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.     

气升式生物反应器内高粘性介质中气-液传质的研究

在直径为100mm,高3000mm 并有内径为2mm 单喷嘴的气升式外循环生物反应器内,以藻酸钠溶液为高粘度模拟介质,在较广泛的操作条件下,实验测定了反应器内液体的循环时间、平均气含率、局部气含率及氧的体积传质系数随介质粘度、表观气体速度的变化。并对实验结果进行了经验关联。     

定-转子反应器传热特性

采用蒸汽-水体系,在转子转速为400～1400 r·min^-1、水流量为0. 1～0. 5 m³·h^-1、蒸汽充足的实验条件下,研究了定-转子反应器(RSR)的传热特性,初步考察了操作参数对RSR液体分布的影响。实验结果表明：总传热系数随着转速的升高而增大,随着液量的增加而增大但增幅减小。小流量（0.1～0.3 m³·h^-1）与低转速（400 r·min^-1）时,温升不均,表明液体分布不均。最后采用因次分析法推导出定-转子反应器总传热系数关联式,且进行了统计检验,所得关联式与实验数据拟合较好。     

喷射式气,液反应器在空气—水系统中的传质特性

在对喷射式气、液反应器中复杂的流动行为进行简化和假定的基础上,导得了传质模型,并以空气-水系统进行实验研究。用光电毛细管法测定喷射管内气泡平均直径 d_(32)和比表面积 a,用氮气解吸水中溶解氧的方法获得体积传质系数 k_La,以确定传质模型中的有关参数。实验获得如下结果:α=9.18×10~2β~(0.74)e~(0.372),k_Lα=0.7206β~(0.88)e~(0.492)。其结果与理论分析较接近,可作为喷射式气、液反应器设计参数。     

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。     

定-转子反应器制备纳米碳酸钙

结合定-转子反应器的结构及特点,提出了定一转子反应器制备纳米碳酸钙的新工艺。采用Ca(OH)2-H2O-CO2多相反应体系,考察了气液逆流及并流操作对碳化反应时间的影响。XRD分析结果表明产品为方解石型碳酸钙;通过TEM观测可知,产品为平均粒径50-60nm的立方形纳米碳酸钙。     

气-液-液萃取传质效率的研究

在液-液萃取过程中,提高分散相的表面更新速率可有效提高萃取的传质效率.研究发现,在萃取过程中使用气体搅拌可以增加液液之间的接触面积,促进液相内的湍动和循环.据此,本文在气-液-液萃取条件下对不同填料的传质性能进行了测定.实验表明,通入气相后分散相液滴呈现稳定的“油包气”空心状态,这种结构大大降低了分散相液滴的传质层厚度,减小了传质距离,极大地强化传质效率.在适宜气速下,气-液-液萃取效率较传统萃取效率提高20％～40％.通过与散装填料对比,发现规整填料更利于强化萃取效果,传质效率提高约50％.     

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。     

多相机械搅拌气升式环流反应器中的气液传质

由空气水玻璃珠（ρ＝２６３０ｋｇ／ｍ３,ｄｐ＝２５μｍ）构成三相体系,在内置机械搅拌桨的内循环反应器中进行实验。实验条件：表观气速Ｕｇ０．５～１９．０ｃｍ／ｓ,固含量εｓ１％、２％、４％（质量分数）,搅拌桨速度为０～１２００ｒ／ｍｉｎ。结果表明总体积传质系数ＫＬａ随气体表观气速和搅拌速度增加而增加。总能量耗散速率同时受通气能量耗散速率与搅拌机械能量耗散速率的影响。搅拌转速一定时,搅拌机械能量耗散速率随表观气速的增加而下降。从能量角度考虑,表观气速和搅拌速度的选择应有一个良好的匹配。存在固体颗粒时,传质系数ＫＬａ与传质界面面积ａ均得到改进。对于２５μｍ玻璃珠体系,ＫＬａ值随固含率变化,其最大值的产生在２％固含率左右,固含率继续增加,则ＫＬａ降低。最后对ＫＬａ固含率及能量耗散速率作了关联。     

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。     

立式聚合釜气液传质特性的研究

本文旨在开发新一代聚四氟乙烯立式反应釜。分别在纯水-氧、乳化剂水溶液-氧两个体系中,用纯氧物理吸收法测定了H/D=1.27的釜的传质容量系数K_La,分析了两体系K_La差别的原因,并对实验结果进行了关联。研究表明,水体系的K_La,是乳液体系的2.5倍,桨型、安装位置等参数对传质有明显影响。在H/D≤1.27的釜中以单层三叶船舶推进器为最佳桨型。     

循环浆态床气液传质系数的研究

以空气-水-玻璃微珠和空气-石蜡油-玻璃微珠两种三相系统为研究对象,在常温常压下分别考察了液体介质的粘度等物性因素,表观气速、固含率、液体循环量等操作因素,气体分布器、分隔板等结构因素对循环浆态床反应器气液传质特性的影响.实验结果表明,气液传质系数随表观气速的增加而增加,随液体粘度和固含率的增大而减小,当表观气速和固含率增加到一定程度后,传质系数趋于稳定;低气速下,玻璃烧结板的传质效果较好,而较高气速时,多孔板和新型锐孔分布器的传质效果较好;分隔板能显著增大气液传质系数.对多孔板分布器实验数据进行了拟合,得出气液传质系数的经验关联式,关联式计算值与实验结果吻合良好.     

浆态鼓泡床反应器气液传质特性的研究进展

本文总结了有关浆态鼓泡床反应器气液传质特性的研究成果。详细地阐述了主要影响因素如系统压力、温度、气体表观气速、液体性质,固体浓度及其物性等对传质特性的影响,并对浆态鼓泡床传质模型进行了归纳介绍,最后对反应器未来的研究方向进行了预测。     

搅拌反应器中氧气 - 正癸烷 - 水溶液体系的气液传质实验

用亚硫酸钠氧化法测定了机械搅拌高压釜中氧气-亚硫酸钠溶液体系、氧气-正癸烷-亚硫酸钠溶液体系和氧气-正癸烷-亚硫酸钠溶液+表面活性剂体系的气液体积传质系数(k La).研究了搅拌转速、搅拌桨高度、有机相与水相体积比和表面活性剂浓度对k La的影响,得到了经验关联式.k La随有机相体积分率和表面活性剂浓度的增大而降低,随搅拌转速、搅拌桨高度与液相高度比的增大而增大.     

鼓泡塔反应器中乙烯-苯体系气液传质系数的测定

以乙烯-苯系统为对象,借助计算机图像处理技术,采用单孔进气,研究了常温常压下鼓泡塔反应器内的传质特性.实验结果表明:在塔内液体循环速度0.02m·s-1,空塔气速2.1×10-1~6.1×10-1m·s-1、进气孔径0.8~2mm实验条件下,乙烯在苯中的吸收溶解过程主要与温度、压力及气体和液体的性质有关;吸收过程刚开始时,气泡当量直径较大,气泡消失速率较大,吸收过程类似于CO2在水中的吸收过程;气液传质比表面积α随着空塔气速的增大而增大,孔径和空塔气速的影响可以忽略;气液传质系数κL受空塔气速、进气孔径变化的影响很小,其值约为1.372×10-1m·s-1.     

高温高压浆态鼓泡床反应器中的气-液传质

The gas-liquid mass transfer of H2 and CO in a high temperature and high-pressure three-phase slurry bubble column reactor is studied. The gas-liquid volumetric mass transfer coefficients kLa are obtained by measuring the dissolution rate of H2 and CO. The influences of the main operation conditions, such as temperature, pressure,superficial gas velocity and solid concentration, are studied systematically. Two empirical correlations are proposed to predict kLa values for H2 and CO in liquid paraffln/solid particles slurry bubble column reactors.     

卧式搅拌釜气液传质特性的研究(Ⅰ)

针对国内氟塑料生产过程技术开发的需要,用氧气物理吸收法及激光透射法测定了卧式釜液侧传质容易系数k_La及比界面积a.结果表明,与立式釜相比,卧式釜具有一系列优点:如进行正常传质所需的搅拌转速较低;在相同功耗下,传质容量系数约高一个数量级;混合程度及传质面分布均匀度有明显改善.本文用流体力学原理分析了两类釜传递特性差异的原因,并对实验结果作了关联.     

机械振荡和超声波对摆式反应器气液传质性能的影响

采用氢氧化钠水溶液吸收二氧化碳的方法,考察了机械振荡的摆频和超声波振荡对摆式反应器的气液传质性能的影响.结果表明,在无超声波作用条件下,当摆频小于117min-1时,加大摆频可显著提高反应器的总容积传质系数;当摆频大于117 min-1时,增大摆频对反应器的容积传质系数影响较小.在反应器不摆动和摆频较低的条件下,超声波振荡可提高反应器容积传质系数3～4倍,但在摆频较高的条件下,超声波振荡对反应器总容积传质系数的影响不明显.     

一种撞击式烟气净化器气液传质特性的冷模研究

本研究提出了一种撞击式烟气净化器。为了研究净化器喷淋-撞击区的气液传质特性,实验采用溶氧法、电导探针法分别考察了不同操作条件下喷淋-撞击区的体积传质系数、液含率。根据操作气液量和实验现象建立了喷淋-撞击区的负荷性能图,将操作区域划分为清液区、湍动-弹溅区、不稳定区。实验结果表明:操作区域位于湍动-弹溅区时,表观液速越大,液含率越高。当操作区域由清液区进入到湍动-弹溅区时,体积传质系数急剧增大,对压降、传质系数和操作稳定性等进行权衡可得,湍动-弹溅区为适宜的操作区域。撞击式净化器与无内构件喷淋塔相比,撞击式净化器可以显著提高传质效果。