试析五级外循环式流化床生物反应器停留时间分布的试验研究

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1、中国农业大学硕士学位论文五级外循环式流化床生物反应器停留时间分布的试验研究姓名：宫少俊申请学位级别：硕士专业：农业机械化工程指导教师：封俊20040601摘要多级外循环流化床生物反应器作为一种新型生物反应器，由于具有转化率高、反应彻底、对颗粒损伤少等优点在固定化细胞制取燃料酒精技术上得到应用。但是，国内关于中试规模多级外循环流化床反应器流动特性的研究还很少，而流动特性是反应器物理传递过程的基础，是研究物料在反应器中转化率高低的重要因素。因此．弄清楚外循环流化床反应器的流动特性是非常重要的。本文主要研究了中试

2、规模五级外循环流化床生物反应器的流动特性。作者首先在对反应器进行特征分析的基础上，建立了描述中试规模多级外循环流化床生物反应器流动特性的串级全混流模型，并对理论模型进行了模拟计算分析和讨论，在此基础上。作者分别在无循环和有循环(改变示踪剂用量、流加流量和循环流量)的条件下，利用脉冲示踪法对一到五级串联外循环流化床反应器进行了停留时间分布实验，结果表明，在循环流量与流加流量的比值达到大于等于4时，中试规模多级外循环流化床反应器的流动特性接近串级全混流模型，通过数据回归拟合的方法，建立了中试规模一到五级串联外循

3、环流化床反应器的流动模型。中试规模五级外循环流化床生物反应器流动特性的研究将为此类反应器的实际发酵过程提供理论参数的指导，并对以后大规模工业生产的工程放大提供重要的理论依据。关键词：外循环，流化床反应器，流动特性，串级全混流模型，中试规模AbstractMultistagefluidized-bedbioreaetorwithe越emalcirculationhasbeeninUSeintheproductionoffuelalcohelbyimmobilizedyeastcellstechnique．As

4、anew-stylereactor,ithastheadvantageofhighconversion,completereactionandlittledamagetoimmobilizedyeastcells．Flowpropertiesisthefoundationofreactor’Sphysicaltransmissionprocess，anditisthekeyfactorofdecidingwhethertheauxiliarymaterialconversionishighorlow．Atp

5、resent,thestudyonflowpropertiesofmultistagefluidized-hedbioreactorwithexternalcirculationatapilotscaleisrarelyreported．Inthispaper,flowpropertiesofmultistagefluidized-hedbioreaetorwithe)(temalcirculationatapilotscaleisstudied．Accordingtocharacteristicanaly

6、sis，themodelofcompletelymixingreactorinseriesisintroducedtocharacterizerealreactorasatheoreticalmodel．Onthebasisofanalogcomputinganalysisanddiscussionoftheoreticalmodel,bymeansofpuiseh搬rmethod,experimentsonresidencetimedistribution(RTD)havebeendoneindiffer

7、entconditionsincludingthechangeoftracerlevel，feedingflowrateandcirculationflowrate．Theresultshowswhentheratioofcirculationflowrateandfeedingflowrateamountstoatleast4,theflowpropertiesofmultistagefluidized-bedbioreactorwithe)【temalcirculationatapilotscaleis

8、veryclosetothemodelofcompletelymixingreactorinseries．Anamendatorymodelhasbeenestablishedbytheregressionmethod．Thestudyonflowpropertiesofmultistageflmdized-bedbioreactorwithexternalcirculationatapilotscalewill