多级分段鼓泡塔返混特性及周期性气相脉冲操作的研究

发布时间：2023-06-05 04:06

　　鼓泡塔是一种常见的多相反应器,因其具有结构简单、液相停留时间长、传热传质效率高、操作和维护费用低等突出的优势,尤其适合反应速度慢和热效应明显的化学反应,在石化工业、生物与环境工程等领域得到了广泛的应用。无内构件鼓泡塔的液相大尺度循环流动造成了其严重的液相返混现象,影响了鼓泡塔的性能,难以满足生产工艺的需求。本文基于多釜串联结构可以有效地减轻反应器返混程度的机理,将一种新型隔板内构件引入传统空心鼓泡塔,形成了多级分段鼓泡塔,通过对液相大尺度循环流动进行分割,起到抑制液相返混的作用。目前对于多级分段鼓泡塔内流动与混合过程的认识还不够充分,有必要深入研究其返混特性,为反应器的操作和设计提供指导。实验在一直径0.5 m、高5.3 m的气液两相鼓泡塔冷模装置中进行,主要考察了加入隔板前后鼓泡塔的液体轴向速度分布和停留时间分布的差异。液体轴向速度分布的实验表明,隔板内构件的加入可以使鼓泡塔内的液体轴向速度分布变得平缓,液体中心线速度降低,边壁附近的反向液速也减小,轴向液速的转折点更靠近边壁,液相大尺度循环流动受到了限制,从而减轻了液相返混。采用脉冲示踪法测定停留时间分布,并采用多釜串联模型对比加入...

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
符号说明
前言
第1章 文献综述
    1.1 鼓泡塔反应器的特点与应用
    1.2 鼓泡塔反应器的研究进展
        1.2.1 鼓泡塔流动区域的划分
        1.2.2 鼓泡塔流型的划分
        1.2.3 液体循环流动结构与液体轴向速度
        1.2.4 鼓泡塔内构件技术
    1.3 停留时间分布理论
        1.3.1 停留时间分布的数字特征
        1.3.2 停留时间分布的测量方法
第2章 鼓泡塔内液体轴向速度分布的测定及讨论
    2.1 实验装置
    2.2 液体轴向速度的测定实验
        2.2.1 测量仪器和原理
        2.2.2 实验方法
    2.3 实验结果与讨论
        2.3.1 操作条件对空塔液体轴向速度分布的影响
        2.3.2 加入隔板后的液速分布及其与空塔的对比
    2.4 本章小结
第3章 停留时间分布的测定及分析
    3.1 停留时间分布理论模型
        3.1.1 理想流动模型
        3.1.2 非理想流动模型
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验装置及流程
        3.2.2 示踪剂标准曲线的标定
        3.2.3 全塔平均气含率的测定
    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 等效全混釜数N
        3.3.4 等效全混釜数N的经验关联式
    3.4 本章小结
第4章 多级分段鼓泡塔周期性气相脉冲操作的研究
    4.1 周期性脉冲在反应器中的应用
    4.2 周期性气相脉冲实验
        4.2.1 实验装置
        4.2.2 实验流程
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 停留时间分布
        4.3.2 平均停留时间
        4.3.3 等效全混釜数N
    4.4 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 全文结论
    5.2 研究展望
参考文献
致谢
硕士学习期间论文发表情况



本文编号：3831653