气液液三相体系中的气液传质特征

选取CO2-K2CO3/KHCO3为吸收体系,次氯酸钠为催化剂,甲苯、异戊醇为第2液相,应用Danckwerts图来同时确定液侧传质系数KL和界面面积a,通过实验研究了分散第2液相的加入对气液传质的影响。实验结果表明,随着分散相体积分数φ(1%—10%)的增大,或分散相形成的液滴直径的减小,以及传质组分在分散相和连续相中溶解度的比值m(即传质组分在实验体系的分配系数)增加,或在二相间的相对扩散系数增加时,可显著增强气液传质,为气液液三相体系的系统化研究提供了实验依据。     

气液液三相精馏传质性能研究进展

介绍了气液液三相精馏塔板传质性能研究的进展情况,讨论了气速、液气比等操作条件,表面张力、界面张力、液体的粘度或分散粘度、密度和相对挥发度等物系性质以及油水体积比等多种参数对传质效率的影响,探讨了第二液相的存在对传质的影响,文中的许多观点和建议对于优化精馏塔的设计具有重要的指导意义。     

气液固微型流化床的气液传质系数

气液固微型流化床兼具微流控系统和宏观流化床的优点,具有潜在的工业应用价值,但是,其应用基础研究十分缺乏。采用床径为1.6、2.0、2.4 mm的微型流化床,平均粒径为160、190、220 μm的玻璃珠,以NaOH水溶液吸收CO₂气体为气液传质研究物系,在三相流动研究的基础上,考察了表观气速、表观液速、床径、粒径等对三相微型流化床气液体积传质系数的影响。结果表明：给定其他条件,增加表观气速和表观液速,均使气液体积传质系数增大;表观气速主要改变气含率和气液相界面积,而表观液速主要改变液相传质系数;床径减小,气液相界面积和气液体积传质系数都有所增加;在气液两相微型鼓泡塔中加入固体颗粒,形成三相分散鼓泡流型,当其固含率在0.15~0.30范围内,可显著增强气液传质,其气液体积传质系数是气液微鼓泡塔的1.1~1.5倍;与宏观流化床相比,相同条件下微型床的相界面积为它的5~10倍,是微型流化床具有更大体积传质系数的主要影响因素。     

气液固微型流化床的气液传质系数

气液固微型流化床兼具微流控系统和宏观流化床的优点,具有潜在的工业应用价值,但是,其应用基础研究十分缺乏。采用床径为1.6、2.0、2.4 mm的微型流化床,平均粒径为160、190、220 μm的玻璃珠,以NaOH水溶液吸收CO₂气体为气液传质研究物系,在三相流动研究的基础上,考察了表观气速、表观液速、床径、粒径等对三相微型流化床气液体积传质系数的影响。结果表明：给定其他条件,增加表观气速和表观液速,均使气液体积传质系数增大;表观气速主要改变气含率和气液相界面积,而表观液速主要改变液相传质系数;床径减小,气液相界面积和气液体积传质系数都有所增加;在气液两相微型鼓泡塔中加入固体颗粒,形成三相分散鼓泡流型,当其固含率在0.15~0.30范围内,可显著增强气液传质,其气液体积传质系数是气液微鼓泡塔的1.1~1.5倍;与宏观流化床相比,相同条件下微型床的相界面积为它的5~10倍,是微型流化床具有更大体积传质系数的主要影响因素。     

超临界条件下甲醇合成的气液传质系数测定

以液体石蜡为惰性液相载体,正己烷为超临界介质,合成气制甲醇为研究体系,测定了超临界条件下三相浆态床中甲醇合成的气液传质系数。在反应温度238℃、合成气分压3.7 MPa、气体空速2744 h^-1条件下,通过不断增加催化剂浓度提高气液传质阻力和反应阻力的相对大小,采用外推法获得完全处于气液传质控制下的气液传质系数。计算结果表明：催化剂浓度对CO的气液传质系数的影响较大,而对CO₂的气液传质系数的影响较小;液相条件下CO、CO₂的气液传质系数分别是0.161、0.03 s^-1,而超临界三相甲醇合成中CO、CO₂的气液传质系数分别是0.199、0.042 s^-1,说明三相浆态床甲醇合成中引入超临界流体利于气液传质,验证了超临界介质中三相甲醇合成的优越性。     

气液固三相环流反应器的研究进展

综述了气液固三相环流反应器的类型及工作原理、气液固三相环流反应器的特性参数(气含率、固含率、循环液速、液相体积传质系数、轴向分散系数)的测量方法和影响因素，介绍了特性参数的数学模型。并对现有模型进行了评述。对今后的研究提出一些建议。     

汽—液—液三相与汽—液两相塔板效率比较

本文通过小型精馏塔及600×150 mm~2矩形模拟塔的实验,对比研究了气(汽)-液两相和气(汽)-液-液三相的塔板效率。并就物系性质(表面张力梯度、液体粘度或分散粘度),两液相体积比,气速及操作工况对传质的影响进行了研究。提出三相传质和两相传质差异的主要因素,得出估算三相精馏塔板效率的关联式。     

第三相的加入对气液传质过程的影响

系统地介绍了气液传质过程中,固体小颗粒或第二分散液相(有机相)所形成的第三相的加入对传质过程的影响.分别论述了在不同的气-液接触器(搅拌釜、鼓泡塔)中,固体小颗粒和第二分散液相的加入对体系的传质系数、传质速率及界面面积等的影响,叙述并讨论了传质机理及模型的最新进展.     

气液传质理论研究进展

文内对气液传质的理论研究进行了评述，并预测了未来的发展方向     

在搅拌器中油水乳状液的气液传质

选取CO2为气相,苯/辛烷-水乳状液为液相,通过难溶气体的吸收实验,研究了在带有气体分布器的三相混合吸收装置中分散液相对气液传质的增强作用。实验结果表明,传质增强因子随能量输入的增大而增大,且分散相形成的液滴较小时,在膜内停留时间里小液滴对气液传质有增强作用。分析了"传输机理",总结出增强气液传质的本质在于分散液相通过吸收作用改变气液界面液侧组分浓度梯度,并在此基础上提出了新的描述分散液相增强气液传质的解释。     

三相循环流化床中的气液相界面积和传质系数

采用溶氧法测量了三相循环流化床中液相溶氧浓度的轴向分布,并按轴向扩散模型处理实验数据,优化得到气液体积传质系数kLa,同时用光纤探头测量了体系中的气含率和气泡大小分布,计算得到了气液相界面积a和气液传质系数kL,并研究了主要操作条件(表观气速、表观液速和固含率)对气液传质系数的影响规律.     

IONIC MASS TRANSFER IN THREE-PHASE FLUIDIZED BEDS IN THE PRESENCE OF DISC PROMOTERS

Three-phase fluidized beds have wide applications in process industries. The present investigation is carried out to identify the enhancement of ionic mass transfer coefficients due to the presence of a disc promoter in a three-phase fluidized bed. A diffusion-controlled electrode reaction—reduction of ferricyanide ion—was employed to obtain mass transfer coefficient data. The mass transfer coefficient data were obtained by varying the geometric variables of the disc promoter (disc diameter, disc spacing) and dynamic variables (superficial liquid velocity, superficial gas velocity). The effect of particle diameter was also investigated. The investigations revealed that the mass transfer coefficients were enhanced with decreased disc spacing, increased disc diameter, increased superficial gas velocity, increased superficial liquid velocity, and increased particle diameter.     

以非晶态合金催化剂SRNA-4为固相的气液固磁稳定床的界面传质研究

1 INTRODUCTION Magnetically stabilized beds (MSB) exhibit an unique combination of packed-bed and fluidized-bed properties. Gas-liquid-solid (G-L-S) three-phase MSB has recently attracted more attention in the field of biotechnology processes (such as bioseparation or immobilized enzyme systems) and chemical engi- neering(such as the hydrogenation reaction system). The interphase mass transfer behavior plays an im- portant role in the optimal operation of practical MSB. However, many…     

射流鼓泡反应器中液相体积传质系数的测定

羰基合成反应一般采用射流鼓泡反应器,该类反应器气液混合的方式采用射流而非机械搅拌,其主要优点是结构简单、制作简便、维护费用低。研究该类型反应器的传质系数对于其设计、优化及放大操作均具有重要意义。本研究采用缩颈式圆形喷嘴,以动态溶氧法对射流鼓泡反应器内的液相体积传质系数进行测定,考察了表观气速、射流雷诺数对液相体积传质系数的影响。研究发现,随气速增大液相体积传质系数的变化规律为先增大而后保持不变。维持表观气速不变,随雷诺数增加液相体积传质系数增大,但当表观气速小于0.0012 m/s时,雷诺数对传质改善较小。建立了液相体积传质系数的经验关联式,当气体输入功率占总功率56%时,液相体积传质系数最大,气体鼓泡和液体射流的协同作用最强。     

有无静态混合器时的机械搅拌气升式环流反应器传递特性研究

The mechanically stirred internal loop airlift reactors equipped with or without static mixers are devised for intensification of gas-liquid mass transfer rate. The influences of superficial gas velocity, agitation or static mixers on gas hold-up, mixing time, liquid circulating velocity and volumetric mass transfer coefficient have been investigated with tap water and carboxymethyl cellulose (CMC) aqueous solution. The experimental results indicate that mechanical agitation is more efficacious than static mixer in highly viscous media for improving mass transfer in airlift reactors. The empirical correlation of volumetric mass transfer coefficient with apparent viscosity, and energy consumption for mechanical agitation and aeration is developed.     

鼓泡反应器中幂律型流体流动与传质特性

很多废水处理装置涉及非牛顿型流体中的多相流动和传质问题,研究其中的气液传质过程有助于实现装置的优化设计和高效节能运行。以鼓泡反应器内清水和不同质量分数的羧甲基纤维素钠（CMC）水溶液为实验对象,分别研究气相表观气速和液相流变特性对气泡尺寸分布、全局气含率和体积氧传质系数的影响。实验结果表明,液相的流变特性对其传质特性参数均有较大影响。与清水相比,CMC水溶液中气泡平均直径和分布范围更大;清水和CMC水溶液的全局气含率均随表观气速的增加而增大;CMC水溶液的体积氧传质系数随CMC水溶液质量分数的增加而减小。基于实验研究,得出修正的体积氧传质系数公式和适用于幂律型非牛顿流体流动体系氧传递过程的无量纲关联式,可很好地实现非牛顿流体流动的废水处理装置中气液传质参数的计算。     

三重环流生物流化床的流体力学与传质特性

从气相含率,液体循环速度和体积氧传质系数方面研究自行设计新型结构的三重环流生物流化床的流体力学与传质特性。流化床反应器的有效体积２３Ｌ,实验条件是以空气为气相,水为液相,树脂为固相,固含率分别为０％,３％,６％和９％。实验结果表明,气相含率是影响反应器流体力学和传质特性的主要因素,气相含率增大可降低液体循环速度,增大体积氧传质系数。     

Experimental determination of gas holdup and volumetric mass transfer coefficient in a jet bubbling reactor

The hydrodynamics and mass transfer characteristics of a lab-scale jet bubbling reactor(JBR) including the gas holdup, volumetric mass transfer coefficient and specific interfacial area were assessed experimentally investigating the influence of temperature, p H and superficial gas velocity. The reactor diameter and height were 11 and 30 cm,respectively. It was equipped with a single sparger, operating at atmospheric pressure, 20 and 40℃, and two p H values of 3 and 6. The height of the liquid was 23 cm, while the superficial gas velocity changed within 0.010–0.040 m·s~(-1) range. Experiments were conducted with pure oxygen as the gas phase and saturated lime solution as the liquid phase. The liquid-side volumetric mass transfer coefficient was determined under unsteady-state oxygen absorption in a saturated lime solution. The gas holdup was calculated based on the liquid height change, while the specific interfacial area was obtained by a physical method based on the bubble size distribution(BSD) in different superficial gas velocities. The results indicated that at the same temperature but different p H, the gas holdup variation was negligible, while the liquid-side volumetric mass transfer coefficient at the p H value of 6 was higher than that at the p H = 3. At a constant p H but different temperatures, the gas holdup and the liquid-side volumetric mass transfer coefficients at 40℃ were higher than that of the same at 20℃. A reasonable and appropriate estimation of the liquid-side volumetric mass transfer coefficient(kla) in a pilot-scale JBR was provided which can be applied to the design and scale-up of JBRs.