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。     

喷射环流三相流化床反应器轴向液速分布的研究

在喷射环流三相流化床反应器中，应用本文所开发的内热式热膜流体速率探头，获得了带有沉降分离区的夹套式环流反应器在不同压力、气量、流量条件下，不同轴向位置的液体速率分布规律。对于本文所述这类反应器，喷射区流体运动速率最大；自喷口向上，速率先是随距离的增大易急骤下降，然后逐渐向一渐近点逼近；当进入环隙转折口处时，由于气体的逸出及流道的变化液速急骤下降；凝固相进入环隙时，液速随距离的变化也存在渐近点。当采用变径结构时，流道面积突变处的液速变化率仅次于喷射入口区。在环流反应器中，液速主要取决于喷射动能及气提推动力，受液体进料量及压力的影响较小。     

外环流反应器的气含率及循环液速

研究了气体分布器的形式、体系的聚并特性及静液面高度对外环流反应器的气含率和环流液速的影响。实验结果显示,对于空气－１％乙醇体系（非聚并体系）,气体分布器的形式对外环流反应器的气含率及环流液速有显著的影响;在相同的操作条件下,空气－１％乙醇体系（非聚并体系）的气含率及环流液速明显高于空气－水体系（聚并体系）。静液面高度对下降区的气含率有较大影响。     

卧式矩形环流反应器中气含率和液相流动研究

针对矩形卧式多级串联环流反应器，在改变结构和气速的情况下，对全系统的气含率、上流区和下流区的气含率、液相循环速度、液相返混等进行了实验考察，并利用漂流模型，最小能耗原理等进行了模拟计算。     

气升式环流反应器中气含率的研究

在直径10厘米、直管段高3.21米的气升环路中,以十一种物料体系研究了不同气速和循环液速下的气含率.结果表明,对低粘液体可以用公式ε=0.647[u_G/u_G+u_L)]~(0.68)u_G~(0.34)来关联数据.文中还列出了气升环路系统中流体流动的动量方程,与上式合解可以计算气升环路中的气含率和循环液速,与实验值对比,其平均偏差分别为±3.2%和±4.6%.     

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。     

高长径比环流反应器中气、固含率的轴向分布研究

在高长径比(H/D=22.2)内环流反应器中,常温常压下,以空气-水-石英砂为物系,研究了表观气速和固体装载量对平均气含率、下降区气含率、上升区固含率、下降区固含率的影响,以及上升区气含率、固含率随轴向高度的分布规律.结果表明:平均气含率、下降区气含率随着表观气速的增加而增加,随ω(固体)增大而下降,ω(固体)≤2.6...     

液固环流反应器中固体流速及固含率分布

对液固环流反应器中固体的流动行为进行了考察。采用互相关技术测量固体的流速。通过实验得出了反应器内固体流动的完全分布状况。实验结果表明,在导流筒内,固体速度在轴向上有一个突变的区域,在径向呈"M"型分布;固体相含率在轴向上符合散式流态化的规律,在不同的径向位置固含率是不同的。在环隙中,固体速度和相含率的分布都比较均匀。     

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   

低分子量有机添加剂对内环流反应器中气含率和气液传质系数的影响

研究了气升式内循环气液两相流反应器中某些添加剂(脂肪醇类、酯类、氨基酸类等)对传质特性的影响.实验发现氨基酸对传质几乎没有影响;正丁醇和乙酸乙酯对气液间传质有强化作用;而正己醇和乙酸丁酯仅在一定范围内增强传质,从而使体积传质系数出现了峰值.分析了体积传质系数k     

加压环流反应器气含率分布实验研究

在Φ600mm×6000mm的中心气升式不锈钢环流反应器内,选用水、氮气、氩气作为实验介质,在连续进料的操作条件下,表观液速UL为0.008m·s-1,表观气速Ug范围是0.02~0.12m·s-1,在体系压力0~2.0MPa的压力条件下进行实验,测量了各个区域的气含率。结果表明环流反应器各个区域的气含率各不相同,但均随空塔气速以及体系压力的增加而增大。相同的工况下,添加正丁醇的体系气含率明显高于纯水体系,对于确定体系的环流反应器,循环液速不会随体系压力和空塔气速增大而一直增大,当体系压力和空塔气速大过某一个值时,循环液速基本不再变化。     

浆态床鼓泡反应器中气含率的分布

为了解浆态床鼓泡反应器中气含率的分布规律,在浆态床鼓泡反应器冷模试验装置中,以空气-液体石蜡-氧化铝微球为试验介质对装置内部的气含率进行研究。利用压差法研究了表观气速、浆液固含量等操作条件对反应器床层总体气含率的影响,利用光纤探针法研究了浆态床反应器不同操作条件对局部气含率的影响,总结了反应器内部气含率的分布规律,并由此对工业浆态床鼓泡反应器的设计进行了研究。结果表明:浆态床反应器的总体气含率随表观气速的增大而增大,固体细颗粒的加入能适当降低总体气含率;在反应器底部,分布器对气体的均布作用明显,但表观气速的增大能够弱化分布器的作用;在反应器的中上部气含率不受分布器的影响,沿反应器径向呈现"中间高,边缘低"的分布趋势;在工业费托浆态床中,表观气速不宜低于0.12 m/s,内过滤系统适宜设置于反应器中上部靠近器壁的位置。     

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.     

气液固三相外环流反应器相含率分布与气液流动结构

结合电阻层析成像和差压法,以粒径3 mm的聚氨酯(密度1110 kg/m3)和粒径0.5, 1, 3 mm的玻璃珠(密度2460 kg/m3)为固相、空气为气相、水为液相,在直径0.09 m、高3.1 m的气液固三相气升式外环流反应器中考察了固相颗粒密度、粒径、固相含率对上升管和下降管中气含率的影响. 结果表明,当玻璃珠粒径为0.5和1 mm、表观气速ug>0.10 m/s时环流反应器可达到充分发展段. 以玻璃珠为固相时,气含率随固相含量和粒径增大而增大,从层析图像可见,在r/R=0~0.2处出现非导电相的极大值,且加入大颗粒的下降管中气固含率明显大于加入小颗粒的. 根据电阻层析成像的虚拟像,给出了时间序列的气固混合相的流动特征.     

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。     

三级环流反应器中气液流动与传质规律

针对级间安装导流筒的三级环流反应器的气液流动与传质过程开展实验研究。通过冷模实验获得不同表观气速下(0.015～0.1m/s)以及安装不同级间内构件时环流反应器内的气含率、混合时间、停留时间以及体积氧传质系数。结果表明,随着表观气速的增加,反应器各级内的气含率增加,混合时间减少,平均停留时间减小,同时氧传质系数增加。通过对反应器内气液流型的变化的观察,进一步分析了级间内构件对三级环流反应器性能的影响,发现内构件上截面较宽时(3^#内构件),反应器的混合效果更好,而内构件的上截面较小时(1^#内构件),反应器可以更好地抑制返混。     

鼓泡床反应器中气液分配器对气含率的影响

以水和空气分别模拟工业上的重质原油和氢气迚行冷模试验,考察鼓泡床反应器新型气液分配器对气含率的影响,迚而优化幵确定气液分配器的结构形式和结构参数。试验结果表明,气液分配器对总体平均气含率的影响,随表观气速的增大基本呈线性增长,与其他鼓泡床迚料内构件结构的影响基本一致,幵且稍高一些(3%~5%)。对局部气含率的影响:轴向上,在测试范围内,轴向位置越高,气含率越高,主要和泡罩式气液分配器结构有关;径向上,气体在床层中分布不均匀,中间多,近壁少,同一高度时,中心处气含率一般为近壁气含率的1.5~2倍。     

提升管-环流床耦合反应器环流床内的固含率分布

针对催化汽油辅助反应器改质降烯烃技术,在提升管-环流床耦合反应器大型冷模实验装置上,研究了上部环流床内局部固含率分布及操作条件的影响,采用径向不均匀指数分析比较了提升管上端耦合环流床及耦合常规流化床的流化质量. 结果表明,环流床内固含率随表观气速增加而减小,导流筒底部固含率随外循环强度增加而增加,中上部固含率受外循环强度影响较小,环隙内固含率随外循环强度增加略有降低. 当导流筒内表观气速Ug,d<0.85 m/s时,固含率径向分布的均匀性沿轴向向上逐渐变好,当Ug,d≥0.85 m/s时,则沿轴向向上先变好,在导流筒出口处又变差;环隙内固含率分布趋于均匀的程度依次为环隙中部>环隙下部>环隙上部. 相同条件下,环流床内固含率分布的径向不均匀指数小于常规流化床.     

旋流气升式环流反应器的气含率轴向分布

为强化环隙气升式环流反应器(AALR)的流动、混合与传质性能, 提出了旋流气升式环流反应器(HALR)。在8.8L的HALR中, 以空气-水和空气-水-K树脂为实验物系, 在表观气速为0.47～2.31cm/s的范围内, 研究了表观气速、导流筒底边与反应器底面的间隙(简称底部间隙)、上升区轴向高度及固体装载量等因素对气含率的影响规律, 并与 AALR 进行了对比。结果表明:对于空气-水组成的两相物系来说, 在表观气速较小时, 旋流片对上升气泡有聚并作用;在表观气速较大时, 旋流片对气泡主要起破碎作用;气含率随着轴向高度的增加而增加, 增加的幅度随表观气速的增加而增加。对于三相物系, 表观气速较大时, 气含率随着固体装载量的增大而增大, 比两相物系气含率高;表观气速较小时, 两相物系的气含率略高于三相物系的。根据实验结果, 提出并拟合出了上升区局部气含率与轴向高度的预测模型:ε_g=(3.00×10^-4h+0.0276)U_g^0.615, 模型的预测值与实验值吻合较好, 平均相对误差为12%。