武理工水污染控制原理实验理论指导第2章 反应器对实验的指导.docx

第二章反应器对实验的指导1、反应器指导实验的理论基础1.1、 活塞流反应器活塞流反应器的理论分析U=QZA图2-1活塞流反应器容积=4Az/反应速率=入1.2、 反应器内浓度及出口浓度c= ci exp (一欠6)(2-1)co= ci e呼(-)(2-2)1.3、 连续搅拌反应器(CSTR)(1)进口反应器的流量皆为Q：(2)A的出口浓度也必然是Q。图2-2CSTR示意1.4、 CSTR的一般方程式物料衡算方程Q7+Vq=Qc.+V学(2-3)at上式在稳态时简化为Qai+Va=Qca(2-4)两边分别除以并令。=WQ,代表反应器的停留时间。可得ca+=Ca+(2-5)j+½=C八(2-6)1.5、 一级反应解l-exp-(Xl+)(2-7)在稳态时简化为CaCa=(2-8)A1+。攵1.6、 平行反应解的稳态解(1) CSTR的平行反应A-1->BA->->BrA=一化+k2)CA(2)稳态解cCa=(2-9)A1+(%+&)OklCACr=(2-10)B1+。(匕+&)2cCr=(2-11)Cl+(kl+k2)1.7、 串联反应的稳态解A-1->B->CCaCa=(2-31)A1+1C_A.Bl+®&(1+6&J1+班2)一SklhCACC=T;(2-13)C(l+Ar1Xl+)2、理论对实验的指导2.1 推流式与完全混合式曝气池的比较牛粪液厌氧消化的推流式和完全混合式反应器实验分析指导2.2 实验内容对推流式反应器(PFR)和完全混合式反应器(CSTR)用于牛粪液厌氧消化的性能进行了比较研究。在中温35°C下，对进料浓度40、80和128g/L的3种牛粪液分别进行了试验。结果表明,CSTR比PFR具有更好的去除VS(挥发性固体)和产生物气的性能,在进料浓度为40、80和128gL时，CSTR中VS去除率比PFR中分别提高了17.4%21.5%；3.9%21.5%和0.5%5.3%。在最优进料浓度80g/L下,CSTR获得了最高的容积产气率和单位VS产气量，比PFR中提高了9.8%25.9%o研究认为,CSTR中的搅拌作用加强了微生物与物料之间物质的传递,提高了降解去除有机物和产生物气的消化效果。因此,在牛粪液厌氧消化时,推荐使用CSTR反应器。农业工程学报，李荣平，李秀金。2.3 理论指导以上理论可以帮助实验研究分析、推导以上结论。