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鼓泡塔反应器鼓泡塔反应器的特点与结构鼓泡塔反应器的传质鼓泡塔反应器的计算 1 鼓泡塔反应器鼓泡塔反应器的特点与结构 特点 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 既与液相接触进行反应同时搅动液体以增加传质速率 这类反应器适用于液体相也参与反应的中速 慢速反应和放热量大的反应 鼓泡塔反应器结构简单 造价低 易控制 易维修 防腐问题易解决 用于高压时也无困难 鼓泡塔内液体返混严重 气泡易产生聚并 故效率较低 2 结构 3 塔体 气体分布器 使气体分布均匀 强化传热 传质 是气液相鼓泡塔的关键设备之一 型式 多孔板喷嘴多孔管等3 换热装置 夹套式 热效应不大时 蛇管式 热效应较大时 外循环换热式 热效应较大时 4 水平多孔隔板 提高气体分散度 减少液体纵向循环 4 鼓泡塔的传递特性 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安静区 uOG8cm s气泡不断地分裂 合并 并产生激烈无定向运动 塔内液体扰动剧烈 返混严重 流型接近CSTR 5 气泡尺寸a 气泡的形成 uOG较低时 气体分布器uOG中等时 气体分布器加液体湍动uOG较高时 液体湍动使气流破碎成气泡 b 单个气泡的形状和直径形状 db1 0cm垂直上升的菌帽状条件 200 6 气泡群的直径的计算 a 当量比表面直径dVS b 体积平均直径dV c 几何平均直径dg 7 含气率 单位体积充气层内气体所点的体积分率 OG 静态气含率 液体不流动时的气含率 G 动态气含率 液体连续流动时的气含率 比相界面a 单位反应器有效体积气泡的表面积 m2 m3 8 鼓泡塔的气体压降 P P 分布板小孔压降 鼓泡塔静压降 kpa式中C2 0 8 小孔阻力系数 u0 小孔气速 m s鼓泡层密度 kg m3 9 鼓泡塔的传质一般气膜传质阻力较小 可以忽略 液膜传质阻力的大小决定了传质速率的快慢 欲提高单位相界面的传质速率 即提高传质系数 则必须提高扩散系数 扩散系数不仅与液体物理性质有关 而且还与反应温度 气体反应物的分压或液体浓度有关 当鼓泡塔在安静区操作时 影响液相传质系数的因素主要是气泡大小 空塔气速 液体性质和扩散系数等 而在湍动区操作时 液体的扩散系数 液体性质 气泡当量比表面积以及气体表面张力等 成为影响传质系数的主要因素 10 计算液膜传质过程可用以下公式 11 鼓泡塔中的传热 传热方式 三种利用溶剂 反应物或产物气化带走热量 利用液体外循环冷却器移走热量 利用夹套 蛇管或列管式冷却器移走热量 12 鼓泡塔反应器的计算 反应器体积 充气层的体积 VR VG VL 分离空间体积 VE 顶盖死区体积 VC 13 VL 半连续操作时 VL VOL 连续操作时 VL VOL其中 rA 实测的宏观速度 14 VG VR 15 4 VE 当液滴移动速度小于0 0001m sHE ED当D 1 2mHE 1mD 1 2m E
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