自吸式反应器气液传质实验研究和CFD模拟

对一种自吸式反应器的气液分散性能进行了实验研究,并采用计算流体力学(CFD)ANSYS CFX中对自吸式反应器在600,800,1 000,1 200 r/min 4种转速条件下气液二相流的流场、局部气含率及整体气含率进行了数值模拟,并采用Higbie溶质渗透模型模拟研究了反应器的容积传质系数。研究结果表明:气液二相流场与高速摄像机拍摄的结果相同,成对称分布;自吸式反应器的局部气含率分布均匀,上下分布良好,整体气含率的模拟结果与实验结果一致,实验值和模拟值误差为5.1%;局部容积传质系数分布良好,气体出口附近较好,容积传质系数模拟值与实验值变化趋势一致。     

喷射自吸式生化反应器临界吸气条件的研究

本文对喷射自吸式生化反应器的临界吸气条件进行了研究。根据能量守恒定律,建立了临界吸气条件的数学模型。获得了临界喷射压力和临界喷射液速的计算公式,实验结果与计算值得到了较好的吻合。     

撞击流微反应器气液传质研究

在T型对撞反应器的基础上,对其结构进行改进,设计了旋流锥型对撞、T型旋撞和旋流锥型旋撞(二次旋转)3种撞击流反应器。用化学吸收法测量了这几种不同结构的微反应器在气液二相逆流接触条件下平均相界比表面积α及液相吸收传质系数kL;进而分析了反应器进口结构、尺寸和流体流量等条件对传质性能的影响。结果表明:旋撞比直撞的传质系数大,二次旋撞的比一次旋撞的传质系数要大;撞击区进口尺寸越小,气液流体的流量越大,反应器的传质系数越大;液相传质系数较常规气液接触设备的至少高1—2个数量级,其传质强化的原因主要源于微反应器内相界比表面积大幅度地增加。     

自吸气环流反应器气液传质的研究

本文应用改进的亚硫酸钠氧化法测定了自吸气环流反应器的气液比表面(α)和液相传质系数(K_L)。遵照实验观察,把整个反应器分为三个流动区域;根据各区域的流动机理建立了计算体积传质系数(k_La)的数学模型。应用所提出的数学模型,对自吸气环流反应器的放大方法进行了讨论。     

三相机械搅拌反应器气液传质

由空气-水、液体石蜡-细颗粒黄沙、石英砂、催化剂构成三相体系,常压下在表观气速0.10×10^-2～1.5×10^-2cm•s^-1 、固体浓度为0～0.34 g•ml^-1溶剂、搅拌转速450～1500 r•min^-1的实验条件下,采用溶氧仪研究了三相机械搅拌反应器的气液传质特性,考察了操作参数和液体性质、颗粒粒径及密度等物性因素对液相容积传质系数k_La的影响,用改进的高斯-牛顿法进行参数估值,得到k_La与上述因素的量纲1关联式,统计检验表明,所得量纲1关联式与实验值拟合情况良好,可为后续搅拌反应釜中三相淤浆床甲醇合成过程分析与模拟提供传质基础数据.     

喷射式气-液反应器传质特性的研究

为改善鼓泡塔的传质性能,气体和液体以喷射形式进料,这是喷射式气-液反应器的显著特征。本文对这种反应器的传质特性进行了实验测定和计算,着重考察了喷射对全塔传质效果的影响。研究结果表明,反应器内明显地存在着两个不同的区域,即喷射区和主体区。而且,喷射区的传质作用十分强烈,其传质系数K_Lα比一般鼓泡塔或搅拌釜高出1～2个数量级。     

气提式反应器中气液传质的初步研究

研究气提式环流反应器(通称Pachuca tank)中的气液相间传质,对于评价其作为气液反应器的应用价值,对于进一步研究气提式气液固三相反应器的宏观动力学过程、建立数学模型,都是十分必要的,但迄今文献中研究气提式反应器氧化反应动力学的结果,     

定-转子反应器气液传质特性实验研究

采用氮气-水脱氧体系,在转子转速为300～1450 r·min-1、水流量为0.75～2.0 m3·h-1、氮气流量为1.5～4.0 m3·h-1的实验条件下,研究了定-转子反应器(RSR)的气液传质特性,初步考察了操作参数及结构参数对RSR气液传质性能的影响.实验结果表明:液体出口氧含量随转子转速(N)、气体流量(Gv)的增加而降低,随液体流量(GL)的增加而升高,液相体积传质系数(kxa) 随N,GL和GV的增加而增大.结构参数对定-转子反应器的气液传质特性具有显著的影响,定-转子反应器内部的转子层数越多,传质单元数NTU越大,传质效果越好.最后采用因次分析法推导出了定-转子反应器液相体积传质系数关联式,且进行了统计检验,所得关联式与实验数据拟合较好.     

上流式反应器气液相间传质特性的实验研究

上流式反应器设置在固定床渣油加氢反应器前有利于提高渣油原料适用性,延长装置运行时间。实验研究了上流式反应器气液相间传质,采用五齿柱形氧化铝催化剂模拟工业催化剂颗粒,水溶液模拟渣油,空气模拟氢气,采用无氧水物理吸收和亚硫酸钠化学吸收的方法,测定了在高气液比的条件下上流式反应器床层气液相间传质特性实验。考察了表观气速、表观液速、填料粒径、内构件、催化剂级配和床层高径比对液相体积传质系数和气液相界比表面积的影响规律。实验数据表明,液相体积传质系数随着气、液速的增大而增大;随填料颗粒增大而减小;在床层内安装合适的内构件或增大反应器高径比,能够促进气液相间传质。基于实验数据拟合了适合上流式反应器液相体积传质系数和气液相界比表面积的经验关联式,拟合误差最大分别为12%和24%;表明所建气液相间传质的经验关联式能更好地预测上流式反应器中的气液相间传质特性。     

偏氟乙烯聚合反应器气液传质特性的研究

采用纯氧物理吸收法在直径为300mm的有机玻璃釜中测定气液容积传质系数KLa。研究了桨型、装料高度、桨叶位置及桨叶直径对KLa的影响。结果表明,随着液深的增加或桨叶安装位置的提高,KLa值下降;而桨径增加,KLa值增加。     

上流式反应器气液相间传质特性的实验研究

上流式反应器设置在固定床渣油加氢反应器前有利于提高渣油原料适用性,延长装置运行时间。实验研究了上流式反应器气液相间传质,采用五齿柱形氧化铝催化剂模拟工业催化剂颗粒,水溶液模拟渣油,空气模拟氢气,采用无氧水物理吸收和亚硫酸钠化学吸收的方法,测定了在高气液比的条件下上流式反应器床层气液相间传质特性实验。考察了表观气速、表观液速、填料粒径、内构件、催化剂级配和床层高径比对液相体积传质系数和气液相界比表面积的影响规律。实验数据表明,液相体积传质系数随着气、液速的增大而增大;随填料颗粒增大而减小;在床层内安装合适的内构件或增大反应器高径比,能够促进气液相间传质。基于实验数据拟合了适合上流式反应器液相体积传质系数和气液相界比表面积的经验关联式,拟合误差最大分别为12%和24%;表明所建气液相间传质的经验关联式能更好地预测上流式反应器中的气液相间传质特性。     

气液喷射反应器内液滴粒径分布PLIF研究

气液喷射反应器是一种高强度反应器,反应器内部液滴粒径大小和分布对反应收率和选择性具有决定性影响。本文建立了气液喷射反应器内液滴粒径分布测量实验装置,并利用面激光诱导荧光（PLIF）技术对气液喷射反应器内液滴粒径分布进行了研究,得到不同气液流率情况下的液滴粒径的分布规律,结果显示：液相流率不变时,随气相流率的增大,反应器内液滴平均粒径逐渐减小,分布范围变小; 气相流率不变时,随液相流率的增大,液滴平均粒径逐渐减小,粒径分布趋于集中。     

一种新型气液反应器流体力学与传质性能研究

为强化气液两相传质,研制出一种新型的气液反应器,即转鼓反应器。对其流体力学特性和传质性能分别进行了研究。采用体积法和脉冲法测定了不同条件下的气含率和停留时间分布;采用空气-水脱氧体系,研究了该反应器在不同条件下的体积传质系数。结果表明,该反应器液相接近于活塞流;气含率随转速N、气量QG的增大而增大;体积传质系数KLa随转速N和气量QG增大而增大,而液量QL变化对其影响不大。     

不同内部结构定-转子反应器气液传质实验研究

采用氮气-水脱氧实验体系,在常温常压下、转子转速(N)为500～1450 r·min-1、水流量(L)为0.1～0.5 min3·h-1,气量(G)为0.2～1.0 m3·h-1的条件下考察了不同内部结构对定-转子反应器传质性能的影响,建立了液相体积传质系数关联式,计算结果与实验结果拟合较好.研究结果表明:不同的内部结构定.转子反应器内,液相体积传质系数KXa均随着液量、气量、转速的增大而增大,脱除率ε随着气量、转速的增加而增大,随着液量的增加而降低.但相比较而言,SS-RH和SC-RH这两种组合的定.转子反应器传质性能较好.     

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.     

气液喷射式环流反应器气含率及传质比表面积的研究

研究了气速、液速对喷射式环流反应器气-液传质比表面积以及全塔、导流管和环隙部分的平均气含率的影响。提出将喷射式环流反应器中传递性能参数随操作条件的变化规律进行分区研究可简化放大过程。根据实验数据和文献数据,获得了计算敏感区域全塔平均气含率(?)和气液传质比表面积a_R的关联式: (?)=7.18×10~(-4)U_g~(0.55)Re_1~(1.24)D~(-0.64) a_R=644U_(g)~(0.44)(ρ_L/V_R)~(0.46)     

自吸式气液搅拌槽气液分散性能的实验研究

本研究在CFD数值模拟基础上,对双层桨自吸式搅拌槽有定子(自吸分散)和无定子(表面充气分散)两种情况进行性能研究.深入研究了不同桨型组合的气体吸入临界转速、功率准数、气含率和氧传递等性能.结果表明,在搅拌介质中,六直叶圆盘桨和六叶上斜叶桨在自吸分散时具有较好的吸气量和气液两相之间的传质性能.     

三相喷射反应器中液-固传质——放大效应

S.V.Jadhav 和 Y G.Pangarkar 报导了他们在关于三相喷射反应器中液-固传质放大效应方面所做的较系统的研究工作。研究结果表明:(1)液-固传质系数 K_(sL)对粒径 d_p 的依赖关系不受反应器放大的影响;(2)K_(sL)随反应器直径 D_c 的增大而增大,且 K_(sL)∝(D_c)~(0.29);(3)在较高粘度液体中(S_c=59054),当气速提高到一定值时,K_(sL)趋向于一常数值。作者对上述结     

喷射反应器内气液两相流体动力学特征

喷射反应器是一种重要的化工过程强化设备,可有效强化传质与传热过程、加快反应速率、提高反应产率,近年来在多个领域得到应用。本文对两种典型喷射反应器的结构及其工作原理进行了描述,系统地分析了各操作参数和结构参数对气体吸入量和气泡直径的影响规律,指出研究气体吸入和气泡破碎两种机制的必要性。对采用计算流体力学方法模拟喷射反应器内气液两相流进行了分析,指出Mixture模型适合研究气体吸入量,无法准确描述气泡运动和破碎这两个重要过程,提出采用计算流体力学与群体平衡模型结合的方法进行模拟,关键在于建立适合喷射反应器的气泡破碎频率模型。另外,结合工业应用的实际情况,强调了加入催化剂颗粒相的多相流分析对于指导工业应用的重要意义。