镇江鼓泡反应塔装置的结构

鼓泡反应器设计必须先考虑总工艺之后，才能确定一座气液接触器（反应器）的尺寸。工艺是间歇的、半间歇的，还是连续的？间歇处理是在接触器内加入反应剂，反应后取出产品的一种加工过程。这种方法难得用于臭氧化，因为臭氧一般要求连续供应，由此导致考虑半间歇操作。普通半间歇臭氧化程序是将液体装入反应器，然后连续投加臭氧直到反应完成。连续处理是将反应剂同时加入和取出。这种连续臭氧化处理的一个例子是饮水净化，此时臭氧气投加到水中，随水连续流过反应器槽。有关工艺类型的决定要同臭氧反应器的选择相一致。选择的气-液接触器（反应器），在比较大程度上受特定臭氧化反应的动力学和传质之间关系的制约。这一控制机理表明，在某种程度上该型接触器可以使用。如果臭氧吸收带有快反应，需要有大的界面面积来促进臭氧传质，所以，可以优先选用填料塔。另一方面，如果反应速率慢，从而大的液相容积（储液量）有益，鼓泡塔更有效。鼓泡塔又称泡沫塔，是气相成气泡状的一类气液传质设备或反应设备。镇江鼓泡反应塔装置的结构

据液体在固定床中的存在状态可将持液量分为动持液量和静持液量两种，其中动持液量是指连续不断流经床层的液体占整个固定床床层的体积分率，静持液量是指停留在滞留区、反应器壁面和填料表面的液体占整个固定床床层的体积分率。而床层持液量是指动持液量和静持液量之和。持液量与床层中液体的流动状态有关，对于床层中液体的平均停留时间的测定和计算具有一定的指导意义。另外固定床鼓泡反应器中进行的化学反应一般具有很大的反应热，而床层中流动的液体对于移除反应热有很好的效果，因此持液量对于固定床反应器的安全也有很大的影响。镇江鼓泡反应塔装置的结构空心式鼓泡塔用于缓慢化学反应系统或伴有大量热效应的反应系统。

鼓泡反应器的特点是气相高度分散在液相之中，具有大的液体持有量和相际接触面，传质和传热效率较高，适用于缓慢化学反应和高度放热的情况；同时，鼓泡反应器结构简单，塔内充满液体，气体自塔下方流入，通过气体分布器均布后成气泡向上流，操作稳定，投资和维修费用低。但是鼓泡塔单位体积的相界面积则是所有塔式反应器中很小的一种，因此，过程中传质影响明显的气液反应不宜采用鼓泡塔。此外，塔内液相的返混和气相的压降也较大。为了保证气体沿截面的均匀分布，鼓泡塔的直径不宜过大，一般在2~3m以内。

实际上，气液两相体系传质效果与气泡大小和气泡尺寸分布关联紧密，而由曝气器生成的气泡在上升过程中气泡大小和尺寸分布的变化规律又受到液相流体物性参数的影响。然而，以往研究由于实验条件、测试方法等的局限，对鼓泡反应器中气泡的大小和分布的信息掌握不足，没有综合考虑非牛顿流体的流变特性、气泡的尺寸分布和气液两相传质之间的关联。因此，需要考虑非牛顿流体流变特性对气液两相流动和传质的影响，进一步结合气泡尺寸沿鼓泡反应器高度方向分布信息来综合考察非牛顿流体体系中气液两相的传质规律。鼓泡反应器的优点:安全性高。

填料塔反应器还是气液反应和化学吸收的常用设备。特别是在常压和低压下，压降成为主要矛盾时和反应溶剂易于起泡时，采用填料塔反应器尤为适合。板式塔反应器的液体是连续相而气体是分散相，借助于气相通过塔板分散成小气泡而与板上液体相接触进行化学反应。板式塔反应器适用于快速及中速反应。采用多板可以将轴向返混降低至小程度，并且它可以在很小的液体流速下进行操作，从而能在单塔中直接获得极高的液相转化率。同时，板式塔反应器的气液传质系数较大，可以在板上安置加热元件，以适应维持所需温度的要求。但是板式塔反应器具有气相流动压降较大和传质表面较小等缺点。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。镇江鼓泡反应塔装置的结构

鼓泡搅拌釜常用的搅拌器为涡轮搅拌器，气体分布器安装在搅拌器下方正中处。镇江鼓泡反应塔装置的结构

鼓泡反应器液体为连续相，气体为分散相，它具有无运动部件、结构简单、热容量大、传热性能好、温度容易控制及安全性高等优点。然而在表观气速5cm/s以上时，随着小气泡不断合并成大气泡和大气泡不断破裂，反应器流型由均匀鼓泡流进入湍流区，气体向塔中心聚集，因此塔中心出现低密度区，塔内液体出现抛物线型速度分布，即塔中心液体向上流动，近壁区向下面流动，造成塔内液体的循环。鼓泡塔的液相轴向返混系数正比于表观气速的0.3~0.5次方以及塔径的1.25~1.5次方，对于一个直径6米的鼓泡塔，可达到完全返混的程度。然而，返混对于具有串联步骤的反应来说是不利的。例如，为减少反应混合物的返混，工业环己烷催化氧化反应采用多级串联方式，以限制氧化产物的停留时间，避免反应产物的深度氧化，从而提高目的产物的选择性和收率。具有串联反应特点的不只有烃类氧化，还有选择性加氢、费一托合成等体系。镇江鼓泡反应塔装置的结构