外环流反应器中气含率和循环液速的研究

本文通过空气-水体系,对三种不同结构的外环流反应器中的气含率数据进行了关联,得到了有意义的模型关联式.对环路进行了阻力计算,得到了包含结构参数的阻力方程.计算发现模型关联式与阻力方程联立求解,可以很好地预测不同结构的外环流反应器中的气含率和循环液速,从而为该反应器的工程放大提供了依据.     

外环流反应器中气含率的研究

本文研究了外环流反应器中气含率的轴向分布,不同环路阻力下气含率与气速、液速之间的关系,以及降液管中的气泡夹带。用流动模型对三种结构下的气含率数据进行了关联,得到了有意义的结果。     

分布器结构对环流反应器气含率分布的影响

采用κ-ε二方程模型和欧拉多相流模型,对一种单筒单级气升式气液环流反应器内的湍流气液两相流进行了全尺寸的数值模拟研究,考察了采用3种不同气体分布器时反应器内气含率和流速分布的细节.模拟结果表明不同结构的分布器对总体气含率和内筒中的两相速度分布有很大影响,因而对气含率分布和气液两相接触效果有较大影响,从而对反应过程产生影响.单环分布器产生的气液两相接触效果较差,对于反应过程很不利.对于大直径的环流反应器推荐使用多环分布器.计算所得的整体气含率与实测的整体气含率进行了对比,吻合较好.     

外环流反应器热态气含率研究

在直径250mm、高4500mm的外环流反应器内研究了六种物系在不同温度和较宽的操作气速及物性范围内热态气含率的变化规律,由能量耗散原理导出了气液相界比表面积和气含率的理论模型,并由实验确定了模型参数K_f。理论推导结果与实验回归结果相近。     

气升式环流反应器在不同体系下的循环液速和局部气含率

在气升式环流反应器中,分别研究了空气—水、空气-0．1％乙醇水溶液和空气-水-活性污泥体系中的循环液速以及气含率随操作条件的变化规律。实验结果表明,循环液速随着表观气速的增加而增大,不同体系中的循环液速差别不大;导流筒内、外不同高度处的局部气含率均呈自下向上增大的趋势,且导流筒内部气含率高于导流筒外部的气含率。体系的聚并特性对平均气含率和局部气含率有较大影响。     

两级气液内环流反应器内气含率和循环液速

基于多釜串联可以有效减小返混的原理,通过引入特殊设计的级间构件构建了一种新型的两级内环流反应器。实验研究了级间构件形式、表观气速、表观液速和气液分离器对每一级内气含率和循环液速的影响。实验结果表明,表观气速对反应器二级(上一级)中上升管与下降管气含率之差和循环液速影响较大,而对一级(下一级)的影响较小;各级内上升管和下降管的气含率均随表观液速的增大而减小,但影响程度较小。基于推动力和阻力平衡建立了预测反应器中每一级的气含率和循环液速的流体力学模型,模型预测值与实验结果吻合较好。     

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)     

气提式外环流反应器多相体系流体力学行为研究

在接近中试规模的外环流反应装置上进行冷模试验,研究气-液-固三相情形蝶阀开度ξ、空气流量Qg、下降管液速uL、气含率εg等反应器特性参数间的关系.运用脉冲示踪-响应技术,电导法测定反应器不同轴向位置示踪粒子年龄分布,建立数学模型,依据定解条件对彼列克数Pe进行参数估值,并探讨Pc与uL、Qg之间的内在规律.同时,分析气体分布器开孔方向、开孔数不同对εg和Pe造成的影响.     

高长径比三相内环流反应器中细颗粒相含率和循环液速的分布研究

在高径比为22的三相内环流反应器中,在常温常压下以空气-水-石英砂为物系,研究了在不同粒径下上升区固含率、下降区固含率和上升区循环液速随表观气速的变化规律和不同粒径下轴向固含率的分布情况,以及在固体体积分数不同的条件下,平均气含率和上升区气含率随表观气速的变化情况。结果表明:当粒径(ds)≤0.3 mm时,上升区固含率随表观气速的增加呈平缓变化趋势,下降区固含率随表观气速的增加而增加;当0.3 mm相似文献   

环隙气提式环流反应器中的气含率和液相循环流动

在筒体直径310mm、高2000mm的环隙气提式环流反应器实验装置中,对上流区的气含率、液相循环流动等流体力学特性作了研究.用漂流通量模型描述了上流区的气含率;通过对体系的能量耗散机理进行分析,基于体系总能耗最小的原理推导出液相循环流动方程,结果表明:用此方程能较好地模拟这种反应器内的液相循环状况.     

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.     

电导探针法测量高固含体系循环液速和气含率

基于电导探针和示踪法,开发了一种利用电导探针同时测量环流反应器中高固含体系下循环液速和局部气含率的方法. 利用2个单针电导探头测量脉冲注入KCl饱和溶液后两路电导信号的先后响应,测得两路液体的停留时间分布曲线. 通过对单路信号进行幅值分析可以得到气含率,与压差法相比测量值误差小于5%;通过对过滤气泡信号后的液体的停留时间分布曲线进行相关处理可得到循环液速,测量值与超声多普勒(UDV)的测量结果一致. 实验研究了外环流反应器中操作条件对气含率和循环液速的影响. 结果表明,低表观气速下气含率沿径向分布较均匀,高于0.1 m/s后逐渐呈抛物线型分布,整体随表观气速增加而增大;循环液速随表观气速增加近似线性增大,随固含率增加而减小.     

三相多室气升式环流反应器中上升室气含率研究

在一个4流道的多室气升式环流反应器中,以空气-水-K树脂为体系,考察了上升室气体表观速率和固体装载量对上升室气含率的影响。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;上升室的气含率均随固体装载量增加而降低。在鼓泡流下,根据漂流通量模型,建立了上升室的气含率模型;上升室气含率的模型计算值和试验值的平均相对误差为6.429%。     

气体分布器结构对气升式环流反应器内气液两相流动的影响

使用欧拉两流体模型研究气体分布器结构对气升式环流反应器内气液两相流动的影响,预测了环己烷氧化反应器内单环结构、三环结构、五环结构的气体分布器时反应器内液相速度分布、气含率分布、液相循环速度以及液相微观混合特性.模拟结果表明,在等量的进气流量下,气体分布器环数增加,液相速度分布和气含率分布更趋均匀;气体分布器环数增加,液相推动力增加,从而使得液相循环速度增加,液相的宏观混合效果增强;气体分布器环数增加,导流筒内外的平均气含率增加.随机游走模型模拟结果表明,气升式环流反应器与普通鼓泡床反应器对气体分布器结构要求不同.     

上喷式环流反应器中影响整体气含率的因素探讨

基于甲苯三氧化硫磺化反应工艺的需要,设计了一种分布式多喷嘴新型结构的上喷式环流反应器。测定了表现气速,单位体积功耗、静液位和两相喷嘴结构分布等对反应器平均整体气含率的影响,在试验数据的基础上,得到了各参数间的关联式,结果表明,分布式喷嘴结构可获得较佳性能。     

Liquid circulation hydrodynamics in an external loop airlift reactor

The radial profiles of axial liquid velocity and gas hold‐ups are investigated in the riser of a pilot plant scale external loop airlift reactor (ELAR) using a modified Pavlov tube and differential pressure technique. The experimental investigation reveals that there exist two different kinds of liquid circulation structures in an ELAR, which has rarely been reported in the literature, namely internal liquid circulation, which exists only in the riser and external liquid circulation, which circulates through the downcomer. A power–law relationship is used to correlate the gas hold‐up and superficial gas velocity, which gives good agreement with experimental data. Experiments for axial liquid velocity profiles are analysed in analogy to a model described for a conventional bubble column. The results predicted by the model are in excellent agreement with the experimental data obtained under various operating conditions. © 2011 Canadian Society for Chemical Engineering     

Experimental and Numerical Study of Gas-Liquid Flow in a Sectionalized External-Loop Airlift Reactor

The external loop airlift reactor(EL-ALR) is widely used for gas-liquid reactions. It's advantage of good heat and mass transfer rates compared to conventional bubble column reactors. In the case of fermentation application where a medium is highly viscous and coalescing in nature, internal in riser helps in the improvement of the interfacial area as well as in the reduction of liquid-phase back mixing. The computational fluid dynamic(CFD) as a tool is used to design and scale-up of sectionalized external loop airlift reactor. The present work deals with computational fluid dynamics(CFD) techniques and experimental measurement of a gas hold-up, liquid circulation velocity, liquid axial velocity, Sauter mean bubble diameter over a broad range of superficial gas velocity 0.0024≤U_G≤0.0168 m·s~(-1). The correlation has been made for bubble size distribution with specific power consumption for different plate configurations. The effects of an internal on different mass transfer models have been completed to assess their suitability.The predicted local mass transfer coefficient has been found higher in the sectionalized external loop airlift reactor than the conventional EL-ALR.     

气升式环流反应器流动特性的数值模拟

应用Fluent计算流体力学软件,通过数值模拟的方法考察了气升式环流反应器内导流简直径、导流筒高度、导流筒安装高度以及液相进口速度对反应器内两相流动的影响。计算结果表明：导流简直径增大。液相循环量和上升段气含率均增大;导流筒高度增大,液相循环速度和循环量均增大,但是当导流筒的高径比增加到6．3后,液相循环速度和循环量反而减小;导流筒安装高度增加．液相循环速度及循环量均增大,升液管气含率降低;增加液相的进口速度,虽然上升段的液速有所增加,但是降液管循环液速及循环量基本不受影响。最后计算了反应器内液相速度随进口气速的变化情况,并与实际测量值进行了比较,模拟值和测氨值都表明随着进口气速的增加,液相循环速度随着进口气速的增加而增加．两者呈现良好的一致性。     

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。