气升式反应器内流动与传质研究进展.doc

气升式反应器内流动与传质研究进展( 徐春燕1，张学焱1，刘祖文2，张涛2 （1.江西理工大学资源与环境工程学院，江西赣州 341000；2.江西理工大学建测学院，江西赣州 341000） 摘要：本文综述近几年来气升式反应器内流动与传质研究成果介绍气升式反应器结构上的改进操作条件等对内流动与传质的影响；传质过程各动力学模型气升式反应器在生物、环境领域方面的应用。为功能性气升式反应器的设计放大提供理论依据指出今后的研究方向与重点探索各操作条件对气升式反应器性能的影响规律结合其它领域研究成果CFD模拟技术、实验流动测量技术等来开发高效新型气升式反应器Within the air lift reactor in recent years on flow and mass transfer research results were summarized. Introduces the gas lift reactor structural improvements and the operation conditions on the influence of gas lift type in flow and mass transfer. Summarized various influence dynamics model of mass transfer process. This paper introduces the gas lift reactor in the field of biological and environmental applications. For a liter reactor for functional chi provides the theory basis for design, amplification, and puts forward the future research direction and key points: must be combined with other areas of research, development of efficient and new type gas lift reactor, explore various operating conditions on the properties of gas lift reactor, optimizing the operating conditions, and combines the technique of CFD simulation, experimental flow measurement technology, development of efficient new gas lift reactor. Key words：Airlift reactor; models; flow; mass transfer; application 气升式反应器是一类在鼓泡塔基础上发展起来的多相流反应器，因其结构简单，能耗低、混合性能好、相间传质和传热效率高等特点已广泛应用于生物工程、能源化工和环境保护等诸多领域。但是关于反应器流动和传质规律与反应器几何尺寸、操作条件和各相理化性质间关系的研究还不成熟，现有研究结果不统一，导致了目前ALR反应器的设计和放大较多的依赖于经验。 本文主要对影响气升式反应器流动与传质的结构参数、操作条件，传质过程中动力学模型和气升式反应器的应用进行归纳研究，并提出了今后的研究重点是结合CFD模 1.气液分离器 2.升气管 3.降液管 图1 气升式反应器结构图 Fig 1. Air lift reactor structure 1.1基本结构 为了满足工业发展的需要，近年来出现了许多改进型的多相混合反应器，混合反应器相比传统反应器具有显著优势，例如：气含率高、传热性能好，能量损耗少等。Liu Mengxi等[1]对三相流气升式反应器做了改进，为满足工业过程需要，在悬浮液分批操作模式基础上，发展新型持续气液悬浮液操作模式。装置结构如图2所示，该反应器被分成六个流动区域：气体分布器，降液管区域，引流管区域，气-悬浮液分离区域，底部区域和环形区域。H.-L. Tung[2]等设计了一个含有双导流筒的气升式反应器，该新型气升式反应器相对于普通气升式反应器来说混合时间降低，原因是导流筒能将气泡破碎成更小的气泡，且能提高的气含率和体积传质系数，使得在低表观气速下获得比鼓泡塔气升式反应器更高的kLa值。van Benthum[3]等在原气升式反应器的基础上将硝化脱氮因素考虑在内，扩展了一个完全是液体和固体的厌氧流动区域，其受顶部空间压力控制，该设计能够控制