南京鼓泡反应器

鼓泡塔反应器是一种气-液或气-液-固多相接触与反应装置,在多个领域有普遍应用。大型液相费托合成反应器内部安装有密集的换热列管束,这种情况下的多相流动规律还少有研究。鼓泡塔内流动沿塔高的发展规律及流动区域的划分是流体力学研究和反应器开发的基本问题,在列管束存在的情况下目前还没有得到清楚的认识。现有文献中关于鼓泡塔流动发展的研究大多针对小塔径(0.5m)以及无内构件的情况。对于含有密集列管束鼓泡塔的实验研究大都集中在充分发展区的流动状态,没有考虑流动沿塔高的发展和流动区域的划分问题,而该问题对于反应器的放大和分布器的开发具有至关重要的影响。鼓泡塔反应器因结构简单、传质传热效率高等优点而大量应用于石油化工、能源、环境、生物工程等领域。南京鼓泡反应器

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。南京鼓泡反应器鼓泡反应器的优点:结构简单。

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。

在固定床鼓泡反应器中，气液并流向上通过催化剂床层，由于气液流速、床层特征、分布器结构等的不同，流体在床层中的流动会表现出不同的流型。不同的流型对反应器内气液固之间的传质具有显着影响，进而影响到反应的转化率。在固定床鼓泡反应器中，随着表观气速的变化，床层内的气泡运动状态发生改变，可以将反应器内的流型分为安静鼓泡流、脉冲流和喷射流。在较小的表观气速下，气体以均匀的小气泡形式分散在液相中，反应器内呈现出安静鼓泡流状态;随着气速不断增大，床层内部产生少量大气泡，气液固之间的相互作用逐渐增大，导致床层局部发生湍动现象，此时反应器内处于脉冲流状态;随着气速的继续増大，床层内气液固三相之间产生强烈的相互作用，气泡之间不断聚合和破裂，导致床层中呈现出剧烈的液体湍动和局部液相循环现象，此时反应器内部处于喷射流状态。Achuvelly等人在研究鼓泡床反应器内的流型分布时，采用了矩鞍环、拉西环和球形颗粒填料考察了床层特征对流型的影响，并给出了不同气液流速下的流型分布图，他们发现在整个实验范围内，流型转变主要受到气体流速的影响。液体循环流动是鼓泡塔内一种重要的基本流动现象。

鼓泡塔反应器的特点与结构特点：塔内充满液体，气体从反应器底部通入，分散成气泡沿着液体上升，既与液相接触进行反应同时搅动液体以增加传质速率。这类反应器适用于液体相也参与反应的中速、慢速反应和放热量大的反应。鼓泡塔反应器结构简单、造价低、易控制、易维修、防腐问题易解决，用于高压时也无困难。鼓泡塔内液体返混严重，气泡易产生聚并，故效率较低。储液量大，适于速度慢和热效应大的反应。液相轴向返混严重，连续操作型反应速率明显下降。在单一反应器中，比较难达到高的液相转化率，因此常用多级彭泡塔串联或采用间歇操作方式。气体分布器：使气体分布均匀，强化传热、传质。是气液相鼓泡塔的关键设备之一。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。南京鼓泡反应器

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。南京鼓泡反应器

泡塔式反应器结构简单、运行可靠、制造成本低，已成功用于规模化生产的PTA装置。采用鼓泡塔式反应器，对对二甲苯(PX)氧化结晶生成对苯二甲酸(TA)的工艺过程有着比较大的进步和加大了生产量。为股跑塔式反应器的进一步研究及工业化应用提供基础实验数据。2014近年来，随着我国对苯二甲酸(PTA)产能的快速增加，单套PTA装置的生产能力大幅提高。其中，中心设备对二甲苯(PX)氧化反应器的生产能力越来越大，单套反应器的生产能力已达到75万t/a。PX氧化反应涉及了气、液、固三相，在反应器内，氧化反应、传质、传热同时进行，在反应器生产能力逐步增加的过程中，带有水富集段的鼓泡塔式反应器得到了比较好的放大和应用。南京鼓泡反应器

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