細通道內(nèi)氣液傳質(zhì)實驗與模擬研究.pdf

1、多相催化過程在化學(xué)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(yīng)器在化工生產(chǎn)中應(yīng)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(yīng)器具有床層壓降低、傳質(zhì)效率高、容易放大和生產(chǎn)強度大等優(yōu)點,成為替代傳統(tǒng)多相反應(yīng)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(yīng)器在化工生產(chǎn)中應(yīng)用還是較少,一個很重要的原因是基礎(chǔ)工作很缺乏,特別是流體流動和傳質(zhì)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(nèi)的流動和傳質(zhì)進行了研究。
　　

2、 本文實驗研究了整體式多通道內(nèi)水-CO2體系的氣液傳質(zhì),測定了液側(cè)體積傳質(zhì)系數(shù)。實驗結(jié)果表明隨著表觀氣速和表觀液速的增加,液側(cè)體積傳質(zhì)系數(shù)和壓力降都變大。采用計算流體力學(xué)的方法研究圓形管道內(nèi)Taylor氣泡到液相的傳質(zhì),使用周期性邊界條件和二維軸對稱模型,假設(shè)Taylor氣泡具有理想形狀、管內(nèi)為層流流動,模擬計算液側(cè)體積傳質(zhì)系數(shù),將氣液傳質(zhì)分為液膜傳質(zhì)和球體傳質(zhì)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(shù)和管徑對液側(cè)體積傳質(zhì)系數(shù)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(zhì)分系數(shù)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(zhǔn),計算最初時間f內(nèi)的平均液側(cè)體積傳質(zhì)系數(shù),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