鼓泡塔反應(yīng)器綜述

《鼓泡塔反應(yīng)器綜述》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。

1、鼓泡塔反應(yīng)器綜述摘要：本文在調(diào)研的基礎(chǔ)上，對(duì)化工生產(chǎn)中常用的鼓泡塔反應(yīng)器進(jìn)行綜合敘述。從鼓泡塔的基本概念、起源發(fā)展、結(jié)構(gòu)、流體力學(xué)特性、傳質(zhì)和傳熱、簡(jiǎn)化模型、設(shè)計(jì)及應(yīng)用等方面進(jìn)行綜述，以便于更好的利用和開發(fā)。Abstract:inthispaper,onthebasisofinvestigation,thechemicalproductioninthebubblecolumnreactorforacomprehensivedescription.Summarizeonbasicconcept,theoriginan

2、ddevelopmentofbubblingtower,structure,hydrodynamics,masstransferandheattransfer,asimplifiedmodel,designandapplication,touseanddevelopbetter.前言用于進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的設(shè)備稱為化學(xué)反應(yīng)器，簡(jiǎn)稱反應(yīng)器?；どa(chǎn)中所用的反應(yīng)器內(nèi)部進(jìn)行的是伴有傳質(zhì)、傳熱和物質(zhì)流動(dòng)的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有時(shí)也稱為工業(yè)反應(yīng)器。按其結(jié)構(gòu)特征來(lái)分，可分為管式反應(yīng)器、釜式反應(yīng)器和塔式反應(yīng)器;按操作方法來(lái)分，可分

3、為間歇、連續(xù)和半間歇反應(yīng)器;按物料相態(tài)來(lái)分，可分為均相反應(yīng)器和非均相反應(yīng)器，均相反應(yīng)器又有氣相和液相兩類，非均相反應(yīng)器又分為氣—液、氣—固、液—液、液—固、氣—液—固等反應(yīng)器。按固體顆粒(固體顆?？梢允欠磻?yīng)物，也可以是催化劑)狀態(tài)來(lái)分，可分為固定床反應(yīng)器、移動(dòng)床反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器等。另外，還有一些分類方法，如按反應(yīng)器內(nèi)溫度分布分類，可分為等溫和非等溫反應(yīng)器;按反應(yīng)器和外部之間換熱來(lái)分，可分為絕熱反應(yīng)器和非絕熱反應(yīng)器等?；瘜W(xué)反應(yīng)器是化工裝置的重要設(shè)備之一，其設(shè)計(jì)是否科學(xué)、合理，其運(yùn)行是否安全、可靠，直接關(guān)系到整套裝

4、置的安全性和經(jīng)濟(jì)效益。反應(yīng)設(shè)備雖然種類繁多,但對(duì)其要求是共同的主要有以下幾點(diǎn):①技術(shù)指標(biāo)先進(jìn),即轉(zhuǎn)化效率高處理量大,能耗低;②使用方便,操作穩(wěn)定,容易調(diào)節(jié),易于清理和檢修;③結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,節(jié)省材料,造價(jià)低廉,制造安裝方便。了解化學(xué)反應(yīng)器發(fā)展的現(xiàn)狀，進(jìn)一步研究和開發(fā)新型實(shí)用的化學(xué)反應(yīng)器具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文就鼓泡塔反應(yīng)器的概念、起源與發(fā)展、結(jié)構(gòu)、流體力學(xué)、應(yīng)用范圍等進(jìn)行綜述，以便于更好的利用和開發(fā)。151鼓泡塔的概念鼓泡塔(BubbleColumnReactor)是在塔體下部裝上分布器，將氣體分散在液體中進(jìn)行傳質(zhì)、傳熱

5、的一種塔式反應(yīng)器。以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)機(jī)械傳動(dòng)部件、易密封、傳熱效率高、操作穩(wěn)定、操作費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于加氫、脫硫、烴類氧化、烴類鹵化、費(fèi)-托合成、廢氣和廢水處理、煤的液化及菌種培養(yǎng)等工業(yè)過(guò)程。特點(diǎn)：氣相高度分散于液相中，具有大的液體持有量和相際接觸面，傳質(zhì)和傳熱效率高，適用于緩慢化學(xué)反應(yīng)和高度放熱的情況；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作穩(wěn)定，投資和維修費(fèi)用低缺點(diǎn)：液相有較大的返混，氣相有較大的壓降。2鼓泡塔的發(fā)展20世紀(jì)70年代以后，有關(guān)鼓泡塔的研究日益活躍，除標(biāo)準(zhǔn)型鼓泡塔外，又開發(fā)了各種各樣的改型鼓泡塔（射流噴射型、氣液下流

6、型、雙管式、多段式、填充式等）和懸濁鼓泡塔等。圖1是各種鼓泡塔的示意圖，從圖中可見，在鼓泡塔中，氣液兩相基本呈并流和逆流兩種。153鼓泡塔的結(jié)構(gòu)3.1簡(jiǎn)單鼓泡塔的基本結(jié)構(gòu)圖2簡(jiǎn)單鼓泡塔1-塔體；2-夾套；3-氣體分布器；4-塔體；5-擋板；6-塔外換熱器；7-液體捕集器；8-擴(kuò)大段主要由塔體和氣體分布器組成。塔體可安裝夾套或其它型式換熱器或設(shè)有擴(kuò)大段、液滴捕集器等；塔內(nèi)液體層中可放置填料；塔內(nèi)可安置水平多孔隔板以提高氣體分散程度和減少液體返混。簡(jiǎn)單鼓泡塔內(nèi)液相可近似視為理想混合流型，氣相可近似視為理想置換流型。最佳

7、空塔氣速應(yīng)滿足兩個(gè)條件：（1）保證反應(yīng)過(guò)程的最佳選擇性；(2）保證反應(yīng)器體積最小。影響傳質(zhì)的因素：當(dāng)氣體空塔氣速低于0.05m/s時(shí)，氣體分布器的結(jié)構(gòu)就決定了氣體的分散狀況、氣泡的大小，進(jìn)而決定了氣含率和液相傳質(zhì)系數(shù)的大小?！　‘?dāng)氣體空塔氣速大于0.1m/s時(shí)，氣體分布器的結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)緊要。此時(shí)的氣泡是靠氣流與液體間的沖擊和摩擦而形成，氣泡大小及其分布狀況主要取決于氣體空塔氣速。153.2氣體升液式鼓泡塔圖3氣體升液式鼓泡塔1-筒體；2-氣升管；3-氣體分布器塔內(nèi)裝有氣升管，引起液體形成有規(guī)則的循環(huán)流動(dòng)，可以強(qiáng)化反應(yīng)器

8、傳質(zhì)效果，并有利于固體催化劑的懸浮。適用于高粘性物系。例如：生化工程的發(fā)酵、環(huán)境工程中活性污泥的處理、有機(jī)化工中催化加氫等特點(diǎn)：在這種鼓泡塔中氣流的攪動(dòng)比簡(jiǎn)單鼓泡塔激烈得多。簡(jiǎn)單鼓泡塔中氣體空塔速度不超過(guò)1m/s，氣體升液式鼓泡塔中氣升鼓泡管內(nèi)氣體空管速度可高達(dá)2m/s，換算至全塔截面的空塔氣速可達(dá)1m/s，其液體循環(huán)速度可達(dá)1～2m/s。153.3空心式圖