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生物质合成气一步法合成二甲醚的反应器及温度控制系统

生物质合成气一步法合成二甲醚的反应器及温度控制系统
生物质合成气一步法合成二甲醚的反应器及温度控制系统

生物质制酒精

生物质制酒精 Biomass ethanol 姓名:陈婷学院:化学化工学院专业:化工专业 学号:03 班级:化工0903班指导老师:孔岩 一、题目 生物质制酒精 二、课题技术背景 1、生物质酒精的概况 生物质酒精作为可再生能源不会枯竭,并且不会引起温室效应。微生物发酵糖可以生产酒精。目前在工业生产中用于发酵产酒精的微生物主要是酿酒酵母和运动发酵单胞菌。包括秸秆在内的含有糖类物质的生物质都可能作为酒精发酵的原料,大分子物质的利用需先经过酶的降解。生物酒精作为石油的替代物,其产业链还在继续延伸。 2、生物质酒精发展以及研究意义 生物质酒精的应用可以带来巨大的经济、社会和环境效应,世界各国已经有了不同程度的研究和应用。随着世界生物技术和工程技术的不断发展,高产菌株的获取越来越简单,发酵工艺也得到不断改进,这些都为生物质酒精的大规模生产提供了技术保证。随着生物质酒精的研究领域和应用范围不断扩大,生物质酒精在可再生燃料市场中将占主要地位。 二、检索过程 1 、选择检索词 生物质biomass 酒精alcohol 乙醇ethanol 三、检索式及检索结果 1、中文数据库 a、百度搜索引擎 检索式:采用百度的高级检索,由于百度只有关键词这一字段,所以选择的检索式为:关键词=生物质生产乙醇,并且是包含以上全部关键词。 检索结果: 在“高级搜索”中检索,找到相关网页约1,000,000篇,选择其中1篇: [1] 李东,袁振宏,王忠铭,廖翠萍,吴创之.中国科学院广州能源研究所,中国科学院研究生院.生物质合成气发酵生产乙醇技术的研究进展.[J]. 可再生能源,2006,(2):1~12. cnki:ISSN:、万方数据库 检索式1:Title:"生物质" KeyWords:酒精 检索结果

气升式环流反应器

实验9 气升式环流反应器流体力学及传质性能的测定一.实验目的 1.了解气升式环流反应器的工作原理、结构形式及应用的领域。 2.掌握气升式环流反应器流体力学及传质性能的测定方法。 3.掌握电导仪及测氧仪的使用方法。 4.学习利用组态王软件进行实验过程的数据采集和数据处理的方法。 二.实验原理 气升式环流反应器是近年来作为化学反应器和生化反应器而发展起来的一种新型高效气-液两相反应器和气-液-固三相反应器。气升式环流反应器是利用反应气体的喷射动能和液体的循环流动来搅动反应物料,所以具有结构简单、造价低、易密封、能耗低,也不会由于机械搅拌破坏生物细胞等优点。广泛用于化工、石油化工、生物化工、食品工业、制药工程和环境保护等领域。对反应器的结构尺寸进行恰当的设计后,能得到较好的环流流动的循环强度,在反应器内形成良好的循环,促进固体催化剂粒子的搅动。因而环流反应器对于反应物之间的混合、扩散、传热和传质均很有利,既适合处理量大的较高粘度的流体又适合处理热敏感性的生物物质,还可用于气-液两相或气-液-固三相之间的非均相化学反应。 根据气升式环流反应器降液管的形式可将环流反应器分为内环流反应器和外环流反应器两种。内环流反应器是指气体从升气管下方喷射进入反应器,使得升气管中液体的气含率大于降液管中液体的气含率,引起两者之间存在密度差,从而使得环流反应器中的液体在气体带动下得以循环起来。外环流反应器是指将降液管移到反应器的外面,循环原理和内环流反应器相同。 实验中利用体积膨胀高度法测定气含率ε;利用电导脉冲示踪法测量液体循环速度u L;利用动态溶氧法测定氧体积传质系数K L a。 三.实验装置和流程 1.实验装置 气升式内环流反应器的结构简图见图2-9-1,实物装置见图2-9-2。进入反应器的气体喷

膜生物反应器

膜生物反应器 概述 MBR一体化设备利用膜生物反应器(MBR)进行污水处理及回用的一体化设备,其具有膜生物反应器的所有优点:出水水质好,运行成本低、系统抗冲击性强、污泥量少,自动化程度高等,另外,作为一体化设备,其具有占地面积小,便于集成。它既可以作为小型的污水回用设备,又可以作为较大型污水处理厂(站)的核心处理单元,是目前污水处理领域研究的热点之一,具有广阔的应用前景。 2工作原理 MBR是一种将高效膜分离技术与传统活性污泥法相结合的新型高效污水处理工艺,它用具有独特结构的MBR平片膜组件置于曝气池中,经过好氧曝气和生物处理后的水,由泵通过滤膜过滤后抽出。它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物质截留住,省掉二沉池。活性污泥浓度因此大大提高,水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)可以分别控制,而难降解的物质在反应器中不断反应、降解。 由于MBR膜的存在大大提高了系统固液分离的能力,从而使系统出水,水质和容积负荷都得到大幅度提高,经膜处理后的水水质标准高(超过国家一级A标准),经过消毒,最后形成水质和生物安全性高的优质再生水,可直接作为新生

水源。由于膜的过滤作用,微生物被完全截留在MBR膜生物反应器中,实现了水力停留时间与活性污泥泥龄的彻底分离,消除了传统活性污泥法中污泥膨胀问题。膜生物反应器具有对污染物去除效率高、硝化能力强,可同时进行硝化、反硝化、脱氮效果好、出水水质稳定、剩余污泥产量低、设备紧凑、占地面积少(只有传统工艺的1/3-1/2)、增量扩容方便、自动化程度高、操作简单等优点。 3与传统的污水处理生物处理技术相比,MBR具有以下明显优势: 1.设备紧凑,占地少

反应器类型

反应器类型 管式反应器、固定床,流化床 1、管式反应器 一种呈管状、长径比很大的连续操作反应器。这种反应器可以很长,如丙烯二聚的反应器管长以公里计。反应器的结构可以是单管,也可以是多管并联;可以是空管,如管式裂解炉,也可以是在管内填充颗粒状催化剂的填充管,以进行多相催化反应,如列管式固定床反应器。通常,反应物流处于湍流状态时,空管的长径比大于50;填充段长与粒径之比大于100(气体)或200(液体),物料的流动可近似地视为平推流(见流动模型)(见彩图)。管式反应器返混小,因而容积效率(单位容积生产能力)高,对要求转化率较高或有串联副反应的场合尤为适用。此外,管式反应器可实现分段温度控制。其主要缺点是,反应速率很低时所需管道过长,工业上不易实现。 管式反应器与釜式反应器还是有差异的,至于是否可以换回还要看你的反应的工艺要求和反应过程如何,一般的说,管式反应器属于平推流反应器,釜式反应器属于全混流反应器,你的反应过程对平推流和全混流的反应有无具体的要求管式反应器的停留时间一般要短一些,而釜式反应器的停留时间一般要长一些,从移走反应热来说,管式反应器要难一些,而釜式反应器容易一些,可以在釜外设夹套或釜内设盘管解决,你的这种情况,能否可以考虑管式加釜的混合反应进行,即釜式反应器底部出口物料通过外循环进入管式反应器再返回到釜式反应器,可以在管式反应器后设置外循环冷却器来控制温度,反应原料从管式反应器的进口或外循环泵的进口进入,反应完成后的物料从釜式反应器的上部溢流出来,这样两种反应器都用了进去。 2、固定床反应器 又称填充床反应器,装填有固体催化剂或固体反应物用以实现多相反应过程的一种反应器。固体物通常呈颗粒状,粒径2~15mm左右,堆积成一定高度(或厚度)的床层。床层静止不动,流体通过床层进行反应。它与流化床反应器及移动床反应器的区别在于固体颗粒处于静止状态。固定床反应器主要用于实现气固相催化反应,如氨合成塔、二氧化硫接触氧化器、烃类蒸汽转化炉等。用于气固相或液固相非催化反应时,床层则填装固体反应物。涓流床反应器也可归属于固定床反应器,气、液相并流向下通过床层,呈气液固相接触。 固定床反应器有三种基本形式:①轴向绝热式固定床反应器(图1)。

生物质节能减排

生物质化工节能减排技术 摘要:今年来,随着经济的快速发展,化工行业也取得巨大的发展,与此同时,由于化工行业的高污染性、高能耗性,严重违背了当今资源节约型和环境友好型社会的要求。为了积极配合社会的发展,化工行业正在积极研究节能减排技术,落实节能减排政策方针中的各项经济指标。根据查阅的相关文献,本文主要将阐述多种化工行业的节能减排技术,将重点阐述众多节能减排技术中的生物质化工节能减排技术。 关键字:化工行业;节能减排;生物质化工 21世纪,越来越多的人意识到节约资源和保护环境的重要性。而化工行业在得到经济持续发展的同时,所带来的能源高消费和污染问题,给我国社会经济的可持续发展,社会主义和谐社会的构建带来极大的制约,节能减排已成为化工企业建设发展的首要任务。节能减排可以分为两个发面,一是节能,开发新能源,替代传统的化石能源;二是减排,减少化工企业中的三废的排放或者对其进行处理达标后再排放。目前为止,我国已利用多种新能源,也在减排方面得到了较大发展,根据查阅的相关文献,本文在介绍多种节能减排技术的同时,着重介绍节能减排技术中的生物质化工节能减排技术和其发展现状。 一、化工行业的多种节能减排技术简介 (一)流化床节能减排技术 当前化工行业乃至多种行业都会用到提供热量或烟气的锅炉,一般情况下,提供热量锅炉的燃烧原料为不可再生的化石能源,且由于的锅炉设置的缺陷,对燃料的利用率偏低,排放了大量的残渣,污染了环境造成PM2.5的同时,还浪费了资源。因此针对该缺陷,化工行业开发出一种对于锅炉中燃料燃烧的新技术,即将常规使用的上排气循环流化床技术改为下排气循环流化床燃烧技术,即采用了下排气中温旋风分离技术,阻力降低,能耗减少,同时节煤效果显著,明显提高了效率,降低了污染物排放[1]。 提供高温烟气的锅炉,在化工行业中采用的重油燃烧和喷煤粉燃烧,但是该燃油方法成本较高,经济性较差,喷煤粉燃烧中的直接喷燃也会产生大量的可吸入颗粒物,带来较严重的环境污染。因此,针对此技术,改进的节能减排技术为根据流化床干燥原理开发的流化床高温烟气发生技术,即采用分段配风、大过量空气系数、大孔径、变节距风帽等先进技术措施,提高了燃烧效率,降低了烟尘的排放[2]。 (二)捕集和分离烟道气中二氧化碳的新型微孔金属有机框架材料 美国罗格斯大学教授李静开发的新型微孔金属有机框架材料,用于烟道气中二氧化塔的捕集和分离,具有低成本、高选择性,高容量的优势,减少化工行业中二氧化碳的排放量。

生物质合成气发酵生产乙醇技术的研究进展

生物质合成气发酵生产乙醇技术的研究进展1李东1,2 王忠铭1,2 袁振宏1 吴创之1 廖翠萍1 1中国科学院广州能源研究所,广州,(510640) 2中国科学院研究生院,北京,(100039) lidong@https://www.wendangku.net/doc/039966540.html, 摘 要:七十年代以来,开发低成本、可持续和可再生能源已成为各国的研究热点。以生物质为原料生产的燃料乙醇是一种很有应用潜力的能源。本文简要讨论了生物质合成气发酵生产乙醇的技术途径,分析了该技术的优点、工艺过程、生产成本和市场化进程,特别介绍了美国BRI公司和密西西比乙醇公司(ME)在生物质合成气发酵生产乙醇方面所做的工作;同时,指出了对我国发展生物质合成气发酵技术的必要性和应用前景。 关键词:生物质合成气 厌氧发酵 乙醇 1. 引 言 能源是现代社会赖以生存和发展的基础,液体燃料的供给能力与国民经济可持续发展密切相关,是国家战略安全保障的基础之一。液体燃料的不足已严重威胁到我国的能源与经济安全,为此我国提出了大力开发新能源和可再生能源、优化能源结构的战略发展规划[1,2]。生物质是惟一可以转化为液体燃料的可再生能源,将生物质转化为液体燃料不仅能够弥补化石燃料的不足,而且有助于保护生态环境。生物质包括各种速生的能源植物、农业废弃物、林业废弃物、水生植物以及各种有机垃圾等。我国生物质资源丰富,理论年产量为50亿吨左右,发展生物质液化替代化石燃料有巨大的资源潜力[3]。 乙醇是一种优质的液体燃料,每千克乙醇完全燃烧时约能放出30 000kJ的热量。乙醇燃料具有很多优点,它是一种不含硫及灰分的清洁能源,可以单独作为燃料使用;同时,一定量燃料乙醇加入汽油后,混合燃料的含氧量增加,辛烷值提高,降低了汽车尾气中有害气体的排放量。事实上,纯乙醇或与汽油混合物作为车用燃料,最易工业化,并与先进工业应用及交通设施接轨,是最具发展潜力的石油替代燃料[4]。 乙醇的生产方法可概况为两大类:发酵法和化学合成法。化学合成法是用石油裂解产出乙烯气体来合成乙醇,有乙烯直接水合法,硫酸吸附法和乙炔法等,其中乙烯直接水合法应用比较多。目前,乙醇生产主要是糖质作物(甜菜,甘蔗等)和淀粉质作物(玉米,土豆等)的直接发酵,以及纤维质原料(玉米秆,稻草等)的水解-发酵这两种工艺。 在人们探索生物质液体燃料生产技术过程中,生物质合成气发酵生产乙醇无疑是一种新方法,它是一种由生物质间接制备乙醇的方法,集成了热化学和生物发酵两种工艺过程。首 1 1 本项目得到中国科学院广州能源研究所重点实验室开放基金资助 1

合成气制备低碳醇

1.针对某一个反应—撰写具体一个催化剂 2.如何让选择催化剂(依据的催化剂原理) 3.催化剂的研究现状(需要解决什么问题) 4.针对前述总结的问题,就某一个具体方面,提出一个设计与制备方案(基于什么催化原理) 5.意义 合成气制备低碳醇 1.针对某一个反应—撰写具体一个催化剂 1 合成气制乙醇的化学过程[6] 合成气作为原料可以在不同催化剂作用下直接或通过甲醇中间体间接合成乙醇和高级醇,合成路线见图2。合成气直接转化制乙醇反应方程式见式(1)。 2CO(g) +4H2(g)→C2H5OH(g) +H2O(g) (1) ΔHθ298 =-253.6 kJ/molΔ Gθ298 =-221.1 kJ/mol 合成气直接转化制乙醇是一个强放热并且容易进行的反应,由于受多种因素(如催化剂的组成、操作条件等)的影响,上述反应总伴随有副反应发生,导致产生甲烷、C2~C5 的烷烃和烯烃、甲酮、乙醛、酯类以及乙酸等多种产物。其中,在CO 的氢化过程中很容易发生甲烷化反应,该反应也是一个强放热反应,同时消耗大量的H2,见式(2)。 CO(g) + 3H2(g)→CH4(g) + H2O(g) (2) ΔHθ298 =-205.9 kJ/mol ΔGθ298 =-141.9 kJ/mo 为了提高乙醇的产率和选择性,应选择对甲烷化反应有抑制作用的催化剂和反应条件。另外,由于多数合成气制乙醇的催化剂对

水煤气变换反应(WGS)都有催化作用,所以这类反应也经常发生,其反应方程式见式(3)。 CO(g) + H2O(g)→CO2(g) + H2(g) (3) ΔHθ298 =-41.1 kJ/mol ΔGθ298 =-28.6 kJ/mol 由于WGS反应通常在H2/CO较高时不易发生,因此,可以通过改变催化剂的性质、调节催化剂的组成以及选择合适的反应条件来抑制副反应的发生,提高乙醇的产率和选择性。 2.如何让选择催化剂(依据的催化剂原理) 合成气制乙醇异相催化剂大致分为两类:①贵金属催化剂;②非贵金属催化剂。贵金属催化剂主要是铑基催化剂,而非贵金属催化剂包括改性的合成甲醇催化剂、改性的费托合成催化剂和MoS2 催化剂等。在这两大类催化剂中,使用贵金属催化剂得到的产物主要是乙醇和其它C2 含氧化合物,而使用非贵金属催化剂得到的产物主要是甲醇和异丁醇。以下内容总结了贵金属-Rh 基催化剂的研究进展。 3 合成气制乙醇铑基催化剂的研究 3.1 反应机理 研究者普遍认同的合成气制乙醇铑基催化剂的反应机理大体可分为以下几步,首先,H2、CO 被催化剂吸附;接下来,吸附在催化剂上的CO 自身分解,然后被氢化,并在催化剂表面形成一种碳氢化合物(CHx)ad(x=2 或3;这时,未分解的CO插入到Rh—C 键(CHx 物种中的C)中,同时被氢化后得到烯醇中间体;得到的烯醇中间体会与Had 原子反应生成乙醇。大多数研究者认为CO 在Rh 基催化剂上的吸附是合成气制乙醇反应的决速步骤。此步反应在很大程度上受助剂、Rh 簇的大小和形状、载体的预处理及反应条件的影响,这些因素决定了吸附的CO 是否分解。而从可以看出,合成乙醇CO 的分解率要适度,所以Rh 基催化剂的组成、制备条件等对其活性和选择性的影响非常大。在合成乙醇过程中,常常伴随有多种副反应发生:如形成的Oad 原子可能会与CO 反应生成CO2;形成的(CHx)ad 物种可能会被氢化形成甲烷(或高级碳氢化合物;得到的烯醇中间体会与吸附的H 原子和CO 反应生成C2+含氧化合物。根据该机理可知,“缝合”Rh 金属和一个助剂离子使Rh 和助剂

气提式内循环反应器处理生活污水的试验研究——毕业论文

气提式内循环反应器处理生活污水的试验研究——毕业论文

硕士研究生学位论文 新疆大学 论文题目(中文):气提式内循环反应器处理生活污水的 试验研究 论文题目(外文):Experimental Study on Domestic Sewage Treatment by an Internal-loop Air-lift Bioreactor 研究生姓名: 学科、专业:环境科学 研究方向:环境管理 导师姓名职称: 论文答辩日期: 2010 年 5 月 19 日

学位授予日期:年月日

摘要 气提式内循环反应器是以传统生物流化床为基础的一种新型好氧生物处理 工艺,该反应器吸取了化工操作中的流态紊动技术,具有污泥负荷高,抗冲击负荷能力强,结构紧凑,占地面小等特点。本文对气提式内循环反应器的工作原理进行了阐述,总结了气提式内循环反应器的国内外研究现状及其在污水处理行业中的应用。试验采用气提式内循环反应器处理生活污水,利用正交实验 确定反应器的最优参数,研究了反应器对COD、NH 4 +-N、SS、TN、TP等主要污染物的去除效果,并对反应器的抗冲击负荷能力以及活性污泥特性进行了研究。 试验研究结果表明: 1、通过正交实验得出气提式内循环反应器最佳运行参数为HRT10h, Q L 0.55m3/h,SRT5d,该工况下气提反应器出水COD、NH 4 +-N和SS的去除率分别 为90.17%、91.45%和91.85%,出水水质符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》 (GB 18918-2002)二级标准。 2、试验过程中,COD进水浓度最小值为229.71mg/L,最大值为595.69mg/L,平均浓度值为375.71mg/L。气提反应器COD去除率维持在64.24-94.43%,平均去除率为81.24%。COD出水浓度稳定,保持在33.16-96.17mg/L之间,平均出水浓度为63.24mg/L。污泥负荷平均为1.05kgCOD/(kgMLSS·d),高于一般好氧生物处理工艺。 3、气提式内循环反应器对SS的去除率维持在87.72-93.35%之间,平均去除率为89.87%。由正交实验结果可知,影响气提反应器出水SS浓度的主次顺序 为SRT>Q L >HRT,即泥龄是主要影响因素,其次是曝气量,影响最小的是水力停留时间。 4、气提式内循环反应器的脱氮除磷能力高于一般生物处理工艺。反应器TN、TP进水幅度分别为58.03-73.54mg/L与5.34-19.19mg/L,平均TN去除率达55.61%,高于一般生物处理工艺的20%-40%,平均TP去除率为57.72%,高于一般生物处理工艺的15%-20%。

理想管式循环反应器

理想管式循环反应器 一、循环反应器简介 循环反应器是一种把出口产物的一部分循环至反应器入口再进行反应的反应器。最常见的循环反应器是管式循环反应器。其基本的结构如图1所示。 图1 管式循环反应器基本结构图 循环反应器中一个最重要的概念就是循环比——循环流量与出口流量之比。随着旬环比的增加,平推流反应器内的轴向浓度梯度降低,这种循环操作的平推流反应器越来越接近全混流反应器。 这类反应器广泛地用于自催化反应、生化反应和某些自热反应。不同类型的循环反应器有不同的目的。对于反应热很大的反应,采用循环反应器可以进行器外换热,更好地控制床层温度;对于自催化反应,循环部分产品可以加快反应速率;对于反应转化率高时二次反应大的反应,采用循环反应器可以降低原料的一次反应深度,提高主要产品的选择性。 二、循环反应器设计方程 关于反应器的计算,其关键是设计方程的导出。由于存在循环,因此循环反应器不同于之前学过的CSTR或PFR,设计方程也有很大不同。这里仅仅考虑理想的管式循环反应器。

循环反应器模型如图2所示。 图2 管式循环反应器模型 依据上述循环比定义,这里的循环比为2 3 23A A F F R == νν。也可以看到,当R=0时,该反应器就是PFR ;当R→∞时,该反应器就是CSTR 。 这里,为了便于计算,给出以下定义。 A X :A 组分的转化率,也就是反应的A 的物质的量与输入的A 的物质的量 之间的比值。 为了更好的分析整体的情况,我们将中间的反应过程看做一个黑箱(如图3所示),那么总的转化率0 2 02A A A A F F F X -= 。 图3 循环反应器的黑箱模型 为了得到循环反应器的设计方程,通常会沿用PFR 设计方程,以如下的公

膜生物反应器(MBR)工艺介绍

膜生物反应器(MBR)介绍及设计应用 (内部资料) 北京碧水源科技发展有限公司 https://www.wendangku.net/doc/039966540.html,

目录 1膜生物反应器(MBR)介绍 (1) 1.1原理 (1) 1.2工艺特点 (1) 2设计 (3) 2.1设计进水水质 (3) 2.2设计出水水质 (3) 2.3优质杂排水→城市杂用水(中水) (4) 2.3.1工艺流程 (4) 2.3.2设计说明 (4) 2.4生活污水→二级出水 (6) 2.4.1工艺流程 (6) 2.4.2设计说明 (6) 2.5生活污水→国家一级A标准 (9) 2.5.1工艺流程 (9) 2.5.2设计说明 (9)

1膜生物反应器(MBR)介绍 1.1原理 膜生物反应器(Membrane Bio-Reactor)简称MBR,是二十世纪末发展起来的新技术。它是膜分离技术和生物技术的有机结合。它不同于活性污泥法,不使用沉淀池进行固液分离,而是使用微滤膜分离技术取代传统活性污泥法的沉淀池和常规过滤单元,使水力停留时间(HRT)和泥龄(STR)完全分离。因此具有高效固液分离性能,同时利用膜的特性,使活性污泥不随出水流失,在生化池中形成8000-12000 mg/L超高浓度的活性污泥浓度,使污染物分解彻底,因此出水水质良好、稳定,出水细菌、悬浮物和浊度接近于零,并可截留粪大肠菌等生物性污染物,处理后出水可直接回用。 图1 膜生物反应器工作原理简图 1.2工艺特点 (1)出水水质优良、稳定。高效的固液分离将废水中的悬浮物质、胶体物质、生物单元流失的微生物菌群与已净化的水分开,不须经三级处理即直接可回用。具有较高的水质安全性。

气升式环流反应器.pdf

实验9 气升式环流反应器流体力学及传质性能的测定 一.实验目的 1.了解气升式环流反应器的工作原理、结构形式及应用的领域。 2.掌握气升式环流反应器流体力学及传质性能的测定方法。 3.掌握电导仪及测氧仪的使用方法。 4.学习利用组态王软件进行实验过程的数据采集和数据处理的方法。 二.实验原理 气升式环流反应器是近年来作为化学反应器和生化反应器而发展起来的一种新型高效气-液两相反应器和气-液-固三相反应器。气升式环流反应器是利用反应气体的喷射动能和液体的循环流动来搅动反应物料,所以具有结构简单、造价低、易密封、能耗低,也不会由于机械搅拌破坏生物细胞等优点。广泛用于化工、石油化工、生物化工、食品工业、制药工程和环境保护等领域。对反应器的结构尺寸进行恰当的设计后,能得到较好的环流流动的循环强度,在反应器内形成良好的循环,促进固体催化剂粒子的搅动。因而环流反应器对于反应物之间的混合、扩散、传热和传质均很有利,既适合处理量大的较高粘度的流体又适合处理热敏感性的生物物质,还可用于气-液两相或气-液-固三相之间的非均相化学反应。 根据气升式环流反应器降液管的形式可将环流反应器分为内环流反应器和外环流反应器两种。内环流反应器是指气体从升气管下方喷射进入反应器,使得升气管中液体的气含率大于降液管中液体的气含率,引起两者之间存在密度差,从而使得环流反应器中的液体在气体带动下得以循环起来。外环流反应器是指将降液管移到反应器的外面,循环原理和内环流反应器相同。 实验中利用体积膨胀高度法测定气含率ε;利用电导脉冲示踪法测量液体循环速度u L;利用动态溶氧法测定氧体积传质系数K L a。 三.实验装置和流程 1.实验装置 气升式内环流反应器的结构简图见图2-9-1,实物装置见图2-9-2。进入反应器的气体喷射至升气管后,由于气体的喷射动能和升气管内流体的密度降低,迫使升气管中流体向上,降液管中流体向下做有规则的循环流动,从而在反应器中形成良好的混合和反应条件。

(完整版)MBR膜生物反应器系统相关公式及设计参数

MBR膜生物反应器系统相关公式及设计参数 1膜生物反应器常规配套工艺 1.1 针对生活污水推荐典型工艺 1.1.1 以平板膜为核心膜组件 平板膜-膜生物反应器为核心工艺,其对预处理要求相对简单,前端设置2-3mm机械格栅对原水进行预过滤,基本能满足工艺要求。 1.1.2 以中空纤维膜组件为核心膜组件 中空纤维膜-膜生物反应器相对平板膜-膜生物反应器工艺,对预处理的要求更为严格,经过初过滤后还需要设置一道1mm的精过滤,从而确保毛发类物质不对中空膜造成缠绕,导致膜污染。

注意:对满足更为严格的出水标准,对A+MBR工艺进行不同工艺组合工艺再此不做分享。分享一组合工艺流程供大家参考。 1.2 针对工艺废水以去除有机物为主推荐典型工艺 注:如MBR系统内设置平板膜组件,则工艺路线上细格栅部分可取消。 1.3 针对工艺废水以去除氨氮为主推荐典型工艺

2膜生物反应器系统生物系统设计参数 2.1 缺氧池容积 设计原则:氮容积负荷0.2kg-N/(m3.d)以下 流入缺氧池的含氮量:Q1*C(氨氮) 容积:Q1*C(氨氮)/0.2 以上 2.2 硝化池容积 设计原则:氮容积负荷0.25kg-N/(m3.d)以下流入缺氧池的含氮量:Q1*C(氨氮) 容积:Q1*C(氨氮)/0.25 以上 注:硝化池容积考虑膜组件设置后的容积。 3膜生物反应器膜系统设计 3.1 MBR产水系统设计方案

3.2 中空纤维膜辅助系统设计3.2.1MBR反洗气洗系统

3.2.2 MBR反洗加药

3.2.3 MBR CEB系统 结合有机物污染通过碱洗效果明显、盐结垢通过酸洗效果明显的原理,将化学加强反洗程序引入到MBR膜的运行过程中。通过类似于低强度的化学清洗的操作,将MBR膜的污染消除在刚形成的阶段,阻止膜污染得不到及时恢复形成协同恶化的效应。 3.3 平板膜辅助系统设计 3.3.1 重力式加药系统

反应器结构及工作原理图解

反应器结构及工作原理图解 小7:这里给大家介绍一下常用的反应器设备,主要有以下类型:①管式反应器。由长径比较大的空管或填充管构成,可用于实现气相反应和液相反应。②釜式反应器。由长径比较小的圆筒形容器构成,常装有机械搅拌或气流搅拌装置,可用于液相单相反应过程和液液相、气液相、气液固相等多相反应过程。用于气液相反应过程的称为鼓泡搅拌釜(见鼓泡反应器);用于气液固相反应过程的称为搅拌釜式浆态反应器。③有固体颗粒床层的反应器。气体或(和)液体通过固定的或运动的固体颗粒床层以实现多相反应过程,包括固定床反应器、流化床反应器、移动床反应器、涓流床反应器等。④塔式反应器。用于实现气液相或液液相反应过程的塔式设备,包括填充塔、板式塔、鼓泡塔等(见彩图)。 一、管式反应器 一种呈管状、长径比很大的连续操作反应器。这种反应器可以很长,如丙烯二聚的反应器管长以公里计。反应器的结构可以是单管,也可以是多管并联;可以是空管,如管式裂解炉,也可以是在管内填充颗粒状催化剂的填充管,以进行多相催化反应,如列管式固定床反应器。通常,反应物流处于湍流状态时,空管的长径比大于50;填充段长与粒径之比大于100(气体)或200(液体),物料的流动可近似地视为平推流。

分类: 1、水平管式反应器 由无缝钢管与U形管连接而成。这种结构易于加工制造和检修。高压反应管道的连接采用标准槽对焊钢法兰,可承受1600-10000kPa压力。如用透镜面钢法兰,承受压力可达10000-20000kPa。

2、立管式反应器 立管式反应器被应用于液相氨化反应、液相加氢反应、液相氧化反应等工艺中。

3、盘管式反应器 将管式反应器做成盘管的形式,设备紧凑,节省空间。但检修和清刷管道比较困难。 4、U形管式反应器 U形管式反应器的管内设有多孔挡板或搅拌装置,以强化传热与传质过程。U形管的直径大,物料停留时间增长,可应用于反应速率较慢的反应。

全面了解MBR膜生物反应器

【精品】全面了解MBR膜生物反应器 在污水处理,水资源再利用领域,MBR又称膜生物反应器(Membrane Bio-Reactor),是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。按照膜的结构可分为平板膜、管状膜和中空纤维膜等,按膜孔径可划分为超滤膜、微滤膜、纳滤膜、反渗透膜等。 工艺组成: 膜--生物反应器主要由膜分离组件及生物反应器两部分组成。通常提到的膜--生物反应器实际上是三类反应器的总称: ①曝气膜--生物反应器(Aeration Membrane Bioreactor, AMBR) ; ②萃取膜--生物反应器(ExtractiveMembrane Bioreactor, EMBR); ③固液分离型膜--生物反应器(Solid/Liquid SeparationMembrane Bioreactor, SLSMBR, 简称 MBR)。 曝气膜 曝气膜--生物反应器(AMBR)最早见于Cote.P 等1988年报道,采用透气性致密膜(如硅橡胶膜)或微孔膜(如疏水性聚合膜),以板式或中空纤维式组件,在保持气体分压低于泡点( Bubble Point)情况下,可实现向生物反应器的无泡曝气。该工艺的特点是提高了接触时间和传氧效率,有利于曝气工艺的控制,不受传统曝气中气泡大小和停留时间的因素的影响。 萃取膜 萃取膜--生物反应器,又称为EMBR(Extractive Membrane Bioreactor)。因为高酸碱度或对生物有毒物质的存在,某些工业废水不宜采用与微生物直接接触的方法处理;当废水中含挥发性有毒物质时,若采用传统的好氧生物处理过程,污染物容易随曝气气流挥发,发生气提现象,不仅处理效果很不稳定,还会造成大气污染。 为了解决这些技术难题,英国学者Livingston研究开发了EMB。废水与活性污泥被膜隔开来,废水在膜内流动,而含某种专性细菌的活性污泥在膜外流动,废水与微生物不直接接触,有机污染物可以通过选择性透过膜被另一侧的微生物降解。 由于萃取膜两侧的生物反应器单元和废水循环单元是各自独立,各单元水流相互影响不大,生物反应器中营养物质和微生物生存条件不受废水水质的影响,使水处理效果稳定。系统的运行条件如HRT和SRT可分别控制在最优的范围,维持最大的污染物降解速率。 固液分离型膜 固液分离型膜--生物反应器是在水处理领域中研究得最为广泛深入的一类膜--生物反应器,是一种用膜分离过程取代传统活性污泥法中二次沉淀池的水处理技术。 在传统的废水生物处理技术中,泥水分离是在二沉池中靠重力作用完成的,其分离效率依赖于活性污泥的沉降性能,沉降性越好,泥水分离效率越高。而污泥的沉降性取决于曝气池的运行状况,改善污泥沉降性必须严格控制曝气池的操作条件,这限制了该方法的适用范围。 由于二沉池固液分离的要求,曝气池的污泥不能维持较高浓度,一般在 1.5~3.5g/L左右,从而限制了生化反应速率。水力停留时间(HRT)与污泥龄(SRT)相互依赖,提高容积负荷与降低污泥负荷往往形成矛盾。系统在运行过程中还产生了大量的剩余污泥,其处置费用占污水处理厂运行费用的25% ~40% 。传统活性污泥处理系统还容易出现污泥膨胀现象,出水中含有悬浮固体,出水水质恶化。 针对上述问题,MBR将分离工程中的膜分离技术与传统废水生物处理技术有机结合,大大提高了固液分离效率;并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中特效菌(特别是优势菌群)的出现,提高了生化反应速率;同时,通过降低F/M比减少剩余污泥产生量(甚至为0),从而基本解决了传统活性污泥法存在的许多突出问题。 工艺类型: 根据膜组件和生物反应器的组合方式,可将膜--生物反应器分为分置式、一体式以及复合式三种基本类型。(以下讨论的均为固液分离型膜--生物反应器) 分置式 把膜组件和生物反应器分开设置。生物反应器中的混合液经循环泵增压后打至膜组件的过滤端,在压力作用下混合液中的液体透过膜,成为系统处理水;固形物、大分子物质等则被膜截留,随浓缩液回流到生物反应器内。 分置式膜--生物反应器的特点是运行稳定可靠,易于膜的清洗、更换及增设;而且膜通量普遍较大。但一般条件下为减少污染物在膜表面的沉积,延长膜的清洗周期,需要用循环泵提供较高的膜面错流流速,水流循环量大、动力费用高,并且泵的高速旋转产生的剪切力会使某些微生物菌体产生失活现象。

气升式反应器

气升式反应器 气升式反应器是在鼓泡式反应器的基础上发展起来的,它是利用空气的喷射功能和流体的密度差造成的反应液循环流动,已实现流体的搅拌、混合和氧传递。由于它能提供较好的混合和较低的剪应力。 主要结构设计参数为降液管与生业管的横截面之比。 微藻培养反应器 Eg 开放池塘 密闭光反应器,(管道式,圆筒形式,扁平箱式,浅层槽式和光纤式) 1 管道式反应器 2气体分离器 3离心泵 4 二氧化碳发生器 5 培养基接受槽66 6 净水装置7 7 收货储槽, 8 离心机

氧的传递 由于氧气在水中的溶解度较低,为好氧细胞提供足够的溶氧是巨大的挑战。 1 氧气的扩散(气泡到气液界面) 气泡经外界压力迅速移动至气体液体的分界面 2氧在气液界面的分子扩散 若气泡中氧分压较高,氧气则迅速扩散至液体中 若气泡中氧气分压较低,或是二氧化碳浓度较高,氧则扩散缓慢或者停止扩散 3 氧在气泡边界层的扩散行为 由于氧气需经扩散到达并溶解在液体中,所以溶质通过气泡边界层的速度较为缓慢。 氧通过气泡边界层的的速度收到以下因素的影响 温度 液体中的氧分压 液体中氧的饱和浓度 气泡中的氧分压 培养液粘度 搅拌速度 4 培养液中氧的对流及其扩散 氧在培养液中的传递速率取决于 搅拌功率

粘度 发酵液中的氧浓度 氧传递至微粒或者菌体内部 5 经过微利或者菌体球的边界层 6 进入菌体或者微粒 7 穿过菌体或者微粒 8穿过菌体细胞膜 9 反应 其中5 7步速度缓慢

总有一天你会渐渐明白,对自己笑的人不一定是真爱,对方表面的伪善是为博取信赖,暗里他可能会伺机将你伤害。 总有一天你会渐渐明白,不是所有人都对你心门敞开,即使你用善良和真心对待,有的人依然会悄悄将你出卖。 总有一天你会渐渐明白,哪怕你拿到了幸福的号码牌,命运之神也不一定对你温柔相待,你的余生仍有可能会被忧伤覆盖。 总有一天你会渐渐明白,人世间每个人都会有孽缘和无奈,有的人不值得你为他付出和慷慨,命中注定的灾祸你想躲也躲不开。 总有一天你会渐渐明白,不管你在人群中出不出彩,不管你对生活认真抑或懈怠,该来的一切总是会因你而来。 总有一天你会渐渐明白,人生总有预料不到的惊喜和意外,纵然你处在绝望的谷底和天台,转身就有可能看到晴天驱走阴霾。 总有一天你会渐渐明白,无论人生之路宽畅还是狭窄,如果你能用勇敢和坦然对待,一切困难都不是前进的阻碍。 天下总有地方是专属于你的舞台,你的江湖你才是真正的主宰,对于前尘和过往少问应不应该,无论何处你都要展现自己的风采。 别去管自己是不是栋梁人才,世上每个人都是特别的存在,无论你踏步于尘世内外,尽力和无悔才是对命运最好的交差。

膜生物反应器简介

膜生物反应器简介 在污水处理,水资源再利用领域,MBR又称膜生物反应器(Membrane Bio-Reactor),是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。采用的膜结构型主要为平板膜和中空纤维膜,按膜孔径可划分为超滤技术。 工艺组成 膜--生物反应器主要由膜分离组件及生物反应器两部分组成。通常提到的膜--生物反应器实际上是三类反应器的总称: ① 曝气膜--生物反应器(Aeration Membrane Bioreactor, AMBR) ; ② 萃取膜--生物反应器(ExtractiveMembrane Bioreactor, EMBR) ③ 固液分离型膜--生物反应器(Solid/Liquid SeparationMembrane Bioreactor, SLSMBR, 简称 MBR)。 曝气膜 AMBR原理示意图曝气膜--生物反应器(AMBR)最早见于Cote.P 等1988年报道,采用透气性致密膜(如硅橡胶膜)或微孔膜(如疏水性聚合膜),以板式或中空纤维式组件,在保持气体分压低于泡点( Bubble Point)情况下,可实现向生物反应器的无泡曝气。该工艺的特点是提高了接触时间和传氧效率,有利于曝气工艺的控制,不受传统曝气中气泡大小和停留时间的因素的影响。 萃取膜 萃取膜生物反应器,又称为EMBR(Extractive Membrane Bioreactor)。因为高酸碱度或对生物有毒物质的存在,某些工业废水不宜采用与微生物直接接触的方法处理;当废水中含挥发性有毒物质时,若采用传统的好氧生物处理过程,污染物容易随曝气气流挥发,发生气提现象,不仅处理效果很不稳定,还会造成大气污染。 为了解决这些技术难题,英国学者Livingston研究开发了EMB。废水与活性污泥被膜隔开来,废水在膜内流动,而含某种专性细菌的活性污泥在膜外流动,废水与微生物不直接接触,有机污染物可以通过选择性透过膜被另一侧的微生物降解。由于萃取膜两侧的生物反应器单元和废水循环单元是各自独立,各单元水流相互影响不大,生物反应器中营养物质和微生物生存条件不受废水水质的影响,使水处理效果稳定。系统的运行条件如HRT和SRT 可分别控制在最优的范围,维持最大的污染物降解速率。 固液分离型膜 技术资料由莱特莱德环境工程有限公司提供

反应器类型

反应器类型 管式反应器、固定床,流化床 1、管式反应器 一种呈管状、长径比很大的连续操作反应器。这种反应器可以很长,如丙烯二聚的反应器管长以公里计。反应器的结构可以就是单管,也可以就是多管并联;可以就是空管,如管式裂解炉,也可以就是在管内填充颗粒状催化剂的填充管,以进行多相催化反应,如列管式固定床反应器。通常,反应物流处于湍流状态时,空管的长径比大于50;填充段长与粒径之比大于100(气体)或200(液体),物料的流动可近似地视为平推流(见流动模型)(见彩图)。管式反应器返混小,因而容积效率(单位容积生产能力)高,对要求转化率较高或有串联副反应的场合尤为适用。此外,管式反应器可实现分段温度控制。其主要缺点就是,反应速率很低时所需管道过长,工业上不易实现。 管式反应器与釜式反应器还就是有差异的,至于就是否可以换回还要瞧您的反应的工艺要求与反应过程如何,一般的说,管式反应器属于平推流反应器,釜式反应器属于全混流反应器,您的反应过程对平推流与全混流的反应有无具体的要求?管式反应器的停留时间一般要短一些,而釜式反应器的停留时间一般要长一些,从移走反应热来说,管式反应器要难一些,而釜式反应器容易一些,可以在釜外设夹套或釜内设盘管解决,您的这种情况,能否可以考虑管式加釜的混合反应进行,即釜式反应器底部出口物料通过外循环进入管式反应器再返回到釜式反应器,可以在管式反应器后设置外循环冷却器来控制温度,反应原料从管式反应器的进口或外循环泵的进口进入,反应完成后的物料从釜式反应器的上部溢流出来,这样两种反应器都用了进去。 2、固定床反应器 又称填充床反应器,装填有固体催化剂或固体反应物用以实现多相反应过程的一种反应器。固体物通常呈颗粒状,粒径2~15mm左右,堆积成一定高度(或厚度)的床层。床层静止不动,流体通过床层进行反应。它与流化床反应器及移动床反应器的区别在于固体颗粒处于静止状态。固定床反应器主要用于实现气固相催化反应,如氨合成塔、二氧化硫接触氧化器、烃类蒸汽转化炉等。用于气固相或液固相非催化反应时,床层则填装固体反应物。涓流床反应器也可归属于固定床反应器,气、液相并流向下通过床层,呈气液固相接触。 固定床反应器有三种基本形式:①轴向绝热式固定床反应器(图1)。

膜生物反应器及其应用研究进展

膜生物反应器及其应用研究进展 1 引言 传统的活性污泥工艺(Conventional Activated Sludge, CAS)广泛地应用于各种污水处理中。由于采用重力式沉淀方式作为固液分离手段,因此带来了很多方面的问题。如固液分离效率不高、处理装置容积负荷低、占地面积大、出水水质不稳定、传氧效率低、能耗高以及剩余污泥产量大等等。传统生物处理工艺处理后的水难以满足越来越严格的污水排放标准,同时,经济的发展所带来的水资源的日益短缺也迫切要求开发合适的污水资源化技术,以缓解水资源的供需矛盾。在上述背景下,一种新型的水处理技术——(Membrane Bioreactor,MBR)应运而生。随着膜分离技术和产品的不断开发,(MBR)也更具有实用价值,近年来许多国家都投入了大量资金用于开发此项高新技术。 2 CAS CAS是一种应用最广的废水好氧生物处理技术。其基本流程如图1所示,是由曝气池、二次沉淀池、曝气系统(含空气或氧气的加压设备、管道系统和空气扩散装置)以及污泥回流系统等组成。

曝气池与二次沉淀池是活性污泥系统的基本处理构筑物。由初次沉淀池流出的废水与从二次沉淀池底部回流的活性污泥同时进入曝气池,其混合体称为混合液。在曝气的作用下,混合液得到足够的溶解氧并使活性污泥和废水充分接触。废水中的可溶性有机污染物为活性污泥所吸附并为存活在活性污泥上的微生物群体所分解,使废水得到净化。在二次 沉淀池内,活性污泥与已被净化的废水(称为处理水)分离,处理水排放,活性污泥在污泥区内进行浓缩,并以较高的浓度回流曝气池。由于活性污泥不断地增长,部分污泥作为剩余污泥从系统中排出,也可以送往初次沉淀池。 图1 活性污泥法基本流程 3 MBR法 3.1 MBR及其分类

膜生物反应器汇总

膜生物反应器的应用研究 摘要:主要介绍了膜生物反应器的定义、分类和特点及其在废水处理中的应用现状,还介绍了膜生物反应器中的膜污染及其调控措施。研究表明,使用膜生物反应器对毛纺织印染废水进行处理,出水水质基本能够达到生活杂用水水质标准。 关键词:膜生物反应器;废水处理;膜污染;调控措施 Abstract:The definition, classification and characteristics of membrane biological reactor and its application in wastewater treatment ware mainly introduced, the membrane bio-reactor membrane pollution and its control measures also ware introduced . Research shows that, using membrane biological reactor for wool textile printing and dyeing wastewater treatment, the effluent quality can achieve basic miscellaneous domestic water quality standard. Keywords:membrane bioreactor; waste water treatment;membrane fouling; controlling measures 1 膜生物反应器简介 膜生物反应器(membrane bioreactor,简称MBR)是一种高效膜分离技术与活性污泥法相结合的新型水处理技术。中空纤维膜的应用取代活性污泥法中的二沉池,进行固液分离,有效的达到了泥水分离的目的。充分利用膜的高效截留作用,能够有效地截留硝化菌,完全保留在生物反应器内,使硝化反应顺利进行,有效去除氨氮,避免污泥的流失,并且可以截留一时难于降解的大分子有机物,延长其在反应器的停留时间,使之得到最大限度的分解[1]。 生物反应器是以微生物细胞或酶作为催化剂或可产生催化剂, 进行生化反应和转化的装置, 膜生物反应器(MBR) 则是膜与生物的结合产物, 以实现微生物发酵, 动植物细胞培养和生物催化转化等。膜生物反应器通常在常温和常压下进行生化反应, 可使产物或副产物从反应区连续地分离出来, 打破反应的平衡, 从而可大大地提高反应转化率, 增加产率或处理能力, 过程能耗低、效率高。目前, 水处理中的膜生物反应器多用于污水处理( 少量用于表面水) , 与传统的活性污泥法(CASP) 比, 由于膜反应器取代了二级澄清池, 这可使污泥停留时间(SRT) 和水力停留时间(HRT) 分别控制, 由于SRT大, 泥龄长, 污泥浓度高, 抗冲击负荷能力强, 降解速率高, 降解充分, 对难降解物质也可使之降解, 占地 -N的去除率在90% 以上, 处理后的水可直接作省, 污泥量少, 通常对COD和NH 3 为市政用水或进一步处理作各种工业用水。 2 MBR 的分类和工作机理 水处理中的膜生物反应器是由生物反应器与微滤、超滤、纳滤或反渗透膜系统组成,因而可分为微滤膜生物反应器, 超滤膜生物反应器。据膜系统与生物反应器组合的方式和位置, 膜生物反应器又可分为循环式(分置式) 和浸没式(一体式)两种, 如图1 和图2 所示。浸没式膜生物反应器(SMBR)中, 膜组件直接浸泡于反应器中, 反应器下方有曝气装置, 将空压机送来的空气形成上浮的微气泡, 在曝气的同时,又使膜表面产生一剪切应力, 利于膜表面除污, 透过液在抽

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