浸没循环撞击流反应器中的微观混合

Micromixing in the submerged circulative impinging stream reactor (SCISR) developed by the authors is investigated with the Bourne's reaction scheme. The values measured for the impinging velocity, u0, under the conditions of SCISR normal operation, only is of the order of 0.1m·s-1, are much slower than that inferred, suggesting low power requirement for operation. The values of the characteristic time constant for micromixing, tM, determined in the impinging velocity range of 0.184m·s-1 相似文献   

三股对撞式撞击流反应器微观混合性能研究

采用高速数码相机对三股对撞式撞击流反应器不同入口雷诺数下的流场特征进行了研究,并采用碘化物-碘酸盐平行竞争反应体系,考察了不同喷嘴直径下的入口雷诺数、不同溶液体积流量比对离集指数的影响。结果表明:入口雷诺数、溶液体积流量比对离集指数有明显的影响。增大入口雷诺数,三股流体高速撞击破碎成的液滴粒径逐渐减小,液滴雾化程度增加,离集指数减小,微观混合效果增加;增大体积流量比,溶液局部浓度增大,导致混合不均匀,离集指数增大。与传统撞击流反应器相比,三股对撞式撞击流反应器离集指数为传统撞击流反应器的2/5,表现出了较好的微观混合性能,更适用于不等溶液体积流量比的液液快速混合反应。     

三种反应器微观混合性能的对比

介绍了撞击流、旋转填料床和撞击流-旋转填料床三种反应器的原理;采用化学偶合法,对三种反应器的微观混合性能进行了实验测定与研究,结果表明,撞击流-旋转填料床反应器的微观混合性优于其它两种反应器。     

搅拌槽反应器内宏观和微观混合及过程强化

搅拌槽反应器广泛应用于石油、化工、制药、冶金等过程工业中,这些过程大都涉及复杂快反应,往往属于混合传递控制的多相过程,反应收率、产品分布和质量等与搅拌槽内流体流动和混合状况密切相关。通过研究各因素对混合产生的影响规律,可以指导搅拌槽的实际生产操作,以达到强化混合的目的。因此,对搅拌槽内宏观和微观混合特性的研究,对反应器的优化设计、工程放大和过程强化具有重要的意义。本工作从实验研究和数值模拟两方面对搅拌槽反应器内的宏观、微观混合及其过程强化的研究进展进行了综述,依据目前的研究现状及存在的问题,对今后的研究方向进行了展望。     

撞击流—旋转填料床反应器的微观混合性能研究

采用化学偶合法 ,对撞击流—旋转填料床反应器内微观混合进行了实验研究 ,得到了转速、喷嘴间距、射流速度及浓度等因素对离集指数Xs的影响规律 ,并对其进行了定性的分析。结果表明撞击流—旋转填料床反应器中微观混合能被极大地强化 ,可成为适合快速反应新型反应设备     

外循环撞击流反应器微观混合性能研究

在有效容积为160 L的外循环撞击流反应器(ECISR)内,以酸碱中和与氯乙酸乙酯水解的平行竞争反应为工作体系,对反应器内微观混合性能进行了研究,考察了不同的进料时间、进料位置、循环流量对该平行竞争反应副产物分布的影响,通过副产物收率即离集指数X Q的变化来表征微观混合的效果。研究结果表明:撞击区上部(400mm)进料微观混合效果最好,反应器顶部最差;当进料位置和循环流量不变时,进料时间达40 min以上,X Q不再随进料时间的延长而降低;循环流量达到6 000 L/h时,微观混合效果最佳,再升高循环流量微观混合提升已不明显。     

化学反应器中微观混合模型研究进展

详细介绍了微观混合模型的发展历程,指出经验模型的缺陷和机理模型的合理性,并就目前这些模型的实际应用进行了总结,提出了关于微观混合研究领域的见解,为从事微观混合研究的学者们提供重要参考。     

搅拌槽内非牛顿流体的微观混合特性

在直径为0·476m的搅拌槽内,分别选用三窄叶翼型搅拌桨和标准六直叶涡轮搅拌桨,采用羟乙基纤维素(HEC)水溶液非牛顿流体作为工作体系,以改进的硫酸铜沉降反应与氯乙酸乙酯水解反应的平行竞争反应作为研究微观混合的反应工作体系,在质量分数为0·1%~0·5%的HEC水溶液中,排除硫酸铜副反应的影响,利用铜离子质量浓度与可见光吸光度的线性关系,考察了进料时间、搅拌转速、溶液黏度、流体的非牛顿性以及搅拌桨类型等因素对副产物收率(XQ)的影响规律。结果表明,当进料时间超过临界进料时间3500s后,X_Q不再改变;随着搅拌转速的增加,X_Q减小,但其减小的趋势逐渐变缓;在相同转速下,X_Q随着流体黏度的增加而增加,但增加的趋势有所减缓;对于黏性流体不能仅仅采用雷诺数作为放大准则;在相同的能量耗散速率及桨叶区进料的情况下,Damkohler准数较大的标准六直叶涡轮搅拌桨的X_Q较小。     

撞击流混合器微观混合性能的研究

撞击流混合器是一种新型的微观混合器,今研究了T型直流对撞(IS)、锥形对撞(CIS)、直流旋撞(VS)和二次旋流旋撞(TVS)四种结构的撞击流混合器的微观混合性能。然后以Villermauxu/Dushman快速平行竞争反应测定混合器的离集指数Xs,并考察了流体流速、流体流速比和混合器结构对离集指数的影响。混合器混合效果用离集指数来衡量,离集指数越小混合效果越好。结果表明:其余工艺条件相同的情况下,流体流速越大,离集指数Xs愈小;两股流体流速比越小,离集指数Xs愈小;喷嘴进口管道直径越小,离集指数Xs愈小。锥形的比直线形的、旋流比直接撞击流混合效果要好,而且旋流使物料在混合器中的停留时间延长;根据实验数据模拟计算,T形撞击流微混合器的微观混合时间在1 ms数量级;用Fluent 6.2.1商业软件模拟计算了混合器内的流场分布情况,发现模拟计算结果和实验结果基本吻合。     

间歇搅拌反应器的微观混合特性

<正> 1 引言 微观混合是指流体分子尺度上的混合,而化学反应过程又是反应物分子间相互有碰撞作用的过程,微观混合对搅拌槽内进行化学反应有直接影响,因此开展对间歇搅拌反应器微观混合状况的研究十分必要。但微观混合的机理和模型较复杂,测定方法较困难,过去20年来集中于机理与模型研究,实际应用报道较少。本文对乙酸乙酯不可逆二级皂化间歇反应器中搅拌转速、介质粘度对微观混合状况的影响进行研究。 2 微观混合状态的描述 2.1 微观混合模型概述 从Danckwerts提出一整套混合统计概念和微观混合的2种极限理想状态后,许多研究者力求把这2种状态结合起来描述实际的微观混合状态,并通过大量实验,从工程和机理角度提出了不少微观混合模型。但这些工程模型都是单参数模型,经湍流类比分析,其微观混合参数都与理想混合时间有关,具有共同的结构特征。     

化学偶合法研究IS-RPB反应器微观混合特性

以α-萘酚与对氨基苯磺酸重氮盐之间的串联竞争偶合生成单偶氮和双偶氮的反应为测试体系,研究了超重力因子、喷嘴初速、浓度、撞击间距、填料等参数对撞击流-旋转填料床(IS-RPB)反应器离集指数和微观混合时间的影响规律,得出适宜的操作参数。在相近的操作条件下,对比了IS,RPB,IS-RPB 3种反应器的微观混合性能。实验结果表明:IS-RPB反应器秉承了IS反应器和RPB反应器的优点,其微观混合性能明显优于IS和RPB等反应器,是一种具有应用潜力的新型设备。     

液体连续相撞击流强化过程特性及相关技术装备的研发和应用

液体连续相撞击流（LIS）具有高效微观混合、强烈压力波动和促进过程动力学等对分子尺度过程极有价值的性质。本文在浸没循环撞击流反应器（SCISR）中深入研究了这些性质及其规律,进行了反应-沉淀法制取多种“超细”和纳米材料的实验,制得粒径更细小、分布更窄、形貌可控的超细粉体;研发了“无旋立式循环撞击流反应器”等多种基于应用LIS的反应、结晶技术装备并已付诸应用;描述了这些装备的流动结构、工作原理和工业应用情况。     

基于制备超细复合含能材料的对置受限式撞击流反应器微观混合性能

由于对置受限式撞击流反应器较高的传热及混合效率,能够制备出粒径小、均匀且分布范围窄的超细颗粒。本文采用碘化物-碘酸盐平行竞争反应体系研究入射速度、结构尺寸对对置受限式撞击流反应器微观混合效果的影响规律,并将混合腔尺寸同等比例放大一倍进行对比研究。结果表明,随着入射速度的增大,离集指数减小,微观混合效果提高。喷嘴间距与喷嘴直径比的增大使得离集指数增大,微观混合效果降低。离集指数随着混合腔高度、混合腔出口尺寸的增大呈现先增大后减小的趋势,且混合腔高度对混合效果的影响较混合腔出口尺寸显著。将对置受限式撞击流反应器混合腔尺寸扩大一倍,离集指数增加到原来的2.4倍,微观混合效果显著下降,但是在较大入射速度下,两种结构的混合效果差距减小。研究结果可为纳米复合含能材料的制备提供高效、安全的技术支持。     

装填不同填料的管式反应器的微观混合性能

采用碘化物-碘酸盐平行竞争反应为工作体系,以离集指数（X_S）表征微观混合性能,实验考察了Reynolds数Re、物料体积流量比对装填扁环填料和网架填料的管式反应器的微观混合性能的影响及离集指数在管式反应器轴向、径向的分布。结果表明,X_S随着Re的增大而下降,而物料体积流量比的增加会导致X_S增加,相同条件下网架填料的X_S小于扁环填料,离集指数在轴向上呈现先明显降低后基本不变的趋势。在实验研究的基础上,利用团聚模型计算装填网架填料的管式反应器的微观混合时间（t_m）为4.82~2.27 ms。与扁环填料对比,网架填料最小值（2.27 ms）低于扁环填料的最小值（2.73 ms）,同时二者均小于空管的最小值（3.79 ms）,表明装填填料可以改善管式反应器的微观混合性能,网架填料的微观混合性能略优于扁环填料。