ) 重 质 油 国家 重 点 实 验 室 ,北 京 1 24 ) 0 2 9
升 式 气 固 环 流 反 应 器 内 ,颗 粒 环 流 速 度 随 着 环 隙 区表 观 气 速 的 增大 而 增 大 ,而 环 流 速 度 梯 度 逐 步 减 小 。 随 着 导 流 筒 高 径 比 H/ 的 增 大 ,环 隙气 升 式 气 固环 流 反 应 器 的 环 流 推 动 力 增大 而 颗 粒 环 流 速 度 减 小 。 D 关 键 词 : 环 隙 气 升 式 ;环 流反 应 器 :导 流 箍 ;颗 粒 循 环 速 率
用 范 围等都 有大 量 的文献报 道 。但 关 于如何 将气 液环 流反 应器 的诸 多特性 延用 到气 固环 流体 系 ,以开

低高径比气升式环流反应器数值模拟分析

( oe i 4 5 0 ) C lg hmi cn l y Z ghuU i rt 7 02 e o aT o e v sy
Ab t a t T e c mp tt n lf i y a c ot a e F u n i s dt i lt h u d b h vo so a n q i i f d l p sr c h o ua i a u d d n mis s f r le Su e smu ae te f i e a i r fg sa d l u d i a arl e o o l w o l i nn i t r a t rw t h l r e c o i te Eu e —E lrmu t h s d l n t i p p r h u e l p a e mo e hs a e .W i e p c o a rb c r a t n l w n x n h r ce it so n i i t r s e t e o i e ci ,f h t o o a d mii g c a a tr i fo e sc
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第4 4卷 第 1 期 20 0 7年 2月







Vo . 4 No 14 .1 Fe . 0 b 20 7
P O E SE UP E T& PPN R C S Q IM N II G
低 高径 比气 升 式环 流 反 应 器 数值 模 拟 分 析
Num e ia i u a i n Anay i fAilf o a t r rc lS m l to l sso ritLo p Re co
wih Lo Ra i fH e g t t a e e t w to o i h o Di m t r

气升式环流反应器研究与应用进展

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81 ・ 4
C EMI AL I DUS Y ND NGI E RI G ROG  ̄ H C N TR A E N E N P RF
20 0 2年 第 2 1卷 第 1 期 1
气 升 式 环 流 反 应 器 研 究 与 应 用 进 展
影 响循环时 间。
吕效 平 u 研 究 认 为 除 存 在 临 界 颗 粒 直 径 和 临 J 界 固含 率 ,还 存 在 一 个 临 界 表 观 气 速 ,在此 气 速 以 下 ,气 含 率 随 固含 率 增 加 而增 加 。这 样 就解 释 了王
国胜 等 的 研 究 结 果 与 S ho tlug等 研 究 结 果 有 所 c lee r b 不 同 的 原 因 ,也 说 明气 升 式反 应 器 中 多 相 体 系 流体 力学 的 复 杂 性 。
1 1 1 固相 性 质 .. 随 着 AL 应 用 于 生 物 化 工 的 不 断 深 入 ,研 究 R
注 :£ 气含率 ;KL 为 a为氧体 积传 质系 数 。
系模 拟 生 物 发 酵 系 统 进 行 气 含 率 及 液 体 循 环 速 度 研 究 。认 为 固 含 量 及 颗 粒 粒 径 越 大 ,气 含 率 也 增 大 ;
第 一作者 简 介

汤 立新 ( 9 6 ) 1 6 一 ,女 ,在 职 硕 士生 ,讲 师 ;联 系
吕效 平 ,博 士 。教 授 。 电 话 o 5—6 3 2 7 2 6 69 。
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第 1 1期
汤 立新 等 : 升式 环 流反应 器 研究 与 应用 进展 气
结 果 是 ,固 相 的存 在 导 致 e略 有 下 降 , 使 K 显 a

气升式内环流反应器流场及传质特性数值模拟


模 型 。采 用 计 算 流体 软件 Fun 对 A R 内气 液二 let L 相 流动 状况 进行 模 拟 , 预测 了反 应 器 内部 的 局部 传 质 特性 , 将模 拟 值与 文献 值进 行 比较 。 并
1 数学 模型 的建 立
具有结 构 简单 、 作 方便 、 型 规 整 、 别 是 不需 要 操 流 特 机械搅 拌 就能 得 到 良好 混合 效果 和较 高传 质 系数 的
双流体模型是将气液二相都看成是充满整个流
场 的连续 介 质 , 整个 流场 为 气 液 二 流 体各 自的运 动 和相互 作用 的综 合 。2种 流体 的运 动规 律 遵 守各 自
设计中的重要参数 , 常由实验数据来得 到全局液 通
k n tc t o y o o p a e fo i e i he r ft - h s w.T d lf rp e itn he lc iui o u t c ma sta se o f c e twa w l he mo e o r dc i g t o a l l q d v l me r s r f rc e in s i n i s t u b s d n e ta in he r a ior pi t r u e e h o . T e a c l td e u t b s d n l e t e p a e o p ner to t o y nd s to c u b lnc t e r y h c u ae r s ls a e o F u n l r a o a l x l i e h a n i u d fo me h im n s r n fr i e s n b y e p a n d t e g sa d lq i w c a s a d ma sta se n ALR n e c ic d n e wi ie a l n a d t on i e c t ltr . h h t r x e me t e u t a a i t d t c u a y a d a pl a ii ft e mo e . u e e p r n a r s lsh v dae he a c r c i l s l n p i b l y o h d 1 c t
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