鼓泡塔反應(yīng)器的特點(diǎn)結(jié)構(gòu).ppt

鼓泡塔反應(yīng)器 鼓泡塔反應(yīng)器的特點(diǎn)與結(jié)構(gòu) 鼓泡塔反應(yīng)器的傳質(zhì) 鼓泡塔反應(yīng)器的計(jì)算,鼓泡塔反應(yīng)器鼓泡塔反應(yīng)器的特點(diǎn)與結(jié)構(gòu),特點(diǎn)： 塔內(nèi)充滿液體，氣體從反應(yīng)器底部通入，分散成氣泡沿著液體上升，既與液相接觸進(jìn)行反應(yīng)同時(shí)攪動液體以增加傳質(zhì)速率。 這類反應(yīng)器適用于液體相也參與反應(yīng)的中速、慢速反應(yīng)和放熱量大的反應(yīng)。 鼓泡塔反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低、易控制、易維修、防腐問題易解決，用于高壓時(shí)也無困難。 鼓泡塔內(nèi)液體返混嚴(yán)重，氣泡易產(chǎn)生聚并，故效率較低。,結(jié)構(gòu),塔體： 氣體分布器：使氣體分布均勻，強(qiáng)化傳熱、傳質(zhì)。是氣液相鼓泡塔的關(guān)鍵設(shè)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(yīng)不大時(shí)。 蛇管式：熱效應(yīng)較大時(shí)。 外循環(huán)換熱式：熱效應(yīng)較大時(shí)。 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(xué)特性 塔內(nèi)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(yùn)動。塔內(nèi)液體擾動劇烈，返混嚴(yán)重，流型接近CSTR。,氣泡尺寸 a. 氣泡的形成： uOG較低時(shí)：氣體分布器 uOG中等時(shí)：氣體分布器加液體湍動 uOG較高時(shí)：液體湍動使氣流破碎成氣泡。,b.單個(gè)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(jì)算,a.當(dāng)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(nèi)氣體所點(diǎn)的體積分率。 OG：靜態(tài)氣含率。液體不流動時(shí)的氣含率。 G：動態(tài)氣含率。液體連續(xù)流動時(shí)的氣含率。,比相界面a： 單位反應(yīng)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(zhì) 一般氣膜傳質(zhì)阻力較小，可以忽略，液膜傳質(zhì)阻力的大小決定了傳質(zhì)速率的快慢。 欲提高單位相界面的傳質(zhì)速率，即提高傳質(zhì)系數(shù)，則必須提高擴(kuò)散系數(shù)。 擴(kuò)散系數(shù)不僅與液體物理性質(zhì)有關(guān)，而且還與反應(yīng)溫度、氣體反應(yīng)物的分壓或液體濃度有關(guān)。當(dāng)鼓泡塔在安靜區(qū)操作時(shí)，影響液相傳質(zhì)系數(shù)的因素主要是氣泡大小、空塔氣速、液體性質(zhì)和擴(kuò)散系數(shù)等；而在湍動區(qū)操作時(shí)，液體的擴(kuò)散系數(shù)、液體性質(zhì)、氣泡當(dāng)量比表面積以及氣體表面張力等，成為影響傳質(zhì)系數(shù)的主要因素。,計(jì)算液膜傳質(zhì)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(yīng)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(yīng)器的計(jì)算,反應(yīng)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(shí)：VL=VOL(+) 連續(xù)操作時(shí)：VL=VOL 其中：（-rA）:實(shí)測的宏觀速度。,VG： VR：,4、VE： 當(dāng)液滴移動速度小于0.0001m/s HE=ED 當(dāng)D1.2m HE1m D1.2m E=