苏州鼓泡反应塔介绍

气液鼓泡塔反应器为方型鼓泡塔反应器，反应器的长度为0.15m，高度为0.45m，首先在商业软件GAMBIT中建立反应器的二维模型，随后对反应器的模拟区域进行网格划分，网格划分采用结构化的正四边形网格，分别采用0.5mm、1.0mm和2.0mm的网格精度并进行了网格单独性分析。计算流体力学软件FLUENT用于求解反应器数学方程，采用非稳态求解方法，时间步长设定为0.001s。在边界条件的设置中，入口边界条件设置为Velocityinlet，其中气相体积分数为100%，表示只有气体进入鼓泡塔而液体则填充在鼓泡塔中；出口边界条件设置为适用于充分发展流动的Outflow边界条件；反应器壁面设置为无滑移的壁面边界条件。在模型参数设置中，气体体积分数的离散采用Geo-reconstruct格式；为了确保计算的准确性，对中的每个算例，收敛准则均设定为1×10﹣6；为了较为快速地收敛，密度、压力和动量的亚松弛因子分别设置为0.3、1.0和0.7。鼓泡反应器是以液相为连续相，气相为分散相的气液反应器。苏州鼓泡反应塔介绍

鼓泡塔反应器的经验计算法：气液反应过程是伴有化学反应的传递过程，虽然气液反应理论有了比较大发展，对于工业生产设备的选型和过程强化起指导作用。但是让不能定量地设计气液反应器设备，故鼓泡塔反应器体积的确定仍然使用经验法。反应器体积的计算：鼓泡塔反应器除内件（填料、隔板、换热器等）的体积之外，其主要有四部分构成：①静液层体积VL。②气液层所含气体体积VG。③气液分离空间体积VE。④顶盖死角体积VC。即：V=VL+VG+VE+VC。(1)充气液层的体积VR：VR=VG+VL=VL/(1-εG)(2)分离空间体积VE：VE=(π/4)D2HE。(3)顶盖死角体积VC：VC=πD3/12φ。4.2反应器直径和高度空塔气速：UOG=qvG/(3600At)；At=(π/4)D2；UOG由实验或工厂数据确定，qvG由生产任务确定。一般UOG=0.0028~0.0085m/s,当UOG较小时，塔径D较大，应考虑气体沿径向均匀分布；当UOG较大时，塔径D较小，液面会比较高，气体入口处静压力增大气体输送费用增加，并可能出现液柱腾涌的不正常现象，塔高和塔径之比一般取值在3～12之间。苏州鼓泡反应塔介绍鼓泡反应器设计必须先考虑总工艺之后，才能确定一座气液接触器（反应器）的尺寸。

鼓泡塔中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。扩散系数不只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，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。

鼓泡塔的吸收流程：（1）吸收工艺根据吸收剂与废气在吸收设备内的流动方向，可将吸收工艺分为：①逆流操作。即在吸收设备中，被吸收气体由下向上流动，而吸收剂则由上向下面流动，在气、液逆向流动的接触中完成传质过程。②并流操作。被吸收气体与吸收剂同时由吸收设备的上部向下部同向流动。③错流操作被吸收气体与吸收剂呈交叉方向流动。在实际的吸收工艺中，一般均采用逆流操作。（2）吸收流程吸收流程布置可分为循环过程与非循环过程两种。①非循环过程。流程布置的主要特点是对吸收剂不予再生，即没有吸收质的解吸过程。右侧所示流程中虽有部分吸收剂进行循环，但循环部分与非循环部分均无吸收剂的再生步骤。②循环过程。流程的主要特点是吸收剂的封闭循环，在吸收剂的循环中对其进行再生。待净化气体进入吸收塔进行吸收，塔底排出的吸收液进入解吸塔或再生塔，用适当的方法使吸收质从吸收液中释出，再生后的吸收剂入吸收塔重新使用。气含率是鼓泡反应器中气相所占的体积分率，也是决定气泡比表面的重要参数。

在固定床反应器中，气体反应物需要经历气-液界面与液-固界面的传递过程，才能较终转移到固体催化剂表面进行反应。因此反应器的传质性能对反应速率以及反应的转化率具有显着影响。1、疏水性催化剂。固定床鼓泡反应器中，为了提高催化剂的利用率，希望催化剂始终处于完全润湿状态。这种情况下，通过改性制备疏水性的催化剂有利于降低反应过程中的传质阻力，使得气相反应物更容易扩散至催化剂表面完成反应。2、相界面积。物料在反应器内需要经历气-液界面的传质过程才能发生化学反应，相界面积是影响传质过程的重要因素。3、平均气泡直径。在固定床鼓泡反应器中，气泡直径对气体流动状态、气液传质效率以及反应速率有显着影响，固定床鼓泡反应器内气泡的平均直径与气液流速、流体的物性、床层结构等有关。气体一般由环形气体分散器、单孔喷嘴、多孔板等分散后通入。苏州鼓泡反应塔介绍

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。苏州鼓泡反应塔介绍

鼓泡反应器主要形式：①鼓泡塔：气体从塔底向上经分布器以气泡形式通过液层，气相中的反应物溶入液相并进行反应，气泡的搅拌作用可使液相充分混合。鼓泡塔结构简单，没有运动部件，适用于高压反应或腐蚀性物系。②鼓泡搅拌釜：又称通气搅拌釜，利用机械搅拌使气体分散进入液流以实现质量传递和化学反应。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。鼓泡搅拌釜因搅拌器的形式、数量、尺寸、安装位置和转速都可进行选择和调节，故具有较强的适应能力。当反应为强放热时，上述两种反应器均可设置夹套或冷却管以控制反应温度;还可在反应器内设导流筒,以促进定向流动;或使气体经喷嘴注入，以提高液相的含气率，并加强传质。苏州鼓泡反应塔介绍