气－液－液三相体系的化学工程特性
文献类型：学位论文
| 作者 | 禹耕之 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2001-01 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 毛在砂 |
| 关键词 | 气一液一液三相体系 搅拌槽 自吸式 表面曝气 多层桨 分相模型 |
| 其他题名 | Chemical engineering characteristics of gas-liquid-liquid system |
| 学位专业 | 化学反应工程 |
| 中文摘要 | 气-液-液三相体系是一类重要的工程体系，常见于石油化工、溶剂萃取、环境工程和生物化工等领域。设计合理的气一液一液三相反应器应满足相间接触面积大，传质效果好，功耗低，反应完成后液液两相分相容易。目前，尚缺少这类三相反应器的系统设计和开发的文献报道。本文以空气-水-煤油体系为研究对象，设计了不同的气-液-液三相反应器型式，并对气-液-液三相体系的分散特性、气液传质、搅拌功率及分相特性等方面进行了系统和深入的研究。在带导流筒的气-液-液三相自吸式搅拌反应器内，综合考察了不同的搅拌桨型式、搅拌桨设计尺寸、油相体积分数对油相分散临界转速、气体吸入临界转速、气体的吸入量、搅拌功率和气液体积传质系数的影响。以单位液相体积功耗下的气液体积传质系数为标准，优选了自吸式搅拌反应器的自吸式搅拌桨一双层六叶涡轮桨。并讨论了不同油相体积分数对气液体积传质系数的影响规律。为克服气-液-液三相自吸式搅拌反应器吸气能力差，反应器构造复杂等缺点，采用多层桨表面曝气反应器对气-液-液三相体系的分散与传质特性进行研究。在气-液、气-液-液体系中分别研究了不同搅拌桨类型、搅拌桨层数、搅拌桨安装位置等对表面曝气临界转速、液液混合临界转速、多层桨间流场祸合、槽内整体循环状况、液液分散类型及分散体系稳定性、搅拌功率、气液体积传质系数的影响。确定了多层桨表面曝气反应器的搅拌桨层数、搅拌桨型式和安装位置。并与自吸式反应器的操作性能进行了比较。多层桨桨间流场的祸合对反应器的操作性能影响很大，是一尚待解决的问题。针对这一问题，设计了一系列能增强多层桨搅拌效率，完善多层桨桨间祸合，使单桨的效能提高，整体循环好，分散相分散均匀，传质效果好的多层桨自旋导流装置，包括弧形面母线与半径方向一致安装于支承臂的、弧形面垂直于支承臂安装的和内壁带挡板的导流筒的三类自旋导流装置。并对采用自旋导流装置的气液、气液液反应器的混合时间、搅拌功率和气液传质等进行了系统研究。设计了采用自旋自浮挡板和开孔Rushton桨组合的新型表面曝气装置。自旋自浮挡板能有效防止Rushton桨暴露于气相中，降低装置的临界曝气转速，增强Rushton桨的曝气能力，改善反应器内气液分散与混合状况。对自旋自浮表面曝气装置的搅拌功率、气液体积传质系数和混合时间进行了系统研究。安装自旋自浮挡板使气液体积传质系数增大，混合时间缩短，搅拌功率增大。实验考察了停止搅拌和通气后气-液-液三相的分离过程并建立了数学穆型。建立了气相逸出阶段因气泡逸出导致液面下降过程的数学模型，并进行封值求解，得到气泡滞留率与时间的关系。与实验数据相比较，可求得相应实醚条件下的气泡最大直径、平均直径和大小分布。对于液液分离阶段，建立了而测液液分离过程中凝并界面高度和沉降界面高度随时间变化的数学模型，模旦模拟结果与实验数据较为一致。由模型可得到相应条件下分散相液滴的平均圣径和液液相界面积。运用模型研究不同搅拌转速和分散相含率对液滴平均直余和液液相界面积的影响，随着搅拌转速的增大，液滴平均直径逐渐减小，液翻相界面积增大。随着分散相含率的增加，液液相界面积增大，液滴平均直径士逐渐增大。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2013-09-26 |
| 页码 | 190 |
| 源URL | [http://ir.ipe.ac.cn/handle/122111/1912]  |
| 专题 | 过程工程研究所_研究所（批量导入） |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 禹耕之. 气－液－液三相体系的化学工程特性[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2001. |
入库方式： OAI收割
来源：过程工程研究所
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