南京鼓泡反应塔生产厂家

时间:2022年02月11日 来源:

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。空心式鼓泡塔用于缓慢化学反应系统或伴有大量热效应的反应系统。南京鼓泡反应塔生产厂家

鼓泡塔是一种常见的多相反应器,因其具有结构简单、液相停留时间长、传热传质效率高、操作和维护费用低等突出的优势,尤其适合反应速度慢和热效应明显的化学反应,在石化工业、生物与环境工程等领域得到了普遍的应用。无内构件鼓泡塔的液相大尺度循环流动造成了其严重的液相返混现象,影响了鼓泡塔的性能,难以满足生产工艺的需求。基于多釜串联结构可以有效地减轻反应器返混程度的机理,将一种新型隔板内构件引入传统空心鼓泡塔,形成了多级分段鼓泡塔,通过对液相大尺度循环流动进行分割,起到阻止液相返混的作用。目前对于多级分段鼓泡塔内流动与混合过程的认识还不够充分,有必要深入研究其返混特性,为反应器的操作和设计提供指导。实验在一直径0.5m、高5.3m的气液两相鼓泡塔冷模装置中进行,主要考察了加入隔板前后鼓泡塔的液体轴向速度分布和停留时间分布的差异。南京鼓泡反应塔生产厂家工业中所遇到的鼓泡反应器,按其结构可以分为:空心式、多段式、气提式和液体喷射式。

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。主要形式有:(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。

气含率是表征气液鼓泡反应器流体力学特性的基本参数之一,它直接影响反应器内气液接触面积,从而影响传质速率与宏观反应速率,是气液鼓泡反应器的重要设计参数,测定气含率的方法许多,静压法是较精确的一种,基本原理由反应器内伯努利方程而来,可测定各段平均气含率,也可测定某一水平位置的局部气含率。根据伯努利方程有:gcdpdH会作相应变化,一般有如下关系:取决于流动状况。对安静鼓泡流,n值在0.7~1.2之间;在湍动鼓泡流或过渡流区,uG影响较小,n假设εG=kuG根据不同气速下的气含率数据,以lgεGlguG作图标绘,或用较小二乘法进行数据拟合,即可得到关系式中参数k气泡比表面是单位液相体积的相界面积,也称气液接触面积,比相界面积,也是气液鼓泡反应器比较重要的参数之一。鼓泡塔运行简单经济,极适用于高压臭氧化。

甲醇低压液相羰基合成反应是醋酸生产过程中的中心工艺,在反应过程中,原料甲醇、一氧化碳、闪蒸塔底回流和循环物流以连续的方式加入到反应器中,在主催化剂和助催化剂的作用下经过复杂的中间反应生成醋酸。此反应过程为强放热反应,因此,该过程反应器需要具有良好的气体分散、气液混合以及良好的移热能力。甲醇低压液相羰基合成醋酸是典型的汽液反应,目前工业装置采用的反应器型式有鼓泡塔反应器、机械搅拌釜和水力学搅拌釜三种类型。典型的鼓泡反应器主要由塔体和置于塔体下部的气体分布器等组成。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。南京鼓泡反应塔生产厂家

鼓泡反应器的优点:热容量大。南京鼓泡反应塔生产厂家

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。南京鼓泡反应塔生产厂家

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