气升式环流反应器强制振荡周期对传质影响的研究

在同一反应器中比较了不同振荡周期下的气液传质特性,为最优强制振荡周期的确定提供了实验依据和分析基础。选择体积传质系数及气含率作为传质研究的主要评价指标,实验结果表明,动态操作下的传质效果明显优于稳态,而不同振荡周期传质效果也大不一样。在0.8~2.4m3h-1的气速范围内,由静压力、导流管顶部截面流体速度、全床气含率(及传质系数)周期性变化所确定的振荡周期TP、TV、TK比稳态操作下的全床平均传质系数分别提高了3.92%~27.3%,2.35%~24.5%,28.2%~43.3%。由反应器内全床平均气含率或传质系数确定的振荡周期TK是最佳振荡周期。     

多管环流反应器的气含率研究

提出了一种新型结构的多管式环流反应器,对于空气－水体系,在每个上升管气速为０～０．１６ｍ／ｓ和管径比Ｄｄ／Ｄｒ＝０．３～１．０范围内,研究了两个上升管气速及不同管径比时上升管气含率的变化规律,同时研究了分离箱中静液高及分离箱结构参数与下降管气含率之间的关系。提出了在鼓泡流区域内上升管气含率模型方程：Ｅ１＝αＵｂｇ１－ｃＵｇ３     

表观气速对气升式环流反应器性能的影响

利用计算流体力学(CFD)数值模拟方法.采用Euler法双流体模型研究了表观气速对气液两相气升式环流反应器的液体循环速率和气含率的影响.实验结果与数值模拟结果吻合较好.结果表明.气含率和液体速率在反应器内分布不均匀,气含率在相同的径向位置变化很小,液体速率随着表观气速的增加而增加.     

三相环流反应器流体力学行为

气升式三相环流反应器综合了鼓泡塔和机械搅拌釜的优良性能,具有结构简单、无机械传动部件、易密封、造价低、容易实现工业放大等优点,在石油、化工、电化学和生物化工等领域得到了广泛应用．随着能源形势的日趋紧张,环流反应器在液相法合成甲醇、浆态床一步法合成二甲醚、煤液化等过程中的应用得到许多研究人员的重视,并取得了重要的研究进展．由于目前对其内部流动行为尚缺乏系统的认识,进行工业设计和操作过程中仍显理论指导不足     

气升式振荡环流反应器的数值模拟和结构优化

气升式振荡环流反应器（ARLR）作为一种新型的气升式环流反应器,能够有效地提高反应器的气含率和传质系数,并已得到生物发酵实验的验证。本文通过CFD的手段研究了反应器内的流动和传质状况,并利用CFD模拟和响应面分析相结合的方法,优化了反应器的结构参数,如高径比（H/D）、升液区降液区面积之比、导流筒高度等。经过实验测量,优化后的气升式振荡环流反应器与传统的气升式环流反应器相比,气含率提高了32%以上,传质系数提高了11%以上。结果表明,气升式振荡环流反应器作为生化反应器有着非常广阔的应用空间。     

气升式三相内环流反应器中相含率的研究

在一个6．36L的气升式内环流反应器中,以空气-NaCl水溶液-K树脂为实验体系,在导流筒内的表观气速为1．21～7．28cm·s^-1时,考察了平均气含率、平均固含率随表观气速的变化规律,研究了转向面积比、NaCl水溶液浓度与平均气含率之间的关系。在均匀鼓泡流区域用模型方程Eg=aUgb来关联平均气含率,其中模型参数6=0．766,a与转向面积比、NaCl水溶液浓度关系为a=3．45×10^-5＋0．0146（Sb／Sr）0．0185＋1．35W。     

Hydrodynamics in down flow jet loop reactor

Gas holdup and liquid circulation time were measured in a down flow jet loop reactor for air–water system. It was observed that the circulation time decreases with an increase in nozzle diameter, draft tube to column diameter ratio and liquid velocity. Th gas holdup increases with an increase in gas and liquid velocities. The optimum draft tube to column diameter ratio was found to be 0.438. Correlations for gas holdup and circulation time involving operational and geometrical variables are presented.     

Gas holdup and overall volumetric mass transfer coefficient in a modified reversed flow jet loop reactor

Experiments were conducted in a modified reversed flow jet loop reactor having the liquid outlet at the top of the reactor to determine the gas holdup and overall volumetric mass transfer coefficient in the air-water system. The influence of gas and liquid flow rates, and the draft tube to reactor diameter ratio were studied. It was observed that both gas holdup and volumetric mass transfer coefficient increased with increased gas and liquid flow rates and were found to be significantly higher in the modified reactor compared to the conventional one. The optimum draft tube to reactor diameter ratio was found to be in the range of 0.4 to 0.5. Empirical correlations are presented to predict gas holdup and overall volumetric mass transfer coefficient in terms of operational and geometrical variables.     

三相强制浆料环流反应器的局部传质行为

提出了一种新型的强制外循环三相环流反应器结构,根据结构特点及流动状态的不同,将反应器分为6个不同的流动区域. 在f300 mm′1700 mm的实验装置内,采用氧气气提-空气解吸法,详细考察了内环表观气速0.006~0.19 m/s、外循环液速0.03, 0.05 m/s、固含率5%, 10%, 15%时不同流动区域的体积传质系数. 发现外循环液流影响区体积传质系数最大,最高可达0.754 s-1,外环环隙区最小,不超过0.043 s-1,环流反应器整体体积传质系数与气液分离区体积传质系数接近. 适当扩大内、外环截面积比有利于提高环流反应器的传质性能. 环流反应器整体体积传质系数随内环表观气速和外循环液速的增加而增加,随颗粒浓度的增加略有降低.     

三相多室气升式环流反应器气含率的研究

在1个4流道的三相多室气升式环流反应器中,以空气-水-K树脂为体系,采用压差法测量气含率,考察了上升室气体表观速率、固体装载量对上升室与下降室气含率的影响.结果表明:上升室的气含率随着该室气体表观速率增加而增加,而随着另一上升室气体表观速率增加而略有降低;下降室的气含率随着该室气体表观速率增加呈现3种变化趋势,而随着另...     

气升式环流反应器的研究进展

环流反应器在工业上正得到越来越广泛的应用,对其进行深入研究对于此类反应器的设计与放大具有重要意义。对环流反应器的流动、混合及传质特性参数随表观气速、液相物性、系统压力和反应器尺寸等操作条件的变化关系进行了综述。介绍了各特性参数的测量方法,并指出了这些方法的优缺点及可能存在的误差。对环流反应器的流动、混合及传质特性的数学模型进行了评述,并在此基础上对环流反应器研究的发展前景进行了展望。     

气液外环流反应器中气泡行为的实验研究

详细考察了气液外环流反应器中上升管、下降管的气泡行为随轴向、径向的变化规律. 由于外环流反应器的结构特点,发现在上升管底部存在偏流,并对分布板区气泡行为随角向的变化规律进行了研究. 分析实验结果得出,气含率和气泡速度均随表观气速的升高而升高;在上升管内,气含率和气泡速度自中心向边壁逐渐降低,而沿轴向变化很小;在分布板区,由于受分布器及下降管的影响,使气含率和气泡速度在不同角向存在不同的径向分布. 在下降管中,气含率自中心向边壁逐渐降低,而气泡速度则基本不变;且下降管中的气体循环率随表观气速的升高而升高.     

气升式外环流反应器的体积传质系数

以Higbie的渗透理论和Kolmogoroff的湍流理论为基础,提出了计算液体旋涡在气液相界面暴露时间的方法,并建立了预测体积传质系数的模型方程。在不同管径比下的外环流反应器中,对空气 水体系测定了操作气速对体积传质系数、循环液速和气含率的影响。将体积传质系数与表观气速和下降管与上升管的面积比按幂函数进行关联,其预测值和试验值符合较好。     

微量醇及电解质强化气液传质的研究

在气升式内环流反应器中考察了微量醇类物质(乙醇、叔丁醇、季戊四醇)及电解质(CaCl2)对氧的液相体积传质系数和气含率的影响。结果表明,向空气-水体系中添加微量醇类物质可以明显改善气液传质性能,同时醇类物质强化气-液传质存在一极限浓度,超过此浓度后,氧的液相体积传质系数略有降低;当表观气速增加时,去离子水体系和含醇体系的气含率都增加,但醇体系的气含率明显高于去离子水体系。此外,添加电解质CaCl2也会使氧的液相体积传质系数有所提高,并从离子强度的角度对其抑制气泡聚并的机理进行了分析。     

Studies on the hydrodynamic behavior and mass transfer in a down‐flow jet loop reactor with a coaxial draft tube

The effects of certain pertinent parameters such as gas and liquid flow rates and nozzle position on the behavior of a down‐flow jet loop reactor (DJR) have been studied. The mean residence times of gas and liquid phases and the gas holdup within the reactor have been measured. In addition, the overall volumetric mass transfer coefficient, and the influence of the gas flow rate and the position of the nozzle inside the draft tube on the latter has been determined. Correlations have been presented for the gas holdup and k_La which take into account the length of the draft tube and the nozzle immersion height. The k_La values obtained at different power per unit volume (P/V) values in the DJR used in the present study compare favorably with data presented for stirred tanks and bubble columns in the literature. The liquid residence time distribution (RTD) within the reactor has been studied by tracer analysis for various operating conditions and nozzle immersion height and the results are indicative of the high mixing intensities that can be obtained in such reactions. © 2001 Society of Chemical Industry     

三相环流反应器中的局部相含率

将压差法与气-液相间滑移速度相结合,提出了利用压差法测量三相区局部相含率的新方法,将测得的局部固含率进行轴向平均并与由颗粒装填量计算所得的固含率进行比较,证明了此方法的可靠性. 利用所提出的测量方法,考察了三相环流反应器中气含率和固含率随操作条件的变化规律. 结果表明,气含率随表观气速的升高而增大,且随轴向位置的升高而增大;大颗粒具有破碎气泡的作用,能够增大反应器内的气含率;固含率随表观气速的增加而降低,且沿轴向变化较大. 表观气速较高时,固含率沿轴向近似呈S形分布.