非牛顿流体的流体特性会对气泡的上升行为产生重要影响。Premlata等和Xu等研究了非牛顿流体中单气泡上升行为,发现非牛顿流体的流变特性对气泡的形变和运动轨迹影响明显,提出了表征气泡形状和运动参数的无量纲关联式。Rodrigo等和Liu等通过实验和数值模拟方法研究发现气泡聚并的临界距离随着气泡初始直径的增大和剪切稀化作用的增强而减小。这些研究表明:气泡的形状、大小、上升速度和运动轨迹以及气泡的聚并和破裂等因非牛顿流体的流变特性作用而表现出与其在牛顿流体中不同的特征。而气泡大小以及上升过程中气泡的聚并和破裂行为等会直接影响气液相间有效接触面积和传质效率。目前,涉及鼓泡反应器中牛顿流体体系气液两相传质的研究日益成熟,而非牛顿流体体系中传质特性和规律的研究也获得了许多学者的关注。挡板的作用是迫使流体沿折流路线流动,避免短路。宁波鼓泡反应塔装置
鼓泡塔的流体力学特性,塔内液体流动状态由空塔气速UOG决定,空塔气速UOG=V0/At。在正常操作下,鼓泡塔内充满液体,气体从反应器底部通入,分散成气泡沿着液体上升,即与液相接触进行反应同时搅动液体以增加传质速率。在鼓泡塔反应器中,气体由顶部排出而液体由底部引出。通常鼓泡反应器的流动状态可划分为如下三种区域:1、安静鼓泡区:UOG<4.5~6cm/s气体通过分布器几乎呈分散的有次序的鼓泡,既能达到一定的流量,又比较少出现返混。在该区域当表观气速低于0.05m/s时,常处于此种安静鼓泡区域,此时,气泡呈分散状态,气泡大小均匀,进行有秩序的鼓泡,目测液体搅动微弱。2、湍流鼓泡区:UOG>8cm/s在较高的表观气速下,安静鼓泡状态不再能维持。此时,部分气泡凝聚成大气泡,塔内气液剧烈无定向搅动,呈现极大的液相返混。气体以大气泡和小气泡两种形态与液体相接触,大气泡上升速度较快,停留时间较长,形成不均匀接触的状态,成为湍流鼓泡区。3、栓塞气泡流动区:在小直径气泡塔中,较高表观气速下会出现栓塞气泡流动状态。这是由于大气泡直径被鼓泡反应器的器壁所限制。宁波鼓泡反应塔装置上海栋伸机械设备有限公司生产的产品质量上乘;
鼓泡塔反应器因结构简单、传质传热效率高等优点而大量应用于石油化工、能源、环境、生物工程等领域。深入研究该类反应器的流体力学行为,可以为优化反应器操作、设计高效的反应器结构以及拓展鼓泡塔的应用范围提供依据。鼓泡塔液相流动由气相驱动,两相之间作用强烈,因而流体力学行为非常复杂;又因大量气泡的存在使得实验研究非常困难。近年来,随着计算流体力学的发展和相关的物理模型不断完善,数值模拟已逐渐成为鼓泡塔研究的重要手段。以鼓泡塔PX氧化反应器放大设计为背景,开展鼓泡塔反应器的数值模拟研究,以指导反应器设计。双流体模型因假定离散气泡相为拟流体,气相与液相互相渗透,因此计算量较小,工业应用潜力大。
鼓泡塔反应器中液体循环速度鼓泡塔反应器中,塔中部液体随气泡群的上升而夹带向上流动,而近壁处液体回流向下,构成了液体循环流动,研究得出d/D=0.7处为轴向循环速度为零点的中心点,直径小于此处液体向上运动,直径大于此处则液体向下运动。中心较大上升液体速度uCL和近壁处较大下降速度uWL的关系环流反应器的气含率和合适尺寸对于低黏度液体,提升式环流反应器的气含率可以表示为:OL为液体循环表观流速为了获得较高的循环流速,对直径为D的提升式内循环反应器,其合适尺寸为导流筒长度4.4D;反应器高度5DOGOLOGOL气体分布器阻力气体分布器阻力床层静压头头阻力鼓泡塔内液相存在返混,所以通常工业鼓泡塔反应器内液相视为理想混合。气液反应是化工生产、炼油工业等过程中经常会遇到的多相反应;
为了改善鼓泡反应器的流动状态,通常采用的解决办法是在塔内径向安装多块挡板或筛板。挡板的作用是迫使流体沿折流路线流动,避免短路。筛板可以有效地对塔内的液体流动起到再分布的作用,消除速度分布。但在高温高压或有固体催化剂存在时,则会出现烧结、堵塞、受热弯曲变形、清洗困难等不少问题,严重影响反应的进行。为了降低鼓泡塔的返混,人们对鼓泡塔结构进行了各种改进,但基本都采用在塔内设置内构件的方法。一种由多对枕式传热板对呈圆柱形排布组成的新型内换热元件,枕式传热板对将整个反应系统空间均匀分隔成若干个通道,起到了有效的导流作用,一定程度上减少了液体物料的返混,提高了反应结果的选择性。中国发明专利提出了一种强化乙炔二聚的鼓泡塔反应器,在鼓泡塔内壁上连接2~8块挡板,挡板可为圆形、矩形或多边形,来减少乙炔气体的返混,使整个乙炔气体的平均浓度提高,加快乙炔二聚反应速率。但液体速度分布测定表明,安装内构件后尽管可使中心处速度下降,但壁处的液体仍然向下面流动,且速度大小与无内构件时完全相同。因此,这种结构只能一定程度上减少塔内的液相返混,且见效甚微。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;苏州鼓泡式反应器哪家好
气体鼓泡通过含有反应物或催化剂的液层以实现气液相反应过程的反应器。宁波鼓泡反应塔装置
鼓泡塔反应器的流体力学特性气泡的直径计算可按Akita准数关联式计算:12vsgDgDgDvs为全塔平均气泡直径;为液体表面张力可用下式描述气泡直径沿径向的变化:为鼓泡内反应器内于直径d处气泡平均直径d为鼓泡塔反应器内任一点的直径气含率:单位体积鼓泡床(充气层)内气体所占的体积分数静态气含率动态气含率液体不流动时的气含率液体连续流动时的气含率气含率的含义是气液混合液中气体所占的体积分率,可用下式表示:GL——气液混合物体积,m对于传质与化学反应来讲,气含率非常重要,因为气含率与停留时间及气液相界面积的大小有关影响气含率的因素主要有设备结构、物性参数和操作条件等。一般气体的性质对气含率影响不大,可以忽略。宁波鼓泡反应塔装置