浆态床鼓泡反应器中气含率的分布

为了解浆态床鼓泡反应器中气含率的分布规律,在浆态床鼓泡反应器冷模试验装置中,以空气-液体石蜡-氧化铝微球为试验介质对装置内部的气含率进行研究。利用压差法研究了表观气速、浆液固含量等操作条件对反应器床层总体气含率的影响,利用光纤探针法研究了浆态床反应器不同操作条件对局部气含率的影响,总结了反应器内部气含率的分布规律,并由此对工业浆态床鼓泡反应器的设计进行了研究。结果表明:浆态床反应器的总体气含率随表观气速的增大而增大,固体细颗粒的加入能适当降低总体气含率;在反应器底部,分布器对气体的均布作用明显,但表观气速的增大能够弱化分布器的作用;在反应器的中上部气含率不受分布器的影响,沿反应器径向呈现"中间高,边缘低"的分布趋势;在工业费托浆态床中,表观气速不宜低于0.12 m/s,内过滤系统适宜设置于反应器中上部靠近器壁的位置。     

喷射环流反应器的放大效应

实验测量了两种塔径(?200和?500mm)和两种操作模式(气体单独喷射和气液同轴喷射)下喷射环流反应器内的全塔平均气含率、局部气含率及轴向液速径向分布、循环液速,归纳出全塔平均气含率的关联式。实验发现,喷射环流反应器具有十分显著的放大效应。小塔(?200)与大塔(?500)中的全塔平均气含率存在很大差异:小塔的全塔平均气含率～气速关系曲线比大塔陡峭,低气速下小塔气含率低于大塔、较高气速下高于大塔。根据漂移通量法分析得到小塔中流型转变点在表观气速0.1 m·s~(-1)左右,在实验气速范围内只存在拟均匀鼓泡流;大塔中流型转变点在表观气速0.04 m·s~(-1)左右,随气速增大从拟均匀鼓泡流转变为湍动鼓泡流。喷射环流反应器比气升式环流反应器、一般鼓泡塔全塔平均气含率略低,但循环液速更大,适用于强化固体悬浮与混合的气液固三相反应过程。     

加压大型鼓泡床反应器内大小气泡气含率研究

在内径0.3m、高6.6m的加压鼓泡床反应器内采用床层塌落技术测量床层内的大小气泡气含率实验。由于大小气泡上升速度不同,床层塌落曲线存在一水平段,在此基础上,详细考察了表面张力、粘度、系统压力、表观气速对大小气泡气含率的影响,得出大气泡气含率随粘度和表面张力升高而升高,随压力升高而降低;小气泡气含率随粘度和表面张力升高而降低,随压力升高而升高;并根据质量守恒定理,进行了解释。     

浆液循环锥形鼓泡塔反应器的相含率研究

在浆液循环条件下，考察了以空气、水和石英砂为三相体系的锥形鼓泡塔反应器（Φ顶２００ｍｍ，Φ底１００ｍ，高３０００ｍｍ）中的相含率及固体颗粒浓度轴向分布。使用压降法和颗粒同步取样方法测量了不同表现气速（０￣０．１２５ｍ／ｓ），表现浆液循环速（０￣０．１５７ｍ／ｓ）以及固体颗粒浓度０￣１００ｋｇ／ｍ＾３下相含率分布，并用园柱床的一维沉降－扩散模型近似地描述了固体颗粒辆向浓度分布的规律。在此基础上，本文     

湍动浆态床流体力学研究（Ⅱ）轴向浆料速度的径向分布

对高气速、大塔径条件下的湍动浆态床轴向速度进行了实验测定,提出了简化的一维流体力学模型。实验结果表明：固含率对浆料速度的径向分布影响不明显;采用中心速度和塔径作为参考量,则不同条件下的量纲1流速分布相似;高气速下中心速度随塔径的变化可近似用Nottenkamper关联式描述。提出了一维流体力学模型预测浆态床液速分布,模型计算结果与实验数据符合较好,模型较好地反映了浆态床反应器内液速分布随表观气速、固含率及塔径变化的规律。     

湍动浆态床流体力学研究（Ⅰ）气含率及其分布规律

对高气速、高固含率、大塔径条件下的湍动浆态床平均气含率和气含率径向分布进行了实验测定,结合工业实验数据,归纳出可用于工业条件的气含率计算关联式,给出了简化的流体力学模型用于气含率分布的模拟。结果表明,浆态床气含率将随塔径增加而降低,固含率与塔径之间存在交互影响;同时,气含率的径向分布也随气速和塔径的增大而改变,存在明显的放大效应,简化模型能够较好地模拟实验结果。     

采用电阻层析成像技术测量气液加压鼓泡塔局部气泡参数

在内径0.3 m,高6.6 m的加压气液鼓泡塔反应器中,采用电阻层析成像技术(ERT)研究了空气-水体系中气泡群平均上升速度、局部气含率及其径向分布。在表观气速0.119~0.312 m s 1,压力0.5~2.0 MPa,考察了表观气速、压力对气泡群上升速度、局部气含率及其径向分布的影响。实验结果表明,鼓泡塔中局部气含率随着表观气速与压力的增大而增大,其径向分布呈现出中心高边壁低的分布特征,但整个截面的分布并非严格对称,在r/R=0~0.3,气含率变化较小,且极大值出现在该范围内;气泡群的局部上升速度随着表观气速的增大而增大,但是随着压力的增大而减小。     

高气速下鼓泡塔中气含率分布的测定

在内径476 mm的鼓泡塔内用压差法测定全塔平均气含率与表观气速的关系,进一步利用响应特性良好的双电导探针,考察了不同气速下局部气含率的分布规律。实验结果表明,利用探针法计算得到的全塔平均气含率值与压差法测定值平均误差仅为4.5%,表明探针法测量局部气含率的可靠性良好。实验还表明在高气速下,除分布板影响区外,局部气含率均类似抛物线型分布;随着气速增加,气含率分布趋于陡峭。以实验为依据,拟合了不同气速下(0.05~1.0 m/s)鼓泡塔中局部气含率的关联式,认为塔内局部气含率与径向位置、表观气速和塔径等因素有关。     

鼓泡床反应器内流动与传质行为的研究进展

总结了有关浆态鼓泡床反应器内流动、混合用气液传质特性的研究成果,详细地介绍了鼓泡床反应器内气含率、液速、液体轴向扩散系数、传质系数的测量方法,阐述了鼓泡床反应器性能的主要影响因素,如系统压力、温度、气体表观气速、液体性质及固含率等对流动、液相混合和传质特性的影响,并对鼓泡床反应器的应用前景进行了详述.     

升温鼓泡塔内有机溶液的气含率

以对二甲苯氧化为背景,在直径300 mm、高1.2 m、大直径多管式分布器升温鼓泡塔内,采用压缩空气为气相,自来水、醋酸、二甲苯(邻、间、对二甲苯混合物)为液相,在表观气速0.009~0.224 m/s、温度11~99℃范围内,系统地考察了气速、温度、溶液组成对气含率的影响. 结果表明,不同温度范围表观气速对气含率的影响程度不同,气速幂律指数n在常温下约为0.6,升温情况下减小为0.4~0.5,接近沸腾时n值仅为0.2. 温度对气含率的影响可分为远沸点与近沸点两个阶段,在前一阶段气含率随温度上升而缓慢升高,在后一阶段则迅速上升. 不同气速范围内临界温度不同,在0.009~0.045 m/s范围内临界温度为90℃,在0.072~0.18 m/s范围内临界温度为70℃. 水-醋酸体系的气含率随醋酸浓度的增大先升高后降低,最大值出现在浓度80%(w)左右;醋酸-二甲苯体系气含率低于相同浓度的醋酸-水体系;部分互溶水-醋酸-二甲苯三元体系气含率低于完全互溶体系. 综合考虑各因素对气含率的影响,给出了气含率关联式.