鼓泡塔反应器设计课件下载

形状系数，球盖
=1
• 标准椭圆形封头 2m HE≥1m
安静区uOG<4. 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。
=2
鼓泡层密度,kg/m3
反应器直径和高度的计算
D
D
4VG
3600uOG
m
H H=HR+HE+HC
3 H 12 D
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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。
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。
结构
➢ 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。
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；
反应器直径和高度的计算
3
D 分离空间体积：VE
V 外5~循6c环m换/s 热气式体热通效过应分较布大器时几。乎呈分散的有次C序的鼓泡，既能达到一定的流量，又很少出现返混。
12 uOG较高时液体湍动使气流破碎成气泡。
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。
鼓泡塔反应器的计算 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
➢ VL: 半连续操作时VL=VOL(τ+τ')
鼓泡塔的传递特性
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uOG<4.5~6cm/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4.5~6<uOG<8cm/s
湍动区uOG>8cm/s 气泡不断地分裂、合并，并产生激烈
鼓泡层密度,kg/m3 计算液膜传质过程可用以下公式：
是气液相鼓泡塔的关键设备之一。
uOG较高时液体湍动使气流破碎成气泡。
式中 C2=0.
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。
当量比表面直径dVS：
Δ2cPm=分垂布直板上小升孔的压坚降实+圆鼓球泡.塔静压降sh
条件：
Re0
d0u0 G G
<200
➢ 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：
➢ 含气率
➢
单位体积充气层内气体所点的体积分率。
➢
εOG静态气含率。液体不流动时的气含率。
➢
εG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/m3
式中 形状系数，球盖 =1
k LA d b D LA
SCL
L L DLA
Reb
dbuOGL L
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鼓泡塔反应器设计
鼓泡塔反应器鼓泡塔反应器的特点与结构
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，
➢ ➢ 连续操作时VL=VOL
VOL
CAO xA
rA
➢ 其中（rA）':实测的宏观速度。
• VG
VG
VLG 1G
• VR
VRVGVL
VG
G
VL
1G
➢ 4、VE
VE
4
D2HE
➢ 当液滴移动速度小于0.0001m/s HE=αED
➢
当D<1.2m HE≥1m
➢
D≥1.2m αE=0.75
• VC

无定向运动。塔内液体扰动剧烈，返混严重，流型接近CSTR。
➢ 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：db<0.2cm 垂直上升的坚实圆球. 0.2≤db≤1.0cm 螺旋式摆动上升的椭圆球 db>1.0cm 垂直上升的菌帽状
• 鼓泡塔的气体压降ΔP
•
103 C2
Δu022PG=分HR布R板g 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/m3
鼓泡塔的传质 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
连续操作时VL=VOL
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。
u0小孔气速，m/s
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。
uOG较高时液体湍动使气流破碎成气泡。
式中 C2=0.
• 式中 式中 形状系数，球盖 =1
=
kpa
0cm 垂直上升的菌帽状