氣升式環(huán)流反應(yīng)器

1、實驗實驗9氣升式環(huán)流反應(yīng)器流體力學及傳質(zhì)性能的測定氣升式環(huán)流反應(yīng)器流體力學及傳質(zhì)性能的測定一實驗?zāi)康囊粚嶒災(zāi)康?了解氣升式環(huán)流反應(yīng)器的工作原理、結(jié)構(gòu)形式及應(yīng)用的領(lǐng)域。2掌握氣升式環(huán)流反應(yīng)器流體力學及傳質(zhì)性能的測定方法。3掌握電導(dǎo)儀及測氧儀的使用方法。4學習利用組態(tài)王軟件進行實驗過程的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理的方法。二實驗原理二實驗原理氣升式環(huán)流反應(yīng)器是近年來作為化學反應(yīng)器和生化反應(yīng)器而發(fā)展起來的一種新型高效氣液兩相反應(yīng)器和氣液固三相反應(yīng)器。氣

2、升式環(huán)流反應(yīng)器是利用反應(yīng)氣體的噴射動能和液體的循環(huán)流動來攪動反應(yīng)物料，所以具有結(jié)構(gòu)簡單、造價低、易密封、能耗低，也不會由于機械攪拌破壞生物細胞等優(yōu)點。廣泛用于化工、石油化工、生物化工、食品工業(yè)、制藥工程和環(huán)境保護等領(lǐng)域。對反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)尺寸進行恰當?shù)脑O(shè)計后，能得到較好的環(huán)流流動的循環(huán)強度，在反應(yīng)器內(nèi)形成良好的循環(huán)，促進固體催化劑粒子的攪動。因而環(huán)流反應(yīng)器對于反應(yīng)物之間的混合、擴散、傳熱和傳質(zhì)均很有利，既適合處理量大的較高粘度的流體又適合處

3、理熱敏感性的生物物質(zhì)，還可用于氣液兩相或氣液固三相之間的非均相化學反應(yīng)。根據(jù)氣升式環(huán)流反應(yīng)器降液管的形式可將環(huán)流反應(yīng)器分為內(nèi)環(huán)流反應(yīng)器和外環(huán)流反應(yīng)器兩種。內(nèi)環(huán)流反應(yīng)器是指氣體從升氣管下方噴射進入反應(yīng)器，使得升氣管中液體的氣含率大于降液管中液體的氣含率，引起兩者之間存在密度差，從而使得環(huán)流反應(yīng)器中的液體在氣體帶動下得以循環(huán)起來。外環(huán)流反應(yīng)器是指將降液管移到反應(yīng)器的外面，循環(huán)原理和內(nèi)環(huán)流反應(yīng)器相同。實驗中利用體積膨脹高度法測定氣含率ε；利用

4、電導(dǎo)脈沖示蹤法測量液體循環(huán)速度uL；利用動態(tài)溶氧法測定氧體積傳質(zhì)系數(shù)KLa。三實驗裝置和流程三實驗裝置和流程1實驗裝置氣升式內(nèi)環(huán)流反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)簡圖見圖291，實物裝置見圖292。進入反應(yīng)器的氣體噴射至升氣管后，由于氣體的噴射動能和升氣管內(nèi)流體的密度降低，迫使升氣管中流體向上，降液管中流體向下做有規(guī)則的循環(huán)流動，從而在反應(yīng)器中形成良好的混合和反應(yīng)條件。2實驗流程實驗流程見圖295。本實驗裝置是以水和空氣作為介質(zhì)。氣泵送入的空氣經(jīng)閥門調(diào)節(jié)和

5、流量計計量后由升氣管下方噴嘴進入反應(yīng)器與液體混合。氣體在反應(yīng)器內(nèi)隨反應(yīng)液一起循環(huán)，一部分氣體隨降液管循環(huán)回反應(yīng)器底部再進入氣升管，另一部分氣體則從反應(yīng)器上方排出。N2由鋼瓶經(jīng)減壓閥，通過流量計計量后進入反應(yīng)器中，用來在測定氧傳質(zhì)系數(shù)的實驗前排除水中的溶解氧。圖295實驗流程圖四實驗操作步驟及計算方法四實驗操作步驟及計算方法1氣含率氣含率ε的測定的測定氣含率ε是表征反應(yīng)器流體力學性能的重要參數(shù)之一。本實驗利用體積膨脹高度法測量反應(yīng)器中的平