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三相连续环流反应器液相传质及混合特性研究

谷奎庆  
【摘要】: 鉴于我国贫油富煤的基本能源结构,煤直接液化成为解决我国能源短缺的一条重要途径。为保证煤直接液化工艺的长期稳定运行,研究无需可动机械部件就能实现浆相内循环的三相连续环流反应器具有重要的现实意义和战略意义。本文研究三相连续环流反应器的传质及混合特性,以期为这类反应器的放大、设计和操作提供基础依据,这对于煤直接液化工艺的应用也具有重要的指导意义。 本文在同心内置φ0.14×1.5m导流筒的φ0.2×2.5m有机玻璃环流反应器中,以空气和水为气、液相,玻璃珠为固相,分别利用动态溶氧法与饱和KCl脉冲示踪法测量了液相体积传质系数和轴向分散系数,考察了表观气速、进料浆速、固含率、固相颗粒直径、液相表面张力以及操作方式对上述两个传递参数的影响规律,并将实验结果关联为量纲为1关联式;同时,根据环流反应器的结构特点,建立了传质系数分区模型和轴向分散系数分区模型且分别获得了解析解,对床层传质和混合的不均匀性做了理论分析。传质系数分区模型计算结果表明,环流反应器中尽管上升区和下降区的流动接近平推流,但整体仍可看作全混釜;轴向分散系数分区模型与实测结果对比表明,模型在较低的表观气速下是可靠的,此时计算结果表明上升区轴向分散系数大于下降区,但两者相差不大。


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