攪拌反應(yīng)器中粘性物系的氣液分散特性研究.pdf

1、氣液反應(yīng)器廣泛應(yīng)用于石油化工、生物化工和廢水處理等工業(yè)過(guò)程中。氣液反應(yīng)過(guò)程的強(qiáng)化、反應(yīng)裝置的大型化趨勢(shì)對(duì)于氣液兩相反應(yīng)器的設(shè)計(jì)提出了新的要求。而在這些工業(yè)過(guò)程中使用的流體介質(zhì)大部分為中高黏度流體，有別于水和空氣體系。在粘性流體中氣液混合狀態(tài)是目前研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)，也對(duì)反應(yīng)器的設(shè)計(jì)提出更多的要求。
　　本文首先提出了一套完整的實(shí)驗(yàn)設(shè)備設(shè)計(jì)方案，包括環(huán)狀氣體分布器設(shè)計(jì)和相關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備的實(shí)驗(yàn)原理。然后利用水和18～59.5mPa·S的糖

2、漿混合溶液對(duì)不同的操作條件下氣液分散狀態(tài)進(jìn)行研究，該黏度范圍覆蓋工業(yè)生產(chǎn)的黏度范圍，具有較強(qiáng)實(shí)用性.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:溶液黏度增大，大氣泡比例增大，氣泡分布的不均勻程度加大，溶液傳質(zhì)能力明顯降低;但溶液固氣能力加強(qiáng)，整體氣含率增加.同時(shí)借助于CFD的模擬結(jié)果顯示，黏度增大，死區(qū)減小，整體氣含率分布更為均勻;由于雷諾數(shù)的變化，渦心和槳葉排出端位置發(fā)生變化，某一處的局部氣含率不一定隨著黏度增大而增大，也可能降低。
　　通過(guò)將不同的槳葉下的

3、氣液分散狀態(tài)對(duì)比，調(diào)整不同的下部槳葉比較發(fā)現(xiàn)，含有渦輪圓盤(pán)的徑流式攪拌槳更容易延緩氣體的上升，較大的槳葉尖端速度對(duì)于氣泡的粉碎和局部氣含率的增大作用顯著，圓盤(pán)斜凹葉槳(PCBDT)表現(xiàn)性能最好。
　　粘性溶液中，氣泡聚并和破裂速率均下降，便于大氣泡產(chǎn)生，但是聚并速率仍然占主導(dǎo);攪拌轉(zhuǎn)速相對(duì)通氣量而言，對(duì)局部氣含率的影響更加明顯，對(duì)于氣泡分布的均勻化和傳質(zhì)方面明顯優(yōu)于通氣量的增加。溶解氧和操作條件的結(jié)果顯示，壓強(qiáng)使溶氧上升作用最顯著