镇江鼓泡式反应器介绍

时间:2021年11月12日 来源:

鼓泡塔向装满液体的塔内鼓气泡,是饮水消毒较常用的臭氧反应器,混合的程度依气泡大小和表面气体流速而定。鼓泡塔运行简单经济,极适用于高压臭氧化。为了控制温度,塔内可安装热交换器。鼓泡塔也适用于化学反应速率控制的臭氧化反应,气体接触时间主要通过气泡上升速度和液柱高度予以控制。在气-液接触系统中,鼓泡塔传质效率所受压力的影响,不像它在气-气接触系统中那么大。在某些化学反应情况下,能投加催化剂颗粒构成一种絮体反应器。催化剂颗粒因气泡运动被保持在悬浮状态,但是,催化剂颗粒也能引起喷头堵塞问题,特别是如果气流变成间歇的,或者如果气泡上升速度太慢不足以保持催化剂颗粒的悬浮。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。镇江鼓泡式反应器介绍

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。镇江鼓泡式反应器介绍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。

鼓泡反应器的特点是气相高度分散在液相之中,具有大的液体持有量和相际接触面,传质和传热效率较高,适用于缓慢化学反应和高度放热的情况;同时,鼓泡反应器结构简单,塔内充满液体,气体自塔下方流入,通过气体分布器均布后成气泡向上流,操作稳定,投资和维修费用低。但是鼓泡塔单位体积的相界面积则是所有塔式反应器中较小的一种,因此,过程中传质影响明显的气液反应不宜采用鼓泡塔。此外,塔内液相的返混和气相的压降也较大。为了保证气体沿截面的均匀分布,鼓泡塔的直径不宜过大,一般在2~3m以内。

由于鼓泡塔反应器在化工、食品、环境等工业中的重要应用以及计算流体力学(Computationalfluiddynamics,简称为CFD)方法在多相流体力学性质模拟方面发挥的重要作用,采用流体体积函数(VolumeofFluid,简称为VOF)方法模拟了一个典型的方形鼓泡塔中气液两相流体力学行为,对方形鼓泡反应器进行了网格单独性分析,对建立的CFD-VOF模型通过实验数据进行了模型检验,考察了反应器内的轴向和合速度分布、气相体积分数分布、速度矢量分布等重要的流体力学性质。随后考察了鼓泡反应器的气体分布装置和操作气速对反应器内速度矢量分布的影响。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。

在反应器的设计与工业过程的开发中,要尽可能的降低能耗,减少床层压降。在固定床鼓泡反应器中,床层压降主要来源于两个方面:一方面来自于流体在通过反应器床层时,气液固三相之间的相互作用;另一方面,反应器内部液相自身重量会在反应器进出口之间产生一个压降。流体流经固定床床层时会受到填料颗粒以及反应器壁面的摩擦阻力,产生一定的压力损失,压力损失主要来源于两个方面:一方面是由于颗粒对流体的曳力;另一方面来自流体在流动过程中孔道截面积突然扩大和缩小以及流体对颗粒的冲击和流体的分裂。当流体在床层内的流速较小时,床层压力损失主要来源于流体与填料颗粒之间的摩擦;而流体在床层内的流速较大时,床层的压力损失则主要来源于孔道截面积的突然扩大和缩小。因此固定床鼓泡反应器内部的床层压降与流体的物理性质、填料堆积特征以及操作条件有关。鼓泡塔反应器是一种较常见和较重要的多相流反应器,在多个领域有着普遍的应用。镇江鼓泡式反应器介绍

鼓泡反应器的优点:热容量大。镇江鼓泡式反应器介绍

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。镇江鼓泡式反应器介绍

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