鼓泡塔反應器的特點結構.ppt

鼓泡塔反應器 鼓泡塔反應器的特點與結構 鼓泡塔反應器的傳質 鼓泡塔反應器的計算,鼓泡塔反應器鼓泡塔反應器的特點與結構,特點： 塔內充滿液體，氣體從反應器底部通入，分散成氣泡沿著液體上升，既與液相接觸進行反應同時攪動液體以增加傳質速率。 這類反應器適用于液體相也參與反應的中速、慢速反應和放熱量大的反應。 鼓泡塔反應器結構簡單、造價低、易控制、易維修、防腐問題易解決，用于高壓時也無困難。 鼓泡塔內液體返混嚴重，氣泡易產(chǎn)生聚并，故效率較低。,結構,塔體： 氣體分布器：使氣體分布均勻，強化傳熱、傳質。是氣液相鼓泡塔的關鍵設備之一。 型式：多孔板 噴嘴 多孔管等 3、換熱裝置： 夾套式：熱效應不大時。 蛇管式：熱效應較大時。 外循環(huán)換熱式：熱效應較大時。 4、水平多孔隔板：提高氣體分散度，減少液體縱向循環(huán)。,鼓泡塔的傳遞特性,鼓泡塔的流體力學特性 塔內液體流動狀態(tài)：由空塔氣速uOG決定 空塔氣速uOG=v0/At 安靜區(qū)：uOG8cm/s 氣泡不斷地分裂、合并，并產(chǎn)生激烈無定向運動。塔內液體擾動劇烈，返混嚴重，流型接近CSTR。,氣泡尺寸 a. 氣泡的形成： uOG較低時：氣體分布器 uOG中等時：氣體分布器加液體湍動 uOG較高時：液體湍動使氣流破碎成氣泡。,b.單個氣泡的形狀和直徑 形狀：db1.0cm 垂直上升的菌帽狀 條件：,200,氣泡群的直徑的計算,a.當量比表面直徑dVS：,b.體積平均直徑dV：,c.幾何平均直徑dg：,含氣率： 單位體積充氣層內氣體所點的體積分率。 OG：靜態(tài)氣含率。液體不流動時的氣含率。 G：動態(tài)氣含率。液體連續(xù)流動時的氣含率。,比相界面a： 單位反應器有效體積氣泡的表面積。m2/m3,鼓泡塔的氣體壓降P： P=分布板小孔壓降+鼓泡塔靜壓降 = kpa 式中 C2=0.8 （小孔阻力系數(shù)） u0：小孔氣速，m/s 鼓泡層密度,kg/m3,鼓泡塔的傳質 一般氣膜傳質阻力較小，可以忽略，液膜傳質阻力的大小決定了傳質速率的快慢。 欲提高單位相界面的傳質速率，即提高傳質系數(shù)，則必須提高擴散系數(shù)。 擴散系數(shù)不僅與液體物理性質有關，而且還與反應溫度、氣體反應物的分壓或液體濃度有關。當鼓泡塔在安靜區(qū)操作時，影響液相傳質系數(shù)的因素主要是氣泡大小、空塔氣速、液體性質和擴散系數(shù)等；而在湍動區(qū)操作時，液體的擴散系數(shù)、液體性質、氣泡當量比表面積以及氣體表面張力等，成為影響傳質系數(shù)的主要因素。,計算液膜傳質過程可用以下公式：,鼓泡塔中的傳熱,傳熱方式：三種 利用溶劑、反應物或產(chǎn)物氣化帶走熱量。 利用液體外循環(huán)冷卻器移走熱量。 利用夾套、蛇管或列管式冷卻器移走熱量。,鼓泡塔反應器的計算,反應器體積,充氣層的體積：VR=VG+VL,分離空間體積：VE,頂蓋死區(qū)體積：VC,VL: 半連續(xù)操作時：VL=VOL(+) 連續(xù)操作時：VL=VOL 其中：（-rA）:實測的宏觀速度。,VG： VR：,4、VE： 當液滴移動速度小于0.0001m/s HE=ED 當D1.2m HE1m D1.2m E=