填充床鼓泡电化学反应器行为特性──Ⅱ.丙烯阳极直接氧化强非线性模型的逆算符方法求解

利用逆算符方法（ＩＯＭ）对所建立的填充床鼓泡电化学反应器的强非线性微分方程组进行了近似解析求解．利用该近似解析解,一方面可以直观地分析有关参数对反应器行为特性的影响;另一方面,与测量电极反应伏安特性曲线的实验方法相结合,可较方便地回归出非线性模型的参数值,并对模拟结果加以验证．     

鼓泡浆液反应器的数学模型

鼓泡浆液反应器(BCSR)用于各种生化反应、加氢反应和煤的直接和间接液化中。本文综述了近年来BCSR模型的分类、数学描述和应用。     

鼓泡床反应器中液体循环的模拟

应用分离流概念对气液鼓泡床反应器中的两相流体动力学进行了理论分析,从而建立了一个基于机理的液体循环的数学模型。根据这个模型,对影响液体循环的诸因素及部分实例进行了模拟计算,其结果与实验结果吻合很好。     

鼓泡床反应器流动特性的CFD研究进展

从计算模型和影响因素2个方面系统综述了鼓泡床反应器内气液两相流CFD的研究进展。介绍了与模型建立相关的多相流模型、湍流模型、相间作用力和气泡尺寸模型的选择和适用情况。总结了表观气速、液相性质、反应器尺寸、分布器和内构件等对反应器流动特性的影响。最后指出了目前存在的不足,并对其发展进行了展望。     

三相鼓泡淤浆床环氧乙烷合成反应器数学模拟及工程分析

建立了加压三相鼓泡淤浆床环氧乙烷合成反应器的数学模型 ,计入了催化剂颗粒在床层中沉降形成沿床高浓度分布对反应的影响以及由于惰性液相载体部分返混对传递的影响 ,进一步利用经实验验证的上述数学模型模拟不同表观气速、床高、反应器直径 (扣除传热元件截面积 )、进口乙烯摩尔分数等参数对床层中催化剂浓度随床高的分布、出口环氧乙烷摩尔分数、环氧乙烷选择率以及单位质量催化剂环氧乙烷年产量的影响 .通过模拟分析预示了工业三相床环氧乙烷反应器的合理尺寸、表观气速、环氧乙烷选择率以及时空产率 ,为工业化提供必要的设计依据     

对二甲苯氧化鼓泡塔反应器的模拟

对二甲苯(PX)鼓泡塔式反应器由反应段和塔顶的脱水段组成.在对反应段流体流动特性分析的基础上,建立了PX液相空气氧化反应的双级气泡模型,用Matlab工具求解模型方程.脱水段则采用化工流程模拟软件进行模拟.在VB语言平台上实现了两段计算的连接,从而完成了整个带脱水段的鼓泡塔式反应器的模拟.模型计算值与工业实际值基本吻合,验证了模型的合理性.     

淤浆鼓泡反应器的开发研究 Ⅰ.间歇过程

要求实验室间歇鼓泡反应器能重复间歇搅拌釜中多段温控等优化工艺,当反应过程处于反应动力学控制时,才较易实现。两种反应器获得相同工艺条件的关键操作因素分别是表观气速和桨叶转速。这两种操作因素的临界值,包括保证催化剂完全悬浮,排除外扩散阻力等问题作为操作下限,避免鼓泡液泛作为操作上限,均需在开发研究中进行测定。实现优化工艺需要着眼于催化剂表面有足够的氢浓度,这和要求处于反应动力学控制是一致的。按 Hammer 的三维性能图对淤桨鼓泡反应器的开发放大有较大的参考意义。     

加压大型鼓泡床反应器内大小气泡气含率研究

在内径0.3m、高6.6m的加压鼓泡床反应器内采用床层塌落技术测量床层内的大小气泡气含率实验。由于大小气泡上升速度不同,床层塌落曲线存在一水平段,在此基础上,详细考察了表面张力、粘度、系统压力、表观气速对大小气泡气含率的影响,得出大气泡气含率随粘度和表面张力升高而升高,随压力升高而降低;小气泡气含率随粘度和表面张力升高而降低,随压力升高而升高;并根据质量守恒定理,进行了解释。     

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。     

鼓泡床反应器内流动与传质行为的研究进展

总结了有关浆态鼓泡床反应器内流动、混合用气液传质特性的研究成果,详细地介绍了鼓泡床反应器内气含率、液速、液体轴向扩散系数、传质系数的测量方法,阐述了鼓泡床反应器性能的主要影响因素,如系统压力、温度、气体表观气速、液体性质及固含率等对流动、液相混合和传质特性的影响,并对鼓泡床反应器的应用前景进行了详述.     

PX氧化鼓泡塔反应器内的TA浓度分布

利用新建的D476鼓泡塔冷模实验装置和沉降—扩散模型对工业鼓泡塔PX氧化反应器内的TA浓度分布进行了实验和数学模拟研究。结果表明,由于PX氧化气速较大,塔内TA浓度接近均匀分布。     

氮气鼓泡内循环式酯化反应器的应用

介绍了内循环式氮气鼓泡反应器的结构和工作原理,进行了合成邻苯二甲酸二丁酯的酯化反应实验,并与传统的搅拌釜式反应器作对照。结果表明,氮气鼓泡反应器的转化率、选择性和产品色泽优势明显。在投料比为n(苯酐)：n(正丁醇)：n(硫酸)=1：3：0．0075．反应温度为125～145℃条件下,反应7h达到99．5％的转化率。     

浆液循环锥形鼓泡塔反应器的相含率研究

在浆液循环条件下，考察了以空气、水和石英砂为三相体系的锥形鼓泡塔反应器（Φ顶２００ｍｍ，Φ底１００ｍ，高３０００ｍｍ）中的相含率及固体颗粒浓度轴向分布。使用压降法和颗粒同步取样方法测量了不同表现气速（０￣０．１２５ｍ／ｓ），表现浆液循环速（０￣０．１５７ｍ／ｓ）以及固体颗粒浓度０￣１００ｋｇ／ｍ＾３下相含率分布，并用园柱床的一维沉降－扩散模型近似地描述了固体颗粒辆向浓度分布的规律。在此基础上，本文     

迷宫式错流鼓泡光催化反应器苯酚降解特性研究

设计了新型迷宫式错流鼓泡反应器(LBPR),以苯酚废水为降解对象,进行光催化氧化降解性能研究.用活性炭颗粒负载TiO2膜作为光催化剂,考察了气体流量、液体流量、固体光催化剂投加量对反应器降解特性的影响,优化了反应器的操作条件.实验结果表明:光强8 mW·cm-2,气速为8 L·min-1,液体流量为400 mL·min-1,反应2 h后苯酚降解率接近100%;在优化光催化反应器的操作条件下,固体光催化剂用量为6 g(TiO2用量约为待处理液用量的0.2%)时降解效果最好.同时考察分析了反应物初始浓度和光强对光催化降解效果的影响,以及该反应器中催化剂连续批次使用对降解性能的影响.新型迷宫式错流鼓泡光催化反应器结构简单、操作方便,光能利用率高,易于实现工业放大.     

煤直接液化鼓泡床反应器流场流动特性及强化机制

针对大型鼓泡床反应器存在返混增强、物料流场分布不匀匀性趋强以及传质效率低等影响反应器安全稳定高效运行的突出问题,开发了一种径向展开的新型阻尼分布器,在冷模试验平台上探索阻尼分布器对气泡聚并及破碎行为的影响规律,考察大型反应器中不同阻尼分布器组合方式的流场流动特性,探究了阻尼分布器组合在工业反应器放大过程中的流场强化效果。结果表明：设置阻尼分布器后,鼓泡床反应器冷模试验装置中湍流涡尺度减小,气泡破碎概率提高,不同气泡群经阻尼分布器后气泡群平均直径从13.48～24.38 mm降至9.40～20.38 mm,表面积增幅为8.5%～71.9%。设置阻尼分布器可提高反应器局部气含率和液速分布均匀性,适当增加阻尼分布器层数有利于扩大流场的轴向影响范围。增大阻尼分布器直径有利于减小各高度平面间局部液速的差值并提高局部气含率径向分布均匀性,不同高度平面中心液速的差值由0.6 mm/s降至0.3 mm/s,同一高度平面局部气含率方差可降至未设置阻尼分布器时的15%。在反应器放大过程中,流体绕流的径向范围扩大,设置阻尼分布器后局部气含率和液速分布均匀性进一步提高,同一高度平面局部气含率方差可降低至未设置...     

变径鼓泡浆液反应器的气含率特性

本文研究了变径鼓泡浆液反应器的平均气含率特性,考察了气体速度、静液床高、固体颗粒浓度以及颗粒直径的影响,并提出了变径鼓泡浆液反应器平均气含率的计算方法。     

淤浆鼓泡反应器的开发研究 Ⅱ 冷模研究

本文针对反应物料,参考 Hammer 三维性能图确定了适宜表观气速的操作范围。在冷模装置(φ68,φ86,φ150mm)中,采用对比物料和实际反应物料,测定了不同的颗粒粒径、液体粘度、液体表面张力以及静液层高度对临界持固率的影响。对反应物料,还在不同设备尺寸和操作条件下,测定了器内气含率,可供设计鼓泡床床高时作参考。研究表明,按照优化工艺,规定的反应需处于动力学控制情况之下,放大时以采用等 K_La的原则比较适宜。应用不同高径比、表观气速对气含率的关联式,可得到调整表观气速的公式如下u_0=K·D~(0.2)(H_0/D)~(0.5)上式经在中试装置中检验,得到满意的结果。     

热管式固定床鼓泡反应器返混试验研究

为了研究热管式固定床鼓泡反应器的返混问题,采用脉冲法,在一内径为50mm、高800mm,床内充以多孔填料,内插一根16mm×2mm不锈钢-水热管的固定床反应器中,用并流向上的水和氮气进行返混试验研究。利用轴向扩散模型计算反应器轴向Peclet准数,考察了气相流速、液相流速、多孔介质和热管对返混的影响。研究表明反应器中热管的存在加重了返混。     

淤浆鼓泡床中固体粒子的悬浮特性

研究了三相鼓泡床中的临界固含率,以空气作气相,水、乙醇-水、丙酮-水、萜松醇-二甲苯作液相,石英砂、煤、雷奈镍作为固相。分析了鼓泡柱的高径比、气体速度、固体粒子的大小和比重、液体的粘度对临界固含率的影响,提出了含有这些参数的无因次数群的关联式,讨论了本文提出的关联式和文献报导的差别。     

鼓泡淤浆床甲醇合成(Ⅰ)数学模型及试验验证

建立了一套Φ0 .2m鼓泡淤浆反应器热模试验装置 ,并完成了连续运行 10 0 0h的装置可操作性与稳定性考核试验 .试验中 ,合成反应温度 498～ 5 2 5K ,压力 2 .5～ 3 .1MPa ,质量空速 45 0 0～ 75 0 0L·kg^-1·h^-1,原料气中CO摩尔分率 0 .31.结合热模试验及合成系统的特点 ,得到了计入液相轴向返混、催化剂颗粒轴向分布及气 -固相本征动力学的数学模型 .由该模型得到的甲醇产率及出口甲醇摩尔分率的计算值与热模试验值吻合良好 .将合成压力外推至 5 .0MPa ,通过验证后的模型所得到的模拟数据与美国中试结果相当 ,表明热模试验中所采用的国产C30 2催化剂与医用液体石蜡惰性溶剂互适性良好