130L环隙气升式旋流反应器的局部相含率研究

为给渣油加氢反应器的工业放大提供参考,在130L环隙气升式旋流反应器中,以空气-水-717型阴 离子交换树脂为三相物系,研究了表观气速、底部间隙、固体装载量、导流筒型式、乙醇体积分数对相含率的影响。 结果表明,上升区局部气含率随表观气速、乙醇体积分数的增加而增加,随固体装载量的增加而降低,随底部间隙的 增加先增加而后减小,底部间隙最优值为60mm。当导流筒型式不同时,气含率由大到小依次为:翅片型、喇叭口 型、传统圆柱型。在表观气速为0.239、0.478cm/s时,上升区局部固含率沿轴向高度呈现出“下浓上稀”的趋势;当表 观气速为0.597、0.836cm/s时,上升区局部固含率轴向分布均匀。上升区局部固含率随底部间隙的增大而减小,随 乙醇体积分数的增加而变化不大。     

高长径比气升式环流反应器的流体动力学模型

在高长径比(H/D=22.2)气升式环流反应器中,依据能量平衡原理及漂流通量模型,考虑到导流筒中由于固体颗粒的加入而引起的液固两相间的能量损失,提出液固能量损失系数Cf,并给出Cf的测量方法,建立上升区循环液速的预测模型.以空气-水-石英砂为物系,研究气含率、固含率、循环液速随表观气速的变化规律,将循环液速的预测值与实验值进行比较.结果表明:表观气速在1.32~4.45 cm/s范围内时,气含率随表观气速的增大而增大;固含率与表观气速的关系不大,固体颗粒含量越多固含率越大;循环液速随表观气速的增加而增大,随着固体含量的增加而减小,并随粒径的增大而减小.     

130 L气升式旋流反应器体积传质系数研究

对于空气⁃水和空气⁃水⁃阴离子交换树脂物系,在体积为130 L（内径为290 mm、高为2 000 mm）气升式旋流反应器（HALR）中,当表观气速为0~0.84 cm/s时,研究了固体装载量、颗粒粒径、有无分离器、不同导流筒形式对体积传质系数的变化规律。结果表明,三相物系的体积传质系数大于两相的体积传质系数;随着颗粒粒径的增大,体积传质系数呈下降趋势;有分离器的体积传质系数大于无分离器的;表观气速较小时,带翅片导流筒的体积传质系数最大。     

气升式环流反应器的流体动力学模型

用空气-水体系,在下降管直径和上升管直径分别为0.03m和0.09m,反应器的总高度为1.3m的气升式环流反应器中对气含率和流体循环速度进行了实验研究,总结了液体速度和气含率随表观气速的变化规律;根据动量平衡原理和漂流通量模型建立了气升式环流反应器中液体循环速度和气含率间的理论关系式,给出了各局部阻力损失系数的计算方法,并对这些阻力损失系数和分布参数进行了计算,实验结果表明,气速小于0.065m*s-1时,气含率与下降管液体速度随气速的增加明显增加,在实验气速范围内,总阻力损失系数与气速无关,其值为3.75.模型计算表明,循环液速和气含率的预测值与实测值的平均相对误差分别为3.6%和0.29%.     

环流反应器的气含率研究

在一个带有上分离箱和扩大箱的气升式环流反应器中，气速为０～０．１４ｍ／ｓ，以空气－水为体系，对上升管和下降管的气含率随操作气速和分离箱中静液高度的变化规律进行了研究，并对上升管气含率与操作气速进行了关联。结果表明，上升管气含率随表观气速的增加而增加，与分离箱中静液高度无关。     

新型多级环流反应器的气含率研究

提出了一种新型的多通道串联气升式环流反应器，研究了气含率与操作条件的关系。结果表明：两个上升区气含率与气速的关系同单级环流反应器的规律类似，且一个上升区的流动状况不受另一上升区气速的影响；两个下降区内的气含率同时受到两个上升区气速的影响。对实验数据进行回归处理得到了各区气含率与两上升区气速的经验关系式。     

非牛顿流体在气升式反应器中的流动特性

以非牛顿型流体在气升式内环流反应器中流动性特性为研究对象，考察了在气－液－固三相体系中气信心经和液体循环速度随不同的表观气速固体颗粒粒径和浓度、设备结构尺寸的变化规律。对实验数据进行回归处理得到气含率和循环速度的经验关联式，并对非牛顿型流体和牛顿型流体在同一反应器中中的流动特性作了比较。     

环流反应器的气含率研究

在一个带有分离和扩大箱的气升式环流反应器中，气速为０－０．１４ｍ／ｓ，以空气水为体系，对上升管和下降管的气含率随操作气速和分离箱中静液高度的变化规律进行了研究，并对上升管气含率与操作气还进行了关联在。结果表明，上升管气含率随表现气速的增加而增加，与分离箱中静液高度无关。     

碳化反应器气含率的研究

对用于处理低品位铝土矿和赤泥的"钙化-碳化法"中碳化过程进行研究。通过基于相似原理建立的水模型实验,在空气-水-玻璃珠体系中,采用压差法考察了表观气速、表观液速以及液固比对气含率的影响。结果表明:反应器内气含率随表观气速以及液固比的增大而增大,而与表观液速成反比,且表观液速对气含率的影响远小于表观气速。     

多室气升式环流反应器的轴向分散及混合特性

在一个具有四流道的多室气升式环流反应器中,对空气-水体系,用电导脉冲示踪技术以饱和氯化钾溶液为示踪剂,对器内轴向分散及混合特性进行实验研究。用波登斯坦准数(BO)表征轴向分散特性,混合时间(tm)表征混合特性。实验中,固定一个上升区(3区)的表观气速(0.0037～0.0246m·s-1),改变另一个上升区(1区)的表观气速(0.0081～0.0313m·s-1)。结果表明,两个上升区的表观气速共同影响循环液速,进而影响器内的轴向分散及混合特性。固定3区表观气速,波登斯坦准数(BO)和混合时间(tm)均随1区表观气速的增大而减小,并随固定气速的增大而减小。BO值在60～130之间变化,说明器内返混程度相当小。tm值在80～110s之间变化,即需6～8次循环器内物料可充分混合。由此可见,该多室气升式环流反应器内的液体流动接近于平推流。     

气-液-固三相流化床气体分布器区局部相含率和床层膨胀比的实验研究

在内径150 mm,高4 350 mm的三相流化床中,分别以空气、水和0.48 mm、1.25mm的玻璃珠及1.45 mm的苯乙烯树脂为气相、液相和固相,应用开发的微电导探针测试技术同时测得三相局部含率,并对气体分布器区的局部相含率和床层膨胀比(H/H0)进行了实验研究,考察了固体颗粒的粒径、密度及表观液速和气速对床层膨胀比的影响。研究发现,在距气体分布器轴向一定距离范围内,三相局部含率的径向分布存在明显的不对称分布;随着轴向距离的增加,局部气含率的径向不对称分布逐渐消失,局部固含率的径向不对称分布变化不明显;床层膨胀比随表观气速和液速的增大而增大;较低密度颗粒系统的H/H0开始增加缓慢,后来增加很快;较高密度颗粒系统的H/H0开始迅速增加,后来增加缓慢。     

空气-SRNA-4催化剂磁流化床动力学研究

在内径和高分别为140mm和1600 mm气固磁流化床反应器内,分别以空气和SRNA-4催化剂(平均粒径50μm)为气相和固相,采用不同外加磁场强度对磁流化床动力学进行了研究。应用计算流体力学软件FLUENT 6.2对磁流化床内局部固含率和床层压降进行了模拟计算。模拟结果显示:无磁场作用时,随表观气速增加,床层界面变化剧烈,床内局部固含率的分布极不均匀,床层压降升高。随着磁场强度增加,气泡的数目和尺寸减小,床中局部固含率增大,且分布变得较均匀,床层压降呈现下降趋势。模拟结果与实验数据吻合良好。     

气液鼓泡床中气含率的实验研究

采用差压变送器测不同高度的床层塌落曲线 ,提出了根据此曲线计算大小气泡含率的新方法 ,研究了直径 2 84mm的鼓泡床反应器中表观气速、表面张力、床层静液高度和分布器对气含率的影响。结果表明 ,在不同表面张力条件下 ,气含率随表观气速升高而升高 ;气含率随表面张力升高而降低 ,从能量角度解释了鼓泡床中气含率随表面张力升高而降低的动力学原因 ,并得出了气泡聚并的能量公式 ,将此公式应用于系统压力、温度对气含率的影响 ,得出了与前人实验一致的结论 ;指出了床层内分布板区的存在 ,且分布器不同 ,分布板区高度及分布板气含率也随之变化 ;静液高度不同 ,床层内的平均气含率变化很小 ,并根据分布板区体积占整个床层体积比例很小对其进行解释     

气-固环隙流化床纳米TiO_2聚团的流化特性

在高640 mm,内外径分别为140 mm和180 mm的环隙流化床反应器内,选用平均粒径为20～30 nm的TiO2催化剂P25进行冷态流化实验。运用预测颗粒粒径模型,应用计算流体力学软件FLUENT 6.2对流化床内床层局部固含率和压降进行了模拟计算。模拟结果显示:气体进入分布板之后呈螺旋状上升;环隙流化床内径向局部固含率分布呈现W形状,而且局部固含率随着床层高度的增高而增大。模拟结果与实验数据基本一致,说明纳米TiO2催化剂颗粒在环隙流化床中以微米级的聚团形式流化。     

液固循环流化床预分布器附近流体动力学的数值研究

在液固循环流化床(LSCFB)内,分别以水、玻璃珠为液相和固相,应用2种不同结构的分布器,在室温常压下,考察了分布器结构对预分布器区及换热管内流体动力学的影响。利用商用计算流体力学(CFD)软件Fluent 6.2,选用欧拉模型(Eulerian),系统研究了不同分布器结构和不同表观液速对换热器的预分布器区固体颗粒和局部液体速度径向分布的影响。模拟结果表明:应用变孔径预分布器与均匀孔径预分布器相比,变孔径预分布器能更好地改善固体颗粒和局部液体径向速度分布的均匀性;在低表观液速下,固含率径向分布的计算值与实验值吻合良好,误差随表观液速增大而增大。     

外环流反应器中气含率与循环液速的研究

在外环流反应器中，研究了空气-水体系在不同的分离箱高度和不同的管径比（Dr／Dd）时，上升管内气含率与循环液速随操作气速的变化关系，结果表明，气含率与分高箱高度无关，循环液速随分离箱高度的增加而增大；管径比越大，上升管气含率越高；而且存在一个最佳管径比使循环液速达到最大值．     

正丁醇和表观气速对外环流反应器内气泡特征的影响

用双探针电导探头测量了外环流反应器内空气-水和空气-正丁醇水溶液体系中气含率、气泡平均（Sauter）直径、气泡上升速度、气泡尺寸分布以及气液相界面积．考察正丁醇浓度和气速对流型和气泡特征的影响规律,用流体动力学理论和聚并机理对其进行分析．得到实验条件下正丁醇水溶液浓度影响气含率的临界浓度Ccrit.