鼓泡式反应器是指气体在液相中以鼓泡方式造成混和并促进化学反应的反应器。又称“鼓泡塔”。属气-液相反应器。常用的有简单鼓泡塔和气升管式鼓泡塔两种。简单鼓泡塔由筒体、水平多孔隔板、气体分布器、换热构件组成,其优点是结构简单、运行可靠、适宜于加压操作和实现大型化,其缺点是不能处理密度不均一的液体(如悬浊液)。气升管式鼓泡塔与简单鼓泡塔结构相似,不同之处是塔内装有一根或几根气升管,气体由下部通入气升管,管中气液混合物的密度比环形空间中的液体密度小得多,引起液体在环形空间和气升管内作循环流动,由于搅动激烈,因此能处理不均匀的液体。工作原理:液体分批加入,气体连续通入的称为半连续操作鼓泡塔。台州鼓泡塔厂家
鼓泡塔反应器在过程工业中已经得到普遍的应用,其内部气液两相流动的快速和准确模拟对这类反应器的设计和放大具有十分重要的意义。然而,气液两相的多尺度流动结构、复杂内构件以及气液两相湍流等使得鼓泡塔反应器的快速和准确模拟非常困难。针对这些问题,以格子波尔兹曼方法(LatticeBoltzmannMethod,LBM)为基础,研究了鼓泡塔反应器内的微尺度、介尺度和宏尺度气液两相流动问题;实现了LBM方法对气液两相流中微、介尺度物理现象的直接数值模拟以及基于LBM的混合物模型的气液两相流中的宏尺度现象的模拟,并将LBM与浸入边界法(ImmersedBoundaryMethod,IBM)耦合,用以模拟带有复杂内构件和复杂边界条件的反应器内的流动.台州鼓泡塔厂家上海栋伸机械设备有限公司技术力量雄厚,工装设备和检测仪器齐备,检验与实验手段完善;
在固定床鼓泡反应器中,液体可以看做是由许多单独存在的单元所组成的连续体,液相从入口进入反应器床层之后,每一个微小单元的位置随着时间不断发生变化并较终离开反应器床层。液体从流入反应器到流出反应器这一过程中,每一个流体单元在反应器床层中停留的时间是不一样的,从而形成了停留时间分布。停留时间分布是微观混合过程的宏观表现,是衡量反应器混合性能的重要参数。对于一些快速反应而言,如果化学反应所需要的时间小于反应物在反应器内部的停留时间,则会出现无法完全反应的情况,此时反应物之间的混合效果对反应的转化率和产物的选择性都有较为明显的影响。
在固定床鼓泡反应器中,气液并流向上通过催化剂床层,由于气液流速、床层特征、分布器结构等的不同,流体在床层中的流动会表现出不同的流型。不同的流型对反应器内气液固之间的传质具有明显影响,进而影响到反应的转化率。在固定床鼓泡反应器中,随着表观气速的变化,床层内的气泡运动状态发生改变,可以将反应器内的流型分为安静鼓泡流、脉冲流和喷射流。在较小的表观气速下,气体以均匀的小气泡形式分散在液相中,反应器内呈现出安静鼓泡流状态;挡板的作用是迫使流体沿折流路线流动,避免短路。
简单鼓泡塔内液相可近似视为理想混合流型,气相可近似视为理想置换流型。合理空塔气速应满足两个条件:a.保证反应过程的合理选择性;b.保证反应器体积很小。影响传质的因素:当气体空塔气速低于0.05m/s时,气体分布器的结构就决定了气体的分散状况、气泡的大小,进而决定了气含率和液相传质系数的大小。当气体空塔气速大于0.1m/s时,气体分布器的结构无关紧要。此时的气泡是靠气流与液体间的冲击和摩擦而形成,气泡大小及其分布状况主要取决于气体空塔气速。鼓泡反应器的优点:温度容易控制。台州鼓泡塔厂家
鼓泡搅拌釜常用的搅拌器为涡轮搅拌器,气体分布器安装在搅拌器下方正中处。台州鼓泡塔厂家
鼓泡反应器的特点是气相高度分散在液相之中,具有大的液体持有量和相际接触面,传质和传热效率较高,适用于缓慢化学反应和高度放热的情况;同时,鼓泡反应器结构简单,塔内充满液体,气体自塔下方流入,通过气体分布器均布后成气泡向上流,操作稳定,投资和维修费用低。但是鼓泡塔单位体积的相界面积则是所有塔式反应器中较小的一种,因此,过程中传质影响明显的气液反应不宜采用鼓泡塔。此外,塔内液相的返混和气相的压降也较大。为了保证气体沿截面的均匀分布,鼓泡塔的直径不宜过大,一般在2~3m以内。台州鼓泡塔厂家