本文从混合特性与氧传质特性两个方面对气升式内循环生物流化床进行了实验研究.具体包括以下四部分内容.Ⅰ.用脉冲示踪法测定鼓泡塔和气升式内循环生物流化床的停留时间分布,并用四种模型对两种反应器的混合特性作了模拟比较.结果表明,增加内循环管,使系统停留时间分布得到改善,强化了流体流动,提高了混合效果.多参数模型较单参数模型能显著反映出两种反应器的混合特性差别,移位对数正态分布函数模型对实验值的吻合程度优于组合模型.Ⅱ.用脉冲示踪法测定气升式内循环生物流化床的停留时间分布,分析载体含量、气流量、液流量对t与σ<2><,θ>、全混流区体积分率w和短路流物料分率f的影响.结果表明,载体含量和气流量的增大对t与w产生负影响,对σ<2><,θ>与f产生正影响;液流量对各模型参数的影响不稳定.Ⅲ.建立反应器CSTR-PFR流动模型,用负阶跃法测定不同操作条件下的系统停留时间分布,分析载体含量与气流量对全混流区体积分率w<,1>、平推流区体积分率w<,2>、死区体积分率(1-w<,1>- w<,2>)和全混流区物料分率f<,1>、平推流区物料分率f<,2>、短路流分率(1-f<,1>-f<,2>)的影响.结果表明,在较低气流量时,气流量的提高加强了搅拌作用,有助于流体混合,系统接近全混流,而在较高气流量时气流量的提高却使系统越来越接近平推流;(1-f<,1>-f<,2>)随气流量的增大而增大,(1-w<,1>-w<,2>)也呈增大趋势.随着载体含量的增大,f<,1>与w<,1>是逐渐减小的;f<,2>呈增大趋势,w<,2>则随之减小,(1-f<,1>-f<,2>)随之增大,(1-w<,1>-w<,2>)显著增大.验证结果表明,本文所建模型能较好地反映出反应器内流体的流动混合特征.Ⅳ.用YSI-58型溶氧仪测定气升式内循环生物流化床内的溶解氧浓度,分析操作参数变化对氧传质系数的影响规律.结果表明,氧传质系数随着载体含量的增加先增后减,随着气流量和液流量的增大而增大.在本实验范围内,得出最适宜操作条件:载体含量为3﹪~6﹪、气流量为180L/h左右、液流量为90L/h.