徐州鼓泡塔的结构

气液鼓泡的反应器的气泡表面和气含率，是判别反应器流动状态、传质效率的重要参数。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，测定的方法许多，有体积法、重量法、光学法等。气泡比表面的测定有物理法、化学法等，己有许多学者进行了系统研究，确定了气泡比表面与气含率的计算关系，可以直接应用。方有一气体分布器。有两种规格的分布器可供选择，一种是微孔板分布器，其孔径约5微米，另一种是400目的不锈钢筛网分布器，其孔径约200微米。塔的下方有一法兰，用于拆装分布器。塔的右侧有玻璃测压管，可测出塔内不同高度气泡层的压差。气源为空气压缩机，调节阀用于调节空气流速，转子流量计用于测定空气流量。型压力计中液位在一个水平面上，防止有气泡存在;稳定后记录各点U型压力计刻度值;改变气体流量，重复上述操作(可做8~10个条件);1%(V/V)的乙醇水溶液加入反应器床层中，至一定刻度。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。徐州鼓泡塔的结构

在气液接触反应器中，常见的填充床反应器、降膜反应器、板式反应器、鼓泡反应器、搅拌反应器、喷雾反应器和高速湍动反应器，其中，鼓泡反应器具有比较大的储液量，适宜于慢反应和放热量大的反应。这特别适合于有机物液相氧化为有机物过氧化氢的反应，如专利US4066706，乙苯氧化为乙苯过氧化氢;专利US6956136，异丙苯氧化为异丙苯过氧化氢;专利EP0673907异丁烷氧化为叔丁基过氧化氢;专利US4269805环己烷氧化为环己基过氧化氢、二甲苯氧化为芳香醇等均采用鼓泡反应器。这是由于有机物液相氧化反应为慢反应，一般需要数小时或十数小时的停留时间，因而采用鼓泡反应器是适合的。由于鼓泡反应器液相轴向返混现象严重，连续操作型鼓泡反应器反应速率明显下降，比较难在单一反应器中达到较高的液相转化率。徐州鼓泡塔的结构鼓泡反应器有槽型鼓泡反应器、鼓泡管式反应器、鼓泡塔等多种结构型式，其中鼓泡塔应用较广。

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。

在固定床鼓泡反应器中，液体可以看做是由许多单独存在的单元所组成的连续体，液相从入口进入反应器床层之后，每一个微小单元的位置随着时间不断发生变化并较终离开反应器床层。液体从流入反应器到流出反应器这一过程中，每一个流体单元在反应器床层中停留的时间是不一样的，从而形成了停留时间分布。停留时间分布是微观混合过程的宏观表现，是衡量反应器混合性能的重要参数。对于一些快速反应而言，如果化学反应所需要的时间小于反应物在反应器内部的停留时间，则会出现无法完全反应的情况，此时反应物之间的混合效果对反应的转化率和产物的选择性都有较为明显的影响。若热效应较大时，可在塔内或塔外装备热交换单元。

简单鼓泡塔内液相可近似视为理想混合流型，气相可近似视为理想置换流型。较佳空塔气速应满足两个条件：（1）保证反应过程的较佳选择性；(2）保证反应器体积较小。影响传质的因素：当气体空塔气速低于0.05m/s时，气体分布器的结构就决定了气体的分散状况、气泡的大小，进而决定了气含率和液相传质系数的大小。当气体空塔气速大于0.1m/s时，气体分布器的结构无关紧要。此时的气泡是靠气流与液体间的冲击和摩擦而形成，气泡大小及其分布状况主要取决于气体空塔气速。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。徐州鼓泡塔的结构

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。徐州鼓泡塔的结构

研究者基于实验测试，研究鼓泡反应器内充氧曝气过程牛顿流体（清水）和非牛顿流体（CMC水溶液）中气液两相间的传质过程，主要考察气相表观气速和液相流变特性对气泡尺寸分布、全局气含率和体积氧传质系数的影响规律。通过传质理论分析，借助Sherwood数(Sh)、Reynolds数(Re)和Schmidt数(Sc)等无量纲数，建立适用于幂律型非牛顿流体体系的氧传递系数和气液传质的计算关系式。为具有非牛顿流体流动的废水处理装置中气液两相传质分析提供理论参考和计算依据。徐州鼓泡塔的结构

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