环流反应器技术背景：

　　生物发酵涉及复杂的微生物代谢，生产中的补料量、补料方式、通气量等都会对发酵生产产生影响。气升式环流反应器是生物发酵生产过程中的一类重要设备，它兼具结构简单、造价低、能耗低等优点，目前已广泛应用于化工、生制药及环保行业，它尤其适用于耗氧量较低的生物应过程（如维生素c的发酵生产）。由于气升式环流反应器内部流态和传质的复杂性，其优化设计问题迄今仍未获决。

　　气含率和循环液速是体现气开式环流反应器性能的2个重要参数，而反应器中的导流简直径这一结构变量会对这2个参数产生影响。本文采用计算流体力学仿真工具，将重点研究导流简直径对于气升式环流反应器内流态的影响。

　　环流反应器介绍：

　　环流反应器是一种新型的多相反应器,它具有较好的传热,传质和混合特性,器内布气均匀,浓度分布均匀,又具有一定的混合和回流作用,在生化过程,如污水处理,发酵等以及自引发和自催化的工艺过程中有较多的应用。产生环流的方式大致有三种:

　　1、应用流休静力学原理，使流体在不同的环流区其有相异的持气率，造成流体中的静压差来产生环流;

　　2、采用外加机械能(如轴流式推进装置)来产生环流;

　　3、应用流体动量传递原理来产生环流，如利用在喷嘴中心喷八液体，在同』心环中喷人气体形成液流喷射起到推动流体循环的作用。环流还有内循环回流和用外部连通管的外循环回流两种。环流有利于反应物间棍合、扩散、传热和传质，既适合处理量大的高勒度或敏感性有机物的反应，也适用于气一液、液一液、气一液一固之间的均相及非均相反应。如发酵器、高环恢拨基合成反应器

　　环流反应器工作原理

　　反应器外筒内部有一个导流筒，将反应器外筒内部划分为导流筒内侧（上升段）和导流筒外侧（下降段）2个区域。初始状态的反应器充有常温液态水。气相（空气）由反应器底部气体人口喷人反应器，沿上升段上升，并由反应器顶部的排气口排出。由于反应器上升段和下降段中混合物的气含率不同，在反应器的上升段和下降段之间形成了静压力差，反应器中的液体在气体的带动下上升至导流筒顶部后，在静压力差的推动下，再由下降段回流至反应器底部，形成了气升式环流反应器内部物质循环流动的推动力。