多級鼓泡塔流體力學(xué)參數(shù)的測量與混合特性的研究.pdf

1、鼓泡塔(Bubble Column Reactor)以其結(jié)構(gòu)簡單、無機械傳動部件、易密封、傳熱效率高、操作穩(wěn)定、操作費用低等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于加氫、脫硫、烴類氧化、烴類鹵化、費-托合成、廢氣和廢水處理、煤的液化及菌種培養(yǎng)等工業(yè)過程。液相返混是鼓泡塔反應(yīng)器最顯著的特征之一，其會降低大多數(shù)反應(yīng)過程中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物的選擇性?；诙喔?lián)可以有效減小返混的原理，將分布板引入傳統(tǒng)的鼓泡塔，形成多級鼓泡塔來降低返混。因此，對多級鼓泡塔內(nèi)流體力

2、學(xué)參數(shù)進行深入研究，可以為優(yōu)化現(xiàn)有反應(yīng)器的操作和開發(fā)設(shè)計更高效的反應(yīng)器提供理論指導(dǎo)，對解決日益嚴(yán)峻的能源和環(huán)境問題具有十分重要的意義。
　　 本文在直徑0.3m、高2.5m的帶篩板的多級鼓泡塔中，采用不同種類的篩板與操作條件，利用多種不同的測量技術(shù)考察了氣含率、Sauter直徑、氣墊層高度、液體速度、軸向返混系數(shù)、液體交換速度等流體力學(xué)參數(shù)，探討氣泡行為與氣液流動特性。
　　 實驗結(jié)果表明，帶篩板的鼓泡塔中平均氣含率、局

3、部氣含率、液體速度等流體力學(xué)參數(shù)和普通的鼓泡塔有相似的規(guī)律，雙層鼓泡塔和普通鼓泡塔內(nèi)局部氣含率和液體速度均隨徑向位置r/R的增加而減小，而表觀氣速的增加會導(dǎo)致氣含率、氣墊層高度、液體循環(huán)速度、軸向返混系數(shù)和液體交換量的明顯增大。篩板介入后，會對由下向上運動的氣泡和隨氣泡運動的液體起到阻礙作用，篩板下側(cè)形成氣墊層，使篩板上下氣液流動脫節(jié)，將一個全混流的反應(yīng)器分割成兩個串聯(lián)的全混流反應(yīng)器從而減小返混。因此，篩板下側(cè)的氣含率比上側(cè)的氣含率高。