多相搅拌反应器内桨型对传质的影响

发布时间：2017-09-17 02:30

  本文关键词：多相搅拌反应器内桨型对传质的影响

  更多相关文章： 多相搅拌反应器 组合桨型 搅拌槽直径 固体颗粒 搅拌功率 气液传质

【摘要】：多相流搅拌反应器的相与相之间接触面积比较大、传热与传质作用强、操作起来十分灵活、适用的范围比较广,被广泛应用于多个工业过程。在多相流搅拌反应器中常常用kLa来评价通气体系中的气液传质效果,影响一个单元操作的KLa的因素非常多,包括结构因素、操作因素、物系参数等。前人已经研究了多相搅拌反应器中温度对传质的影响,本实验则进一步研究桨型因素对通气输入功率和传质的影响。本实验在直径0.476m的气-液两相搅拌反应器以及直径分别为0.3m和0.476m的气-液-固搅拌反应器中,将去离子水作为液相,空气作为气相,玻璃珠为固体颗粒,对以HEDT和PDT两种径向流桨为底桨,WH及CBY两种轴向流桨为中、上层桨的五种三层组合桨型的通气搅拌功率RPD和气液容积传质系数kLa分别进行研究,对搅拌桨型、通气量、搅拌转速、搅拌槽直径、固相颗粒等因素对RPD及kLa的影响进行分析讨论,并得到各种组合桨型在实验条件范围内适用的RPD及kLa关联式。五种组合桨型包括：HEDT+2WHD、HEDT+2WHU、PDT+CBYWD、 PDT+CBYND及PDT+2WHD。研究结果表明：第一、在气-液两相搅拌反应器中,随搅拌转速和表观气速增大,五种组合桨型的RPD减小,kLa增大；各种桨型中,在其他条件相同时,HEDT+2WHU的RPD最大,PDT+2WHD的kLa最大。底桨类型对RPD的影响最显著,而上两层桨改变则对RPD影响较小；但对kLa影响最显著的因素却是组合桨中上两层桨的桨型,仅上两层桨叶宽变化对kLa影响不大；对比本文涉及的两种槽径下实验结果表明,搅拌槽直径增加,会使RPD和kLa略有降低。第二、在气-液-固搅拌反应器中,随着搅拌转速和表观气速的增大五种组合桨型RPD减小,kLa增大；其中,HEDT+2WHU的RPD和kLa均较其他各种桨型更高。在三相体系中,底桨仍然是影响RPD大小的主要因素；固体颗粒的加入对RPD的影响不大；上两层桨采用上提操作方式有利于体系中kLa的提高；搅拌槽直径变大会使三相体系的RPD降低而使kLa略有提高；体系中加入固体颗粒对RPD基本没有影响,在表观气速比较大时,固相浓度增加对HEDT+2WHU的kLa没有影响,其余四种组合桨型的ha略有下降。
【关键词】：多相搅拌反应器 组合桨型 搅拌槽直径 固体颗粒 搅拌功率 气液传质
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ052
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 主要符号说明12-15
• 第一章 文献综述15-31
• 1.1 多相搅拌反应器15-18
• 1.1.1 概述15-16
• 1.1.2 搅拌桨型及组合16-18
• 1.2 搅拌反应器内传质的研究18-27
• 1.2.1 气液传质的理论与模型19-21
• 1.2.2 k_La的测量方法21-23
• 1.2.3 k_La关联式的建立23-25
• 1.2.4 k_La的各种影响因素25-27
• 1.3 搅拌桨型对传质的影响27-29
• 1.4 本论文研究内容29-31
• 第二章 实验装置与测试方法31-49
• 2.1 实验装置与流程31-37
• 2.1.1 实验装置31-32
• 2.1.2 搅拌桨组合桨型32-34
• 2.1.3 实验流程34-36
• 2.1.4 实验设备与物系36-37
• 2.2 实验物系37
• 2.3 实验测试方法37-41
• 2.3.1 搅拌转速37
• 2.3.2 单位质量搅拌功率37-38
• 2.3.3 通气搅拌功率与相对功率需求38-39
• 2.3.4 容积传质系数K_Lα39-41
• 2.4 实验条件的确定41-49
• 2.4.1 转速范围的确定41-46
• 2.4.2 探头位置的影响46-49
• 第三章 气液两相搅拌反应器内的传质49-63
• 3.1 通气搅拌功率49-55
• 3.1.1 操作参数的影响49-51
• 3.1.2 结构参数的影响51-55
• 3.2 容积传质系数55-62
• 3.2.1 操作参数的影响55-57
• 3.2.2 结构参数的影响57-62
• 3.3 小结62-63
• 第四章 气-液-固三相搅拌反应器内的传质63-81
• 4.1 通气搅拌功率63-70
• 4.1.1 操作参数的影响63-65
• 4.1.2 结构参数的影响65-69
• 4.1.3 固体颗粒的影响69-70
• 4.2 容积传质系数70-79
• 4.2.1 操作参数的影响70-72
• 4.2.2 结构参数的影响72-77
• 4.2.3 固体颗粒的影响77-79
• 4.3 小结79-81
• 第五章 主要结论81-83
• 5.1 气-液两相81
• 5.2 气-液-固三相81-83
• 第六章 创新点与前景展望83-85
• 6.1 创新点83
• 6.2 前景展望83-85
• 参考文献85-93
• 致谢93-95
• 导师及作者简介95-96
• 附件96-97

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 杨锋苓;周慎杰;;错位Rushton桨的水动力学特性[J];华中科技大学学报(自然科学版);2016年02期

2 张津津;高正明;尹连清;包雨云;;热态气-液多层桨搅拌槽内的气液分散和传质性能[J];北京化工大学学报(自然科学版);2015年06期

3 张津津;高正明;蔡雅婷;包雨云;;多层组合桨搅拌槽内通气功率和传质性能研究[J];北京化工大学学报(自然科学版);2015年05期

4 程荡;程景才;雍玉梅;杨超;毛在砂;;多相搅拌槽内宏观混合研究进展[J];化学工程;2011年06期

5 赵静;程先明;高正明;;组合桨液相搅拌槽内流动特性的实验研究及数值模拟[J];北京化工大学学报(自然科学版);2011年03期

6 张淑华,李涛,朱炳辰,朱子彬;三相机械搅拌反应器气液传质[J];化工学报;2005年02期

，

本文编号：866753