简述反应器的进料流量过程

Question

如题所述

Answer 1

　　当前，一些学者对厌氧反应器流场和水力学性能进行了研究，例如，应用湍流模型模拟了侧伸搅拌式厌氧反应器流场，季军远等(2012)采取多釜串联及扩散模型模拟了分段组合式厌氧反应器行为，通过测定停留时间分布研究了厌氧反应器中不同反应区的流动特征.这些研究取得了一定成果，但由于模型相对简单，对于构造复杂的内循环厌氧反应器不能完全适用.同时，将动力学方程和流动模型结合以模拟厌氧反应器中反应过程的研究则较少有文献涉及.基于此，本文在建立厌氧反应动力学方程后，针对自主设计的内循环厌氧反应器采取组合模型进行模拟研究.厌氧反应过程中由于有气体生成，气体从产生到形成气泡，以及气泡在反应器中的向上运动必然会对整个反应器的流动型式产生重大的影响，使得反应器的流型偏离于理想状况.为此，本文通过测定实际反应器中流体的停留时间分布，根据停留时间分布的特征提出流动的组合模型，并据此研究实际的反应过程，以期为内循环厌氧反应器的进一步工业化放大提供有益的开发思路和方法.

　　2 实验方法

　　接种污泥为某啤酒厂UASB反应器中活性污泥 ;营养液参照产甲烷活性测定营养液配制方法进行配制;牲畜废水为牲畜粪便经过淘洗、过滤去除大颗粒泥沙及部分悬浮物后所得的液体，粪便取自某养猪场;示踪剂为硝酸钠(分析纯)，由杭州化学试剂有限公司提供.

　　主要仪器：FA1104N型电子天平、DFG-9053A型电热恒温鼓风干燥箱、TC-15型恒温电热套、SC-15型数控超级恒温槽、BT01-YZ1515型蠕动泵、GC-1690B型气相色谱仪

　　2.1 内循环厌氧反应器主反应区停留时间分布密度函数E(t)的实验测定流程

　　为建立厌氧反应器的流动模型，实验研究了反应器停留时间分布，并考察了不同气体流量的影响，获得了停留时间分布函数.内循环厌氧反应器由主、次两反应区组成，由于反应主要在主反应区4进行，因此，实验主要针对反应区4进行停留时间分布测定.实验流程如图 1所示.

　　以水为工作介质，将水加入进水罐至一定高度，开启蠕动泵，保持水流量为15 L · h-1，流量计安装在泵出口处;同时开启气泵，气泵流量由安装在泵出口处的气体流量计检测，分别为0、90、180 mL · h-1.水从下而上流过反应器，反应器分为上下两部分，下部为主反应区，内径为110 mm，高550 mm，几何体积为5 L;上部为次反应区，又分为两部分，一是内反应区5，另一为环隙反应区9，环隙反应区几何体积VR4为2.44 L，内反应区几何体积VR5为2.86 L.在环隙反应区的上部安装有气体出口管，由于测定的是主反应区停留时间分布，故液体在主反应区上部出水口处排出，出水口处同时安装一电导仪，通过检测出口液体的电导率而推算出示踪物浓度的高低.

　　当气液两相流动达到稳定后，在进水罐上方快速加入一定量的示踪剂，同时计时，间隔一定时间，于反应器出口处记录下水的电导率随时间的变化.