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。     

喷射鼓泡反应器湿法烟气脱硫模型

以中试喷射鼓泡反应器（JBR）为基础,该文建立了一种基于全混流的JBR湿法烟气脱硫数学模型,包括SO2在石灰浆液中的吸收模型和JBR反应器模型。根据模型方程可求得在JBR任一位置处各组分浓度及pH值与烟气中初始SO2浓度的关系值,并可计算SO2在石灰浆液中的吸收速率、气液相传质系数及气液有效比表面积。模型在中试JBR系统中得到的实验验证,实验结果与模型预测的情况具有较好的一致性。     

鼓泡塔反应器的多级回流模型

提出对鼓泡塔反应器的气相采用多级串连混合器模型,对其液相采用带回流的多级混合器模型.中间各级液相中气体组分浓度假定为前后两级的平均值.从而可以逐级计算气、液浓度和气量沿塔高的分布.扩展模型可应用的范围,包括非一级反应及气体压强、气体量和气体组成沿塔高变化的情况.用所提出的模型验算了两个小型鼓泡反应塔的热模试验情况,所得结果与所观察到的现象相符.     

热管式固定床鼓泡反应器返混试验研究

为了研究热管式固定床鼓泡反应器的返混问题,采用脉冲法,在一内径为50 mm、高800mm,床内充以多孔填料,内插一根φ16 mm×2 mm不锈钢-水热管的固定床反应器中,用并流向上的水和氮气进行返混试验研究.利用轴向扩散模型计算反应器轴向Peclet准数,考察了气相流速、液相流速、多孔介质和热管对返混的影响.研究表明反应器中热管的存在加重了返混.     

电导法测定气-液鼓泡床反应器内的气泡直径

在小型气－液鼓泡床反应器上，观察、测定了气泡的大小及运动情况，并运用统计学原理计算出Sauter气泡平均直径、气泡上升速度，为了解大型气提式外环流反应装置内的气泡大小及运动情况提供了指导。     

用氧传递法(OTR)测量鼓泡反应塔中的传质

气—液反应中传质过程和化学反应过程同时发生,前者往往影响后者,为了建立气—液反应器的数学模型和放大设计方法,需要对二者同时加以测定.进行传质测定,最困难的是测定液体中传递物的浓度,我们用耐温银—铅原电池型测氧探头连续测定Φ50mm鼓泡反应塔中乙醛氧化,丁醛氧化液中的氧含量,用极谱型氧探头测定了氧溶解在氧化溶液中的亨利常数,在Φ55mm的石英玻璃塔中测定了工况条件下的气含率.利用测溶氧的探头对传质过程进行了研究,求取K_Gα和K_Lα.用实测得的几个有机化合物的K_La值在表中.几个氧化反应实测的K_Lα?     

三相鼓泡塔反应器液体流速分布的实验研究

采用示踪剂电子电极法对气-液-固三相鼓泡塔局部液体流速的测试结果表明,塔中心处的局部液速最大,近塔壁处最小,随表观气速增大,初始流体流动处于由均匀流型向过渡流型的转变;当表观气速继续增大,平均液速则明显增加,轴向液速的径向分布呈线性关系,表明流体的流动进入非均匀流型;三种不同结构的气体分布器对反应器中心线处轴向流速影响的实验表明,环状气体分布器的反应器底部存在一个狭小的回流区。     

中心进气式鼓泡反应器内气液流动的大涡模拟

研究鼓泡塔内涡的结构及其演变规律，对揭示反应器内传热、传质性能具有重要意义．用大涡模拟（LES）方法对中心进气式鼓泡塔内瞬态流动性能进行了模拟研究，结果表明，增大气速可使涡结构剧烈变化，增加液体黏度限制了涡尺度的发展，减少气泡尺寸加快了涡的变化速率．模拟结果与实验值吻合良好，大涡模拟方法能有效地揭示鼓泡塔内不同尺度的涡结构及其发展变化规律．     

以鲍尔环为内构件的鼓泡塔反应器的流体力学性能

对二甲苯氧化合成对苯二甲酸常用鼓泡塔作为气液反应器,以填料为内构件可以强化鼓泡塔反应器的气液接触状况,从而提高反应速率。以金属鲍尔环为内构件,考察鼓泡塔反应器的气液接触状况,采用高速摄像技术对气泡群进行图像分析,同时利用体积膨胀法测定气含率,研究不同型号鲍尔环作用下的气含率、气泡尺寸和粒径分布。结果表明,Φ25鲍尔环对气泡的切割效果最好,气泡的尺寸分布较为集中,主要处于3.00～6.00 mm之间,Sauter平均直径随气速增大而增大,并在高气速下趋于平缓;鼓泡塔反应器的气含率随气速增大而增大,且鲍尔环尺寸越小气含率越大。利用实验数据进行非线性回归,得到在实验气速范围内气含率与气泡Sauter平均直径、比表面积的关联式,计算值与实验结果较为吻合。     

自吸式搅拌鼓泡反应器测定气液平衡数据

本法集取了流动法和循环法的优点、具有测定速度快、设备结构紧凑、测控装置简单、操作方便等特点。在温度30～70℃、二氧化碳分压0.01～0.113 3MPa、N-甲基二乙醇胺(MDEA)浓度20～50%(wt)的条件下,测定了MDEA-CO_2-H_2O系统的相平衡数据。平衡时间仅为文献值的1/4～1/2。     

淤浆鼓泡床反应器中的液沫夹带

利用淤浆鼓泡床反应器(SBCR)二甲醚合成反应的惰性介质石蜡油的蒸气压,在二甲醚合成的操作条件下对N2-石蜡油系统、N2-石蜡油-C301细颗粒催化剂系统的液沫夹带进行了计算;优化了鼓泡淤浆床反应器中影响液沫夹带量的操作因素(气速、压力、温度)和装置因素(分离器特征尺寸)。对比两相操作与三相操作的液沫夹带,认为可将三相床中的夹带作拟两相处理,进一步分析了液沫夹带的机理,结果表明：气泡的破裂和液体能量的增大是影响液沫夹带的主要因素。     

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。     

用鼓泡反应器吸收燃煤烟气中CO_2的实验研究

以燃煤烟气为研究对象,利用鼓泡反应器进行化学法吸收CO2的半连续实验研究.通过正交试验及脱除率的计算,考察了吸收剂种类、吸收剂浓度、烟气流量、烟气温度及液面高度对CO2吸收效果的影响.结果表明:氨水吸收剂的吸收效果最好,烟气温度对CO2的脱除率影响较小.选择氨水作为吸收剂进行单因素实验研究,得到了吸收剂浓度、入口处CO2浓度、烟气流量、液面高度与脱除率、吸收能力及吸收速率之间的关系.     

鼓泡床反应器中气泡尺寸和速率分布的实验研究

在内径为0.1 m、高度为1.5 m的鼓泡床反应器中,当表观气速(ug)为0.53~7.46 cm/s时,利用双头电导探针测定了上升和下降气泡的尺寸和速率。实验结果表明:在所测试的表观气速范围内,存在3个流型区域,即安静鼓泡区、过渡区和湍流鼓泡区,3区域间转变的ug分别为2.13 cm/s和4.26 cm/s。考察了不同流型区内上升和下降气泡的尺寸和速率的轴向和径向分布:在安静鼓泡区,气泡的尺寸和速率分布均匀;而在过渡区和湍流鼓泡区,气泡的尺寸和速率随反应器轴向和径向位置的改变而发生明显的变化。相同ug下,在反应器中心,下降气泡比上升气泡尺寸小30%~40%;当ug一定,轴向高度为0.6 m(h/D=6)时,反应器中心的下降气泡比上升气泡速率小55%左右;而在无因次径向位置r/R=0.8处,下降气泡比上升气泡速率小40%左右。     

固定床鼓泡反应器的流型与压降的瞬态表征

采用高采集频率的差压传感器及A/D转换器,对固定床鼓泡反应器的瞬时压降数据进行了采集,建立了反应器内的流型识别方法,并通过电容层析成像仪(ECT)对不同流型的气含率的瞬态特征进行了研究。结果表明:不同流型内压降信号的波形、概率密度分布及功率谱密度分布特点差异显著,瞬态气含率亦存在不同特点;随着气液相流速的增加,床层压降梯度逐渐上升;根据实验数据修正的Larachi关联式及Khan和Varma关联式可较好地预测中等塔径(D=280 mm)的固定床鼓泡反应器的摩擦压降,均方根偏差分别为18.0%与14.5%。     

下喷式环流生化反应器性能初探

本文以摸拟生物流体——不同浓度的 CMC 水溶液-空气为实验体系,考察了气速、液速等操作条件以及体系物性对下喷式环流反应器流体力学和传递特性的影响,提出了气含率及容积传氧系数的计算关联式ε_G=1.605n~(5·080)·((ρ_Gμ_G)/(ρ_Lμ_L))~(-0·3784).Fr_G~(0·3078)·Fr_L~(0·1918)Sh=8.669×10~6 n~(1·589).Sc~(0·3537).Re~(0·4718).Fr_G~(0·09944).Fr_L~(1·403)为该反应路的进一步研究及其工程放大设计提供了依据。     

环流反应器的研究(Ⅰ)——喷射式环流反应器的性能与流动模型

本文实验测定了喷射式环流反应器全塔、导流管和环隙部分的平均气含率、液体循环速度和体积传质系数。基于总动量衡算,推出了反应器的流动模型。并根据实验数据回归出模型参数。通过模型计算值与实验值比较表明,该流动模型能较好地拟合实验数据。     

基于电阻层析成像技术的气升式内循环鼓泡反应器流体力学研究

采用电阻层析成像(ERT)技术,对高为1 024 mm、直径为165 mm,导流筒高为590 mm、直径为80 mm的气升式内循环反应器进行流体力学参数的测量。考察表观气速对上升区和下降区内等3个截面处气含率的影响以及反应器内流型的变化情况。研究结果表明:在上升区,气含率随表观气速的变化与普通鼓泡塔情况一样,而在下降区,一部分气泡由于气液湍动被带入下降区;随着表观气速的增加,液体的循环速度逐渐增大,更多的气泡被拖曳到下降区,下降区内气含率增加明显。通过对ERT图像时间序列的叠加,可以清晰得出在上升区低气速下气泡离散式上升,随着表观气速的增加,以气泡群的方式流动且气泡聚并明显,并出现气泡群的摆动;在下降区,随着液体循环速度增加,下降区气液层消失,气含率逐渐增大。     

鼓泡塔反应器的开孔率和液体反混

考察鼓泡塔内鼓泡现象,发现气流经过小孔的速度(称为小孔气速)需大于某一临界值,计算并比较了气流通过多孔板的干板压力降和表面能损耗,提出计算此临界气速的公式和确定最大开孔率的方法。用脉冲注入法测定鼓泡塔液体停留时间分布,提出非整数串连混合器模型,推导出其停留时间分布曲线方群式,计算结果与实验数据相符。并验证了Towell的轴向分散系数计算方法。