鼓泡塔反应器设计课件

鼓泡塔反应器鼓泡塔反应器的特点与结构鼓泡塔反应器的传质鼓泡塔反应器的计算1.鼓泡塔反应器1.鼓泡塔反鼓泡塔反应应器鼓泡塔反器鼓泡塔反应应器的特点与器的特点与结结构构 n特点：塔内充满液体，气体从反应器底部通入，分散成气泡沿着液体上升，既与液相接触进行反应同时搅动液体以增加传质速率。这类反应器适用于液体相也参与反应的中速、慢速反应和放热量大的反应。鼓泡塔反应器结构简单、造价低、易控制、易维修、防腐问题易解决，用于高压时也无困难。鼓泡塔内液体返混严重，气泡易产生聚并，故效率较低。2.鼓泡塔反应器鼓泡塔反应器的特点与结构 特点：2.结构3.结构3.塔体：气体分布器：使气体分布均匀，强化传热、传质。是气液相鼓泡塔的关键设备之一。型式：多孔板 喷嘴 多孔管等3、换热装置：夹套式：热效应不大时。蛇管式：热效应较大时。外循环换热式：热效应较大时。4、水平多孔隔板：提高气体分散度，减少液体纵向循环。4.塔体：4.鼓泡塔的鼓泡塔的传递传递特性特性 n鼓泡塔的流体力学特性 塔内液体流动状态：由空塔气速uOG决定 空塔气速uOG=v0/At 安静区：uOG4.56cm/s 气体通过分布器几乎呈分散的有次序的鼓泡，既能达到一定的流量，又很少出现返混。过渡区：4.56uOG8cm/s 气泡不断地分裂、合并，并产生激烈无定向运动。塔内液体扰动剧烈，返混严重，流型接近CSTR。5.鼓泡塔的传递特性 鼓泡塔的流体力学特性 5.气泡尺寸 a.气泡的形成：uOG较低时：气体分布器 uOG中等时：气体分布器加液体湍动 uOG较高时：液体湍动使气流破碎成气泡。b.单个气泡的形状和直径 形状：db1.0cm 垂直上升的菌帽状 条件：2006.气泡尺寸 b.单个气泡的形状和直径2006.气泡群的直径的计算 a.当量比表面直径dVS：b.体积平均直径dV：c.几何平均直径dg：7.气泡群的直径的计算 a.当量比表面直径dVS：b.体积平均含气率：单位体积充气层内气体所点的体积分率。OG：静态气含率。液体不流动时的气含率。G：动态气含率。液体连续流动时的气含率。比相界面a：单位反应器有效体积气泡的表面积。m2/m38.含气率：比相界面a：8.鼓泡塔的气体压降P：P=分布板小孔压降+鼓泡塔静压降 =kpa 式中 C2=0.8（小孔阻力系数）u0：小孔气速，m/s 鼓泡层密度,kg/m39.9.鼓泡塔的鼓泡塔的传质传质一般气膜传质阻力较小，可以忽略，液膜传质阻力的大小决定了传质速率的快慢。欲提高单位相界面的传质速率，即提高传质系数，则必须提高扩散系数。扩散系数不仅与液体物理性质有关，而且还与反应温度、气体反应物的分压或液体浓度有关。当鼓泡塔在安静区操作时，影响液相传质系数的因素主要是气泡大小、空塔气速、液体性质和扩散系数等；而在湍动区操作时，液体的扩散系数、液体性质、气泡当量比表面积以及气体表面张力等，成为影响传质系数的主要因素。10.鼓泡塔的传质10.计算液膜传质过程可用以下公式：11.计算液膜传质过程可用以下公式：11.n鼓泡塔中的传热传热方式：三种利用溶剂、反应物或产物气化带走热量。利用液体外循环冷却器移走热量。利用夹套、蛇管或列管式冷却器移走热量。12.鼓泡塔中的传热传热方式：三种12.鼓泡塔反鼓泡塔反应应器的器的计计算算n反应器体积 充气层的体积：VR=VG+VL 分离空间体积：VE顶盖死区体积：VC 13.反应器体积 充气层的体积：VR=VG+VL13.VL:半连续操作时：VL=VOL(+)连续操作时：VL=VOL 其中：（-rA）:实测的宏观速度。14.VL:半连续操作时：VL=VOL(+)14.VG：VR：15.15.4、VE：当液滴移动速度小于0.0001m/s HE=ED 当D1.2m HE1m D1.2m E=0.75 16.4、VE：16.VC：式中 ：形状系数，球盖：=1 标准椭圆形封头：=2 17.17.n反应器直径和高度的计算D mH H=HR+HE+HC18.反应器直径和高度的计算18.