环流反应器的研究——气提式环流反应器的性能与流动模型

本文实验测定气提式内环流反应器全塔、导流管和环隙部分的平均气含率以及液体的循环速度。由动量衡算建立了内环流反应器的流动模型。通过进一步简化到得了简化的流动模型。根据模型计算值与实验测定值的对比证明了该流动模型是可靠的。     

固体颗粒对三相气升式环流反应器流动特性的影响

将液相视为连续相,气相和固相视为分散相,同时考虑各相之间的相互作用,结合气液固三相流体的动力学理论,建立气液固三相环流反应器三流体湍流流动的Eulerian模型.采用计算模拟软件Fluent对三相环流反应器的流动状况进行模拟,考察表观气速、固含率、颗粒大小对反应器的气含率以及液体流动速度的影响.模拟结果较好地解释了气升式环流反应器内的三相流体行为,模型与实验结果较好地吻合,表明了模型的可行性.     

环流反应器的增湿性能与气液传质特性

为研究环流反应器对干空气的增湿效果,分别测量了不同液位和气速条件下环流反应器的进出口气体湿度值,比较了进出口气体湿度变化和增湿效果.并在低液位条件下建立了水分传递的传质模型,推导出传质系数的计算公式.研究表明,在空气和自来水体系的环流反应器实验中,气体增湿效果显著,证明了采用干空气增湿方法浓缩母液的工艺可能性.但由于实验中采用的环流反应器内径小、气速低,单位时间内干空气带走的水分有限,为提高母液浓缩效率可采用降低反应器高度、增大反应器横向尺寸和气速等措施.     

内环流反应器的传质

在直径为0.2米,高为3.0米的玻璃环流反应器内,测定了空气和不同液体的传质系数K_La。以氧在液体中吸收的实验数据为基础导出了k_La方程。     

厌氧反应器停留时间分布测定及流动模型研究

应用脉冲输入法对厌氧反应器进行了冷模试验,测定了电导率随时间的变化关系,建立了一个PFR串联两个并联的CSTR的三参数流动模型,依据实验数据计算了模型参数,获得了E(t)-t方程,并与实验值进行了比较,证明两者具有较好的拟合度。     

滴流床反应器基于CFD的流体力学研究

基于流体力学模拟软件用计算流体力学(CFD)方法对滴流床反应器进行数值模拟。应用ansys模拟了反应器的轴向气含率、压力降、温度分布、气液相轴向速度分布等数据,依据参考资料结果及实验数据对模拟结果进行检验,得出滴流床反应器对核心温度比较敏感,气液分布器的有效设计十分关键。综合流体流动和反应的模拟计算结果,该文研究的滴流床反应器内流动及反应一整套的框架,从模型的建立、网格划分、运行计算、和后处理的过程已基本成型,可为今后利用非实验手段研究滴流床反应器的设计及学习提供先行和指导作用。     

气升式环流反应器内气液两相流动计算流体力学的模拟

采用欧拉-欧拉两流体模型模拟了气升式环流反应器内部气液两相流动过程,考察了液相速度和气含率随表观气速的变化,液相速度和气含率模拟值的关系与两种经验关系式的计算值进行了比较,两者取得了很好的一致,证明了模型的正确性。在此基础上,使用计算流体力学模拟的方法考查了反应器内的导流筒直径和导流筒高度对反应器内两相流动的影响,导流筒直径增大,液相循环量增大,上升段气含率增大;导流筒位置升高,液相循环速度和循环量均增大,上升段气含率减小。所获得的结果对气升式反应器的设计优化具有指导意义。     

反应器放大准则探索实验设计

化工类专业本科生应掌握化工反应器的"放大准则"研究方法,熟悉反应器放大过程中的现象和规律。该文通过逐级放大实验考察釜式搅拌反应器放大准则,采用示踪脉冲法测定反应器的停留时间分布以确定反应器的流动特性,求出反应器的流动模型参数。实验要求学生通过对比不同放大准则操作的搅拌转速得到的反应器流动特性和转化率,归纳出不同放大准则的优缺点,为反应器的设计及放大提供依据。通过此实验,学生的工程意识、动手能力及团队合作能力得到有效提高,学生的实验设计能力和结果分析能力得到了提升,实现了工程性实验的教学目的。     

浆态反应器中苯氯化反应的宏观动力学

采用自行设计的三相鼓泡浆态实验反应器，在半连续操作条件下，通过改变催化剂粒度，消除了内扩散的影响；测定了不同催化剂浓度、通氯量以及苯回流量条件下的苯氯化反应的宏观动力学数据。建立了宏观动力学模型，并由实验数据估计出模型参数，模型计算值和实验值吻合较好。     

气升环流式氧载体生化反应器性能及其应用于酵母发酵的研究

研究了气升环流式氧载体生化反应器的气含率、混合时间和容积氧传递系数等特性,实验是在该反应器的空气——氧载体——水系统中进行,由所得实验数据进行回归分析,得到反应器的回归方程,并利用该反应器进行酵母培养。结果表明,加正十二烷３％与对照相比,ｋＬａ值提高５０％以上,酵母得率提高３０％以上,能耗降低２０％。     

强自然对流流体的有限元解法：用于化学气相相淀积反应器

以冷壁化学气相淀积（ＣＶＤ）反应器中淀积ＴｉＮ涂层为对象，对立了适用于强自然对流流体的ＣＶＤ反应器模型。模型中包括流动、传热、传质和化学反应，计入了温度对物性参数的影响。通过编制求解该复杂模型的有限元程度，计算反应器中流型、温度及浓度的分布。定量计算了ＴｉＮ的淀积速率，计算值与实验值基本一致。该模型与程序不仅适用于本文所描述的淀积ＴｉＮ系统，也可以成为各种外延反应器和金属有机化学气相淀积反应器中计     

强自然对流流体的有限元解法──用于化学气相淀积反应器

以冷壁化学气相淀积（ＣＶＤ）反应器中淀积ＴｉＮ涂层为对象，建立了适用于强自然对流流体的ＣＶＤ反应器模型。模型中包括流动、传热、传质和化学反应，计入了温度对物性参数的影响。通过编制求解该复杂模型的有限元程序，计算反应器中流型、温度及浓度的分布。定量计算了ＴｉＮ的淀积速率，计算值与实验值基本一致。该模型与程序不仅适用于本文所描述的淀积ＴｉＮ系统，也可以成为各种外延反应器和金属有机化学气相淀积反应器中计算传递过程的重要工具。     

渣油催化裂化工业提升管反应器的数值模拟

应用渣油催化裂化提升管反应器三维气固两相流动、传热及反应的数值模型,对工业提升管反应器进行了全面系统的数值模拟计算,得到了提升管反应器“灰箱”内部的流动、传热及催化裂化等信息,初步揭示了催化裂化提升管反应器内部流动、传热及反应过程之间高度耦合、相互影响的基本特性。模拟结果表明,在提升管内气固两相沿轴向、径向和切向都存在着浓度、速度及温度变化梯度,这是造成催化裂化反应速度分布不均匀的主要原因。提升管的进料段是裂化反应最复杂的区域。在喷嘴上方５～１０ｍ处原料油反应基本结束,柴油产率最大值出现在提升管中下部,汽油产率最大值出现在中上部。提升管出口处反应温度及各组分浓度的模拟计算值与工业装置数据相一致,这说明该模型对工业提升管反应器具有较好的预测性,同时也验证了它的可靠性及合理性。     

自吸式导流筒反应器的气体带入输送机理和数学模型

根据实验观测,本文提出了在自吸式导流筒反应器中气体被带入导流筒的流动条件和气体带入输送机理。从所提出的机理出发,应用理论分析和实验数据,建立了相关导流筒底部带出气体量和设计操作参数的数学模型。应用所提出的模型计算自吸式导流筒反应器的气液体积传质系数,计算结果与实验结果基本一致。本文的结果为这种反应器的放大设计和操作及进一步的研究提供了理论依椐。     

己二腈加氢反应器剖析及模拟计算

本文针对辽化己二腈加氢反应器，利用现场和设计数据对反应器中流体流动参数进行了计算，进而在气体为活塞流动，液固进程活塞流动假设下利用四阶龙格库塔法在计算机上求算了转化率等重要参数随高的变化关系，其转化率的计算值与计值和现场值吻合。     

圆盘反应器的流动与混合特性

运用流体力学理论对圆盘反应器的成膜，混全和流动特性进行分析。简化模型，结合实验研究，得到关于其成膜，混合流动与表面更新等方面的基本规律和流场特性。为反应器放大和设计提供理论依据。     

鼓泡反应器内环流初探——鼓泡反应塔研究之二

本文是《鼓泡反应塔的气泡特性》一文中所提出的“循环流”的进一步研究,并做为《鼓泡反应塔的气泡特性》一文的续篇而提出来的,故命名为《鼓泡反应器内环流的初探》。在空塔气速V_(SG)=1～7 cm/s范围内,用空气——水体系,研究了内装同心导流筒的鼓泡反应器(以下简称“环流反应器”)的流动模型和传质,并与无内件鼓泡器(以下简称“空塔”)和机械搅拌的鼓泡器(以下简称“搅拌鼓泡器”)进行了比较。发现,环流反应器的流况可以用带死区和短路的理想混合模型来描述,并求出了模型参数h和m;环流反应器的容积传质系数k_La大于空塔的k_La值;在V_(SG)>4cm/s的条件下,环流反应器的k_La也大于搅拌鼓泡器的k_La。对环流反应器内D_E/D影响的研究表明,D_E/D=0.58时,传质情况最好。     

微型工业反应器的性能检验及其数字特征

采用脉冲示踪应答技术对多釜串联的微型工业反应器的单釜、二釜和三釜串联模型进行了ＲＴＤ测定,借助计算机对各模型进行数字特征计算,并在Ｅｘｃｅｌ中标绘出各模型的Ｅ（θ）－θ关系曲线。由最小二乘法对单釜实验数据回归的结果表明,该反应器液相混合均能满足全混流假设。与其它反应器相比,它具有较好的传热及传质特性,为以化工开发为目标的连续流动体系的宏观动力学研究提供了依据。     

丙烯氨氧化生产丙烯腈工业流化床反应器的模型化

在对已有的流化床的流动参数和反应器模型化研究成果的基础上，提出了一个适用于有内构件的丙烯氨氧化制丙烯腈工业流化床反应器两相流动数学模型，在模型中的晕相采用平推流模型，乳浊相采用全混釜串联模型。经过一系列生产数据的检验，证明该模型能够准确描述不同生产负荷下反应器的行为。     

下喷式环流反应器的结构特性

针对高１２００ｍｍ，直径１０８ｍｍ的下喷式环流反应器，选用不同的实验体系、不同的测试方法研究了导流筒直径及高度对反应器性能的主要表征参数─—气含率和容积传氧系数的作用规律。结果表明，在实验范围内较优的导流筒直径与反应器直径之比为０．４～０．６；其合理的导流筒高度与反应器具体操作参数有关；物理法和化学法均可适用于这类反应器容积传氧系数的测定。