鼓泡塔反應器鼓泡塔反應器的特點與結構鼓泡塔反應器的傳質鼓泡塔反應器的計算1鼓泡塔反應器1鼓泡塔反應器鼓泡塔反應器的特點與結構

特點：塔內充滿液體，氣體從反應器底部通入，分散成氣泡沿著液體上升，既與液相接觸進行反應同時攪動液體以增加傳質速率。這類反應器適用于液體相也參與反應的中速、慢速反應和放熱量大的反應。鼓泡塔反應器結構簡單、造價低、易控制、易維修、防腐問題易解決，用于高壓時也無困難。鼓泡塔內液體返混嚴重，氣泡易產生聚并，故效率較低。

2鼓泡塔反應器鼓泡塔反應器的特點與結構特點：2結構3結構3塔體：氣體分布器：使氣體分布均勻，強化傳熱、傳質。是氣液相鼓泡塔的關鍵設備之一。型式：多孔板噴嘴多孔管等3、換熱裝置：夾套式：熱效應不大時。蛇管式：熱效應較大時。外循環換熱式：熱效應較大時。4、水平多孔隔板：提高氣體分散度，減少液體縱向循環。4塔體：4鼓泡塔的傳遞特性

鼓泡塔的流體力學特性

塔內液體流動狀態：由空塔氣速uOG決定

※空塔氣速uOG=v0/At

安靜區：uOG<4.5~6cm/s氣體通過分布器幾乎呈分散的有次序的鼓泡，既能達到一定的流量，又很少出現返混。過渡區：4.5~6<uOG<8cm/s

湍動區：uOG>8cm/s氣泡不斷地分裂、合并，并產生激烈無定向運動。塔內液體擾動劇烈，返混嚴重，流型接近CSTR。5鼓泡塔的傳遞特性鼓泡塔的流體力學特性5氣泡尺寸

a.氣泡的形成：

uOG較低時：氣體分布器

uOG中等時：氣體分布器加液體湍動

uOG較高時：液體湍動使氣流破碎成氣泡。b.單個氣泡的形狀和直徑形狀：db<0.2cm垂直上升的堅實圓球.

0.2≤db≤1.0cm螺旋式擺動上升的橢圓球

db>1.0cm垂直上升的菌帽狀條件：<2006氣泡尺寸b.單個氣泡的形狀和直徑<2006氣泡群的直徑的計算

a.當量比表面直徑dVS：b.體積平均直徑dV：c.幾何平均直徑dg：7氣泡群的直徑的計算a.當量比表面直徑dVS：b.體積平均含氣率：單位體積充氣層內氣體所點的體積分率。

εOG：靜態氣含率。液體不流動時的氣含率。

εG：動態氣含率。液體連續流動時的氣含率。

比相界面a：單位反應器有效體積氣泡的表面積。m2/m38含氣率：比相界面a：8鼓泡塔的氣體壓降ΔP：

ΔP=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）

u0：小孔氣速，m/s鼓泡層密度,kg/m399鼓泡塔的傳質一般氣膜傳質阻力較小，可以忽略，液膜傳質阻力的大小決定了傳質速率的快慢。欲提高單位相界面的傳質速率，即提高傳質系數，則必須提高擴散系數。擴散系數不僅與液體物理性質有關，而且還與反應溫度、氣體反應物的分壓或液體濃度有關。當鼓泡塔在安靜區操作時，影響液相傳質系數的因素主要是氣泡大小、空塔氣速、液體性質和擴散系數等；而在湍動區操作時，液體的擴散系數、液體性質、氣泡當量比表面積以及氣體表面張力等，成為影響傳質系數的主要因素。

10鼓泡塔的傳質10計算液膜傳質過程可用以下公式：11計算液膜傳質過程可用以下公式：11鼓泡塔中的傳熱傳熱方式：三種利用溶劑、反應物或產物氣化帶走熱量。利用液體外循環冷卻器移走熱量。利用夾套、蛇管或列管式冷卻器移走熱量。12鼓泡塔中的傳熱傳熱方式：三種12鼓泡塔反應器的計算反應器體積

充氣層的體積：VR=VG+VL

分離空間體積：VE頂蓋死區體積：VC

13反應器體積充氣層的體積：VR=VG+VL

13VL:半連續操作時：VL=VOL(τ+τ')

連續操作時：VL=VOL

其中：（-rA）':實測的宏觀速度。14VL:半連續操作時：VL=VOL(τ+τ')14VG：VR：15154、VE：當液滴移動速度小于0.0001m/sHE=αED

當D<1.2mHE≥1mD≥1.2mαE=0.75164、VE：16VC：式中：形狀系數，球蓋：=1

標準橢圓形封頭：=2

1717反應器直徑和高度的計算DmHH=HR+HE+HC18反應器直徑和高度的計算18鼓泡塔反應器鼓泡塔反應器的特點與結構鼓泡塔反應器的傳質鼓泡塔反應器的計算19鼓泡塔反應器1鼓泡塔反應器鼓泡塔反應器的特點與結構

特點：塔內充滿液體，氣體從反應器底部通入，分散成氣泡沿著液體上升，既與液相接觸進行反應同時攪動液體以增加傳質速率。這類反應器適用于液體相也參與反應的中速、慢速反應和放熱量大的反應。鼓泡塔反應器結構簡單、造價低、易控制、易維修、防腐問題易解決，用于高壓時也無困難。鼓泡塔內液體返混嚴重，氣泡易產生聚并，故效率較低。

20鼓泡塔反應器鼓泡塔反應器的特點與結構特點：2結構21結構3塔體：氣體分布器：使氣體分布均勻，強化傳熱、傳質。是氣液相鼓泡塔的關鍵設備之一。型式：多孔板噴嘴多孔管等3、換熱裝置：夾套式：熱效應不大時。蛇管式：熱效應較大時。外循環換熱式：熱效應較大時。4、水平多孔隔板：提高氣體分散度，減少液體縱向循環。22塔體：4鼓泡塔的傳遞特性

鼓泡塔的流體力學特性

塔內液體流動狀態：由空塔氣速uOG決定

※空塔氣速uOG=v0/At

安靜區：uOG<4.5~6cm/s氣體通過分布器幾乎呈分散的有次序的鼓泡，既能達到一定的流量，又很少出現返混。過渡區：4.5~6<uOG<8cm/s

湍動區：uOG>8cm/s氣泡不斷地分裂、合并，并產生激烈無定向運動。塔內液體擾動劇烈，返混嚴重，流型接近CSTR。23鼓泡塔的傳遞特性鼓泡塔的流體力學特性5氣泡尺寸

a.氣泡的形成：

uOG較低時：氣體分布器

uOG中等時：氣體分布器加液體湍動

uOG較高時：液體湍動使氣流破碎成氣泡。b.單個氣泡的形狀和直徑形狀：db<0.2cm垂直上升的堅實圓球.

0.2≤db≤1.0cm螺旋式擺動上升的橢圓球

db>1.0cm垂直上升的菌帽狀條件：<20024氣泡尺寸b.單個氣泡的形狀和直徑<2006氣泡群的直徑的計算

a.當量比表面直徑dVS：b.體積平均直徑dV：c.幾何平均直徑dg：25氣泡群的直徑的計算a.當量比表面直徑dVS：b.體積平均含氣率：單位體積充氣層內氣體所點的體積分率。

εOG：靜態氣含率。液體不流動時的氣含率。

εG：動態氣含率。液體連續流動時的氣含率。

比相界面a：單位反應器有效體積氣泡的表面積。m2/m326含氣率：比相界面a：8鼓泡塔的氣體壓降ΔP：

ΔP=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）

u0：小孔氣速，m/s鼓泡層密度,kg/m3279鼓泡塔的傳質一般氣膜傳質阻力較小，可以忽略，液膜傳質阻力的大小決定了傳質速率的快慢。欲提高單位相界面的傳質速率，即提高傳質系數，則必須提高擴散系數。擴散系數不僅與液體物理性質有關，而且還與反應溫度、氣體反應物的分壓或液體濃度有關。當鼓泡塔在安靜區操作時，影響液相傳質系數的因素主要是氣泡大小、空塔氣速、液體性質和擴散系數等；而在湍動區操作時，液體的擴散系數、液體性質、氣泡當量比表面積以及氣體表面張力等，成為影響傳質系數的主要因素。

28鼓泡塔的傳質10計算液膜傳質過程可用以下公式：29計算液膜傳質過程可用以下公式：11鼓泡塔中的傳熱傳熱方式：三種利用溶劑、反應物或產物氣化帶走熱量。利用液體外循環冷卻器移走熱量。利用夾套、蛇管或列管式冷卻器移走熱量。30鼓泡塔中的傳熱傳熱方式：三種12鼓泡塔反應器的計算反應器體積

充氣層的體積：VR=VG+VL

分離空間體積：VE頂蓋死區體積：VC

31反應器體積充氣層的體積：VR=VG+VL

13VL:半連續操作時：VL=VOL(τ+τ')

連續操作時：VL=VOL

其中：（-rA）':實測的宏觀速度。32VL:半連續操作時：VL=VOL(τ+τ')14VG：VR：33154、VE：當液滴移動速度小于0.0001m/sHE=αED

當D<1.2mHE≥1mD≥1.2