固定床鼓泡反应器的流体力学行为及传质特性研究

发布时间：2021-02-02 18:38

　　固定床鼓泡反应器广泛应用于石油化工、废水处理等领域,本文分别在内径为5 cm、14 cm和28 cm的固定床鼓泡反应器中研究了反应器的流体力学行为以及传质特性。压降和持液量是固定床鼓泡反应器设计与操作的重要参数,本文在内径为5 cm的固定床鼓泡反应器内,采用不同直径的疏水Al2O3和玻璃珠填料研究了气液流速、颗粒直径、颗粒润湿性等因素对床层压降和持液量的影响。结果表明,液速对床层压降和持液量的影响比气速更加明显;颗粒直径的增大会使床层的压降和持液量减小;液速较大时,颗粒润湿性对床层压降和持液量的影响比较明显。停留时间分布是考察反应器内液相流动状态的重要参数,本文在不同直径的反应器内研究了塔径对流体流动的影响。结果表明,随着反应器直径的增大,液相在床层内的平均停留时间变长,床层内部液相的轴向返混程度增强,内径为5 cm的反应器内液体流动更接近于平推流。平均气泡直径是影响反应器传质的重要参数,本文在14cm的反应器内研究了填料颗粒的尺寸对平均气泡直径的影响。结果表明在9.3 mm填料颗粒的床层中,气泡的平均直径与床层的孔尺寸相近。提出了预测固定床鼓泡反应器中平均气泡直径的经验关联式,其预测... 

【文章来源】：华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
符号说明
绪论
第1章 文献综述
    1.0 流型分布
    1.1 床层结构
        1.1.1 颗粒尺寸
        1.1.2 壁面效应
    1.2 床层压降
        1.2.1 操作条件
        1.2.2 流体的物理性质
        1.2.3 床层的堆积特征
    1.3 床层持液量
        1.3.1 持液量的测定方法
        1.3.2 经验关联式
    1.4 停留时间分布
        1.4.1 统计特征参量
        1.4.2 测量方法
        1.4.3 轴向返混程度
    1.5 鼓泡床的传质
        1.5.1 疏水性催化剂
        1.5.2 传质模型
        1.5.3 相界面积
        1.5.4 平均气泡直径
第2章 床层持液量与压降
    2.1 实验研究
        2.1.1 实验仪器与试剂
        2.1.2 实验装置流程
    2.2 持液量研究结果与讨论
        2.2.1 气液流速对持液量的影响
        2.2.2 填料尺寸对持液量的影响
        2.2.3 颗粒润湿性对总持液量的影响
        2.2.4 经验关联式
    2.3 床层压降研究结果与讨论
        2.3.1 气液流速对床层压降的影响
        2.3.2 颗粒直径对床层压降的影响
        2.3.3 颗粒润湿性对床层压降的影响
    2.4 本章小结
第3章 反应器内返混现象研究
    3.1 示踪实验理论
        3.1.1 示踪剂的选择
        3.1.2 脉冲注入法
        3.1.3 理论模型
    3.2 实验研究
        3.2.1 实验仪器与试剂
        3.2.2 实验装置流程
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 停留时间分布
        3.3.2 平均停留时间
        3.3.3 Peclet准数
    3.4 本章小结
第4章 填料尺寸对平均气泡直径的影响
    4.1 实验原理
        4.1.1 床层气含率的测量
        4.1.2 气液界面积的测定
        4.1.3 平均气泡直径
    4.2 实验装置流程
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 床层气含率
        4.3.2 气液界面积
        4.3.3 平均气泡直径
        4.3.4 气泡直径的经验关联式
    4.4 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 全文总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
硕士期间论文发表情况


【参考文献】：
期刊论文
[1]固定床鼓泡反应器的流型与压降的瞬态表征[J]. 杨雨清,孙诗炜,孔祥明,钟思青,刘仲能,吕晓渊,程振民.  华东理工大学学报(自然科学版). 2010(05)
[2]物料停留时间分布测试方法及装置进展[J]. 熊辉,冯连勋,方辉.  橡塑技术与装备. 2007(11)
[3]大型塔板液体等停留时间分布的研究（Ⅰ）——实验测试方法和液流分布模式分析[J]. 姬登祥,俞晓梅,李育敏.  浙江工业大学学报. 2006(02)
[4]鼓泡床内气泡直径的分布[J]. 胡强,周慧,沈伟.  四川化工. 2004(04)
[5]鼓泡流化床中气泡特性的图像处理方法研究[J]. 陈永国,田子平,钟志强,缪正清,李俊,熊天柱.  仪器仪表学报. 2003(S2)
[6]气液并流向上填充床及其进展[J]. 张受谦.  青岛化工学院学报. 1993(04)

硕士论文
[1]固定床内压降和流场的CFD分析[D]. 王春雷.天津大学 2013



本文编号：3015186