下喷自吸环流反应器中气-液局部相际传质模型

<正> 引言 下喷自吸环流反应器是在结合喷射、环流、自吸等优点基础上而开发出的一种新型高效反应器,开展该反应器内局部气液传质模型的研究,对于该反应器的优化设计及放大具有极重要的理论意义.多年来,经典传质理论的不足与局限都在经历不断的修正与改进.其中,激光多普勒测试在传质研究中的应用使得人们对湍流在传质中的重要性有了     

下喷自吸环流反应器内局部气泡平均直径及其径向分布

引　言喷射环流反应器因具有规整的流型、良好的分散效果、相对低的功耗及较好的相间传递特性等优点 ,而广泛应用于化学工业、生物及环境化工领域 ,如发酵、废水和废气处理等 ,以及化学工业中众多的多相反应[1,2 ].鉴于下喷环流反应器和自吸各自的特点 ,文献 [3]开发出了新型高效反应器———下喷自吸环流反应器 ,并对该反应器性能进行了系统的研究 .开展下喷自吸环流反应器内局部气泡大小及其分布的研究 ,不仅对了解该反应器内混合、相间作用和相间耦合的微观流动与传质机理及其传递特性具有极其重要的意义 ,而且也为此类反应器的工业放大…     

喷射式环流反应器的研究

本文在内径为95mm的喷射式环流反应器内,实验测定了聚结和非聚结物系的流体力学与传质特性.指出了分清聚结与非聚结物系在该反应器放大研究中的意义.根据动量衡算,推出了喷射式环流反应器的流动模型.并利用实验数据检验了流动模型的可靠性.     

气升式三相内环流生物反应器内流体力学和传质性能的实验研究

本文通过实验研究了气升式三相内环流反应器在非牛顿流体中的流体动力学特性和传质性能.考察了表观气速、导流筒与反应器截面积之比、固体粒子加入量及CMC溶液浓度等操作条件对气升式三相内环流生物反应器中导流筒与环隙内液体循环速度、气含率、固含率及气-液体积传质系数等流动与传质特性参数的影响.     

气提式环流反应器中局部传质特性研究

本文在环流反应器中液相单级返混较小的情况下,提出了测量上、下两流区局部容积传质系数的稳态和动态物理吸收法,对两法的误差来源和适用条件进行了分析讨论,并用该两法对环流反应器的局部传质特性进行研究,发现气相循环比是环流反应器传质特性的一个重要参数.文中应用动量衡算导出了气相循环比的理论关联式.     

两级喷射式环流反应器流体力学与传质特性研究

为改善气体分布,提高传质性能,文中开发出一种两级喷射式环流反应器,研究了液体喷射速度、空塔气速和下级进气比对该反应器流体力学和传质特性的影响。分别采用压差法、电导电极法和动态溶氧法对反应器气含率、环流液速和体积传质系数进行了测量。实验结果表明:液体喷射速度和空塔气速的增加,环流反应器可以得到理想的流体力学和传质特性;分段进气比的变化显著影响了反应器体积传质系数,且存在最佳进气比;最佳进气比随着液体喷射速度的增加而增大,而基本不受空塔气速的影响;与单级喷射环流反应器相比,采用最佳进气比的两级喷射式环流反应器的传质效率有了显著的提升。     

喷射式外环流反应器的液-液传质性能

利用水-醋酸-煤油体系,研究了喷射式外环流反应器的传质性能,得到了反应器结构参数与物料流率等对传质性能的影响规律。根据反应器中的流体动力学特性,将反应器划分为底部区域、预混区、混合区、环流区和分离区。反应器底部区域几乎为水相,其传质性能可以忽略。首先利用实验数据回归得到了醋酸在水相中的平衡浓度与其在油相中初始浓度的经验关系式,之后分别研究了反应器内其他4个区域的传质性能。反应器各区域的传质性能均随油相表观进料速率和水相表观进料速率的增大而提高,在混合区内设分配管可显著提高反应器各个区域的传质性能,且分配管进料速率越大,传质性能越好。相同实验条件下,各区域的体积传质系数由大到小的顺序为：预混区、混合区、环流区、分离区。     

外环流氨化反应器数学模型及其放大

研究了外环流氨化反应器的流动模型、传质模型和放大规律 .结果表明 ,在工业条件下 ,此反应器中的液相流动接近于全混流 ,传质模型为kGa =0 61W0 3a q1 2a应用此模型已将反应器放大到年产 60kt固体磷酸一铵规模 .     

国内化学工程文献摘要

<正> 在环流反应器中液相单级返混较小的情况下,提出测量上下两流区局部容积传质系数的稳态和动态物理吸收法,对两法的误差来源和适用条件进行了分析讨论,并用该两法对环流反应器的局部传质特性进行研究,发现气相循环比是环流反应器传质特性的一个重要参数。文中应用动量衡算导出了气     

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.     

LOCAL LIQUID SIDE MASS TRANSFER MODEL IN AIRLIFT LOOP REACTOR AND SELF-ASPIRATED REVERSED FLOW JET LOOP REACTOR

Combining Higbie's penetration theory and Kolmogoroff's theory of isotropic turbulence, a small-scale isotropic mass transfer model for the local liquid side mass transfer coefficients in a gas-liquid two-phase airlift loop reactor and a self-aspirated reversed flow jet loop reactor has been developed. Good agreement with the experimental data suggests a general applicability of the proposed model in these reactors.     

气升式内环流反应器流场及传质特性数值模拟

采用双流体模型和气液二相流体动力学理论建立了气升式环流反应器流体流动的数学模型,在此模型的基础上利用溶质渗透理论和各向同性湍流理论建立了局部液相体积传质系数数学模型。采用计算流体软件F luent对气升式环流反应器内气液二相流动状况进行模拟,模拟结果较好地解释了气升式环流反应器内的流动行为及传质特性。模拟计算值与文献实验值的吻合说明了模型的可行性。     

LIQUID-SOLID MASS TRANSFER IN A THREE PHASE DRAFT TUBE FLUIDIZED BED REACTOR

Liquid-solid mass transfer coefficients in a three phase draft tube fluidized bed reactor have been measured using spherical ion exchange particles. The particle diameters ranged from 655 to 1119μm and solids volume fractions of approximately 5 and 10% were employed in water at 28°C. The experimental data can be successfully correlated using a Reynolds number derived using Kolmogoroffs theory of isotropic turbulence, although it is doubtful whether isotropic turbulence actually prevails in the fluidized bed over the range of conditions employed. Comparison with correlations determined for bubble columns and gas-liquid fluidized beds is performed. A model which considers the draft tube reactor as comprising two distinct fluid mechanical regions is developed to explain the apparently lower values of mass transfer coefficients obtained in a draft tube as opposed to conventional fluidized bed reactor.     

On the mechanism of heat transfer in bubble column reactors

Bubble column reactors are often used to carry out highly exothermic reactions in liquid phase. Therefore the heat transfer from gas/liquid dispersion to immersed plates and coils may influence considerably reactor performance. Starting from the view of Kast it is possible to derive theoretically an equation for the heat transfer in bubble agitated systems. This is achieved by combining the surface renewal model of mass transfer with Kolmogoroff's theory of isotropic turbulence. The derived equation predicts the correct dependency of the heat transfer coefficient on all six parameters which effect heat transfer, and describes available experimental data covering a range of 6 ≤ Pr ≤ 1000 with striking agreement.     

气升式环流反应器内传质行为的分析与测量

1 INTRODUCTION Airlift loop reactors have emerged as one of the most promising devices in chemical, biochemical and environmental engineering operations. Its main ad-vantages over conventional reactors include excellent contact among different phases, ease of removal or replenishment of particles, and high heat and mass transfer rates[1]. High gas-liquid contacting area and favorable flow pattern are the attractive features of this type of three-phase contactors. Typical processes that ca…     

气升式外环流反应器的体积传质系数

以Higbie的渗透理论和Kolmogoroff的湍流理论为基础,提出了计算液体旋涡在气液相界面暴露时间的方法,并建立了预测体积传质系数的模型方程。在不同管径比下的外环流反应器中,对空气 水体系测定了操作气速对体积传质系数、循环液速和气含率的影响。将体积传质系数与表观气速和下降管与上升管的面积比按幂函数进行关联,其预测值和试验值符合较好。     

Modelling and experimental study of hydrate formation kinetics of natural gas‐water‐surfactant system in a multi‐tube bubble column reactor

To promote the heat and mass transfer during the hydrate formation process, an internal spiral‐grooved tube (ISGT) was proposed as the reaction tube in a large‐scale multi‐tube bubble column reactor with external slurry circulation. In order to investigate such multi‐component gas (natural gas)‐water‐surfactant systems during the hydrate formation process in the ISGT, based on the solute permeation model and Kolmogorov isotropic turbulence theory, a CFD method combined with the population balance model (PBM) was utilized to simulate gas‐liquid mass transfer coefficient. Then, the hydrate formation kinetics model in ISGT was modelled based on the model proposed by Kashchiev and Firoozabadi. The hydrate formation experiments were carried out in the multi‐tube bubble column reactor at six different pressure‐temperature‐circulating flow velocities of piston pump regimes to investigate the actual formation process of natural gas hydrate. The experimental results were then used to finetune the optimized parameters to facilitate accurate model predictions.     

人工肝生物反应器中溶解氧浓度动态分布的模型与数值分析

研究了人工肝生物反应器的结构特点,并在对反应器内部液体流动与气液传质规律进行分析的基础上,结合反应器的实际需要,建立了基于一维轴向扩散模型的人工肝专用生物反应器溶解氧浓度动态分布的数学机理模型. 利用有限差分方法对模型离散化求解,得到了流动速度、氧传质系数及细胞耗氧速率对反应器内部溶解氧浓度分布的影响规律. 通过对模型数值解的分析得到了特定条件下反应器内的优化参数为液体流速0.55 mm/s,传质系数0.31 s-1,扩散系数0.02 mm2/s. 最后,通过仿真数据与实测实验的对比验证了该模型的正确性,其平均误差在±5%以内. 本模型的建立在理论上验证了该专用生物反应器可以提供稳定且均匀的溶解氧浓度分布,同时也为下一代新型反应器的优化设计提供了参考数据和理论依据.     

螺旋内槽管内天然气-水-表面活性剂体系的水合物生成动力学计算

针对多组分气体（天然气）-水-表面活性剂体系在螺旋内槽管内的水合物生成过程,首先采用CFD方法结合群体平衡模型（PBM）,基于溶质渗透模型和Kolmogorov各向同性湍流理论对螺旋内槽管内气液传质系数进行了模拟;其次基于Kashchiev和Firoozabadi的经典水合物成核和生长理论,将其体系从单组分-水系统扩展到多组分气体（天然气-水-十二烷基硫酸钠）系统,同时结合经典结晶理论利用传质系数对水合物生长模型进行了修正,建立了适用于螺旋内槽管流动体系内天然气水合物生成动力学模型。通过模拟计算,获得不同水合物生产条件下天然气在水中的平均传质系数;进而利用Microsoft Visual C++编程计算得到不同条件下水合物生成动力学数据,在考察范围内,天然气水合物的成核速率随着反应体系有效表面能的增大而锐减,而水合物生成驱动力和生长速率未受影响,同时水合物生长速率随着流速和反应压力的增大及温度的降低而增大,成核速率随着压力的增大和温度的降低而增大。