細通道內氣液傳質實驗與模擬研究.pdf

1、多相催化過程在化學工業(yè)中占有重要地位,傳統(tǒng)固定床和漿態(tài)床等多相反應器在化工生產中應用廣泛,但面臨著不容忽視的問題與挑戰(zhàn)。新型的整體式反應器具有床層壓降低、傳質效率高、容易放大和生產強度大等優(yōu)點,成為替代傳統(tǒng)多相反應器的一個有吸引力的選擇。盡管具有上述優(yōu)勢,整體式反應器在化工生產中應用還是較少,一個很重要的原因是基礎工作很缺乏,特別是流體流動和傳質規(guī)律的兩大核心問題的研究還很不完善和系統(tǒng),論文對細通道內的流動和傳質進行了研究。
　　

2、 本文實驗研究了整體式多通道內水-CO2體系的氣液傳質,測定了液側體積傳質系數。實驗結果表明隨著表觀氣速和表觀液速的增加,液側體積傳質系數和壓力降都變大。采用計算流體力學的方法研究圓形管道內Taylor氣泡到液相的傳質,使用周期性邊界條件和二維軸對稱模型,假設Taylor氣泡具有理想形狀、管內為層流流動,模擬計算液側體積傳質系數,將氣液傳質分為液膜傳質和球體傳質兩個部分。模擬研究了不同氣泡上升速度、彈單元長度、液膜長度、液膜厚度、液相

3、擴散系數和管徑對液側體積傳質系數kLα的影響。重點模擬了直徑1.068mm的圓形管道,研究了氣泡上升速度、彈單元長度、液膜長度和液膜厚度對液膜傳質分系數kL.film和(kL.filmαfilm)／kLα影響。以Taylor氣泡走過一個完整彈單元長需要的時間t為基準,計算最初時間f內的平均液側體積傳質系數,定義為(kLα)0,擬合得到(kLα)0的計算公式,發(fā)現(xiàn)(kLα)0與氣泡上升速度的0.5次方成正比,與彈單元長度成反比,與液膜長度