非常温三相搅拌反应器内气液分散和固相悬浮特性

论文摘要

气-液-固三相搅拌反应器广泛用于石油化工、生物化工、有色冶金、制药及水处理等过程工业中。大多数的三相搅拌反应器是在热态下使用,但对其研究极少,无法满足工业界对该类反应器优化设计的要求。为此,本文对不同温度下三相体系中宏观特性进行了研究。在直径T=0.476m,液位H=1.8T的椭圆底全挡板搅拌槽中,采用直径均为D=0.4T的半椭圆管盘式涡轮（HEDT）为底桨、上提操作的宽叶翼形桨（WHU）为中、上层桨的三层组合桨HEDT+2WHu,研究了24～95℃范围内不同温度下空气、去离子水和玻璃珠气-液-固体系中搅拌功率、气含率及固体颗粒完全离底悬浮特性。在总气量相同的比较基准下进行实验研究,结果表明：体系相对功率需求（通气时功率与不通气时功率之比）RPD随温度的升高而增大,但随固含率的提高,温度对RPD的影响程度减弱。体系气含率随温度的升高而明显下降,但下降幅度也随固含率增加而减小；在同一温度下,固相的加入使气含率降低,在低温时下降显著,随着温度的升高,气含率随固相浓度的增加变化越来越不明显,在接近沸腾时,固相浓度对气含率几乎没有影响。临界离底悬浮转速NJSG随表观气速的增加而增大,但增加幅度随温度的升高而减弱。在低表观气速时,NJSG随温度的升高而增大；当通气量进一步增加时,NJSG随温度的升高反而降低。采用单层HEDT桨,研究了搅拌桨直径和桨叶长度变化时对气液两相体系中临界分散、通气功率和气含率特性的影响。本文研究结果及得到的关联式对于工业热态通气三相搅拌反应器设计和操作具有一定的参考价值。

论文目录

• 学位论文数据集
• 摘要
• ABSTRACT
• 主要符号说明
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1.1 常温三相搅拌槽内混合特性研究
• 1.1.1 通气功率
• 1.1.2 气含率
• 1.1.3 临界悬浮
• 1.2 热态通气搅拌槽内混合特性研究
• 1.2.1 热态气-液两相体系
• 1.2.2 热态气-固-液三相体系
• 1.3 小结
• 1.4 本文主要研究内容
• 第二章 实验装置及实验测试技术
• 2.1 实验装置及流程
• 2.1.1 实验装置
• 2.1.2 实验物系
• 2.1.3 实验流程及操作步骤
• 2.1.4 实验所用设备及仪器
• 2.2 测试方法及数据处理
• 2.2.1 搅拌转速
• 2.2.2 通气前后的搅拌功率
• 2.2.3 气含率
• 2.2.4 临界悬浮转速
• 2.3 热态总气量的确定
• 第三章 不同温度下气-液搅拌反应器内的气液分散
• 3.1 通气搅拌功率
• 3.2 气含率
• 第四章 不同温度下三相搅拌反应器内气液分散和固相悬浮
• 4.1 常温三相体系实验结果与前人结果的对比
• 4.2 通气搅拌功率
• 4.2.1 温度的影响
• 4.2.2 固相浓度的影响
• 4.2.3 通气功率准数关联式
• 4.3 气含率
• 4.3.1 温度的影响
• 4.3.2 固相浓度的影响
• 4.3.3 气含率关联式
• 4.4 临界悬浮
• 4.4.1 不同温度下固相浓度的影响
• 4.4.2 不同温度下表观气速的影响
• 4.4.3 临界悬浮关联式
• 第五章 HEDT搅拌桨气液分散特性
• 5.1 临界分散
• 5.1.1 D/T的影响
• 5.1.2 l/D的影响
• 5.2 通气搅拌功率
• 5.2.1 D/T的影响
• 5.2.2 l/D的影响
• 5.3 气含率
• 5.3.1 D/T的影响
• 2.3.2 l/D的影响
• 第六章 主要结论
• 6.1 不同温度下气-液两相搅拌反应器内气液分散
• 6.1.1 通气搅拌功率
• 6.1.2 气含率
• 6.2 不同温度下气-液-固三相搅拌反应器内气液分散和固相悬浮
• 6.2.1 通气搅拌功率
• 6.2.2 气含率
• 6.2.3 临界悬浮
• 6.3 HEDT搅拌桨气-液分散特性
• 6.3.1 临界分散
• 6.3.2 通气搅拌功率
• 6.3.3 气含率
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 附件