鼓泡塔（漿態(tài)床）反應器是一種常見的氣液接觸與反應設備,結構簡單、無運動部件、混合與傳遞效率高,廣泛應用于重油加氫、對苯二甲酸液相氧化、費托合成等領域。氣體分布器是鼓泡塔反應器中最重要的內構件,其功能是實現(xiàn)氣體均布和強化氣液傳質,決定著氣泡的初始大小、氣含率分布和多相混合特性。對于大型漿態(tài)床而言,分布器的設計需要同時考慮氣體均布、氣液傳質和防止堵塞三個方面的要求,文獻中關于分布器的設計往往只考慮前面兩點要求,在實際工業(yè)中,為了防止堵塞,一般采用增大氣體分布器孔口直徑的措施來減緩結疤的影響,而這又導致氣泡直徑增大,不利于氣液傳質。對此,本文提出了一種氣液同軸噴射分布器,主要思路是,將氣、液物料通過大孔徑同軸噴嘴高速射流進入反應器,利用液體動能打碎氣泡,強化氣液傳質。此舉可以兼顧孔口防堵與氣液傳質的要求,又可實現(xiàn)氣體與液體的均勻分布。本文內容主要包括以下幾個方面:1.氣液同軸噴射鼓泡塔的實驗研究對內徑為183毫米的鼓泡塔進行冷模實驗研究,通過床層塌落法和動態(tài)氣體逸出法測量了全塔平均氣含率和大小氣泡比例,對比了氣液同軸噴射進料和氣體單獨噴射進料情況下的全塔平均氣含率、大小氣泡相含率比例、氣泡索... 

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
符號說明
緒論
1 文獻綜述
    1.1 鼓泡塔反應器的實驗研究
        1.1.1 流型劃分
        1.1.2 氣含率
        1.1.3 氣泡特性
    1.2 鼓泡塔分布器
        1.2.1 氣體分布器的分類
        1.2.2 氣體分布器影響區(qū)
        1.2.3 氣體分布器對鼓泡塔內流動的影響
        1.2.4 氣體分布器的設計
        1.2.5 液體分布器
    1.3 鼓泡塔反應器的CFD模擬
        1.3.1 模型綜述
        1.3.2 研究現(xiàn)狀
            1.3.2.1 鼓泡塔分布器模擬研究現(xiàn)狀
            1.3.2.2 初始氣泡尺寸模擬研究現(xiàn)狀
    1.4 課題的提出及研究思路
2 氣液同軸噴射鼓泡塔的實驗研究
    2.1 實驗裝置
        2.1.1 反應器主體
        2.1.2 氣路和水路系統(tǒng)
        2.1.3 測量系統(tǒng)
    2.2 測量方法
        2.2.1 床層塌落法
        2.2.2 動態(tài)氣體逸出法
    2.3 實驗方法及步驟
    2.4 結果與討論
        2.4.1 全塔平均氣含率
        2.4.2 大小氣泡相含率比例
        2.4.3 氣泡索特平均直徑
        2.4.4 氣液接觸總面積
    2.5 本章小結
3 氣液同軸噴嘴的CFD模擬
    3.1 模擬方法
        3.1.1 控制方程
        3.1.2 湍流模型
    3.2 模擬對象、求解策略和數(shù)據(jù)處理
        3.2.1 模擬對象
        3.2.2 數(shù)值方法
        3.2.3 初始及邊界條件
        3.2.4 氣泡尺寸計算方法
        3.2.5 網(wǎng)格無關性分析
    3.3 結果與討論
        3.3.1 氣泡尺寸模擬值與關聯(lián)式對比
        3.3.2 噴嘴的影響
        3.3.3 液體進料的影響
    3.4 本章小結
4 大型氣液同軸噴射分布器的設計與CFD模擬
    4.1 分布器設計
        4.1.1 分布器構型設計
        4.1.2 進料管直徑和個數(shù)
        4.1.3 氣液同軸噴嘴設計
        4.1.4 噴射速度與噴嘴數(shù)目
        4.1.5 分布環(huán)管數(shù)目和分布環(huán)管直徑
        4.1.6 氣液分布器相對布局
        4.1.7 氣、液下噴嘴
    4.2 CFD模擬方法
        4.2.1 控制方程
        4.2.2 湍流方程
    4.3 模擬方法與參數(shù)設定
        4.3.1 模擬對象和網(wǎng)格劃分
        4.3.2 數(shù)值方法
        4.3.3 初始及邊界條件
        4.3.4 網(wǎng)格無關性分析
    4.4 結果與討論
        4.4.1 分布均勻程度
        4.4.2 采用變分布管管徑
        4.4.3 載荷變化的影響
    4.5 本章小結
5 結論與展望
    5.1 結論
    5.2 展望
參考文獻
作者簡介


【參考文獻】：
期刊論文
[1]噴射型環(huán)流反應器中氣含率和液速的分布[J]. 盧浩然,高用祥,成有為,王麗軍,李希.  高�；瘜W工程學報. 2017(05)
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[3]用獨創(chuàng)技術破解原油劣質化難題[J]. 王旸,石科言,許帆婷.  中國石化. 2011(09)
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博士論文
[1]列管型鼓泡塔中流動發(fā)展規(guī)律的研究[D]. 李兆奇.浙江大學 2015
[2]大型鼓泡塔中布氣方式與列管內構件對流動的影響研究[D]. 管小平.浙江大學 2015

碩士論文
[1]懸浮床加氫環(huán)流反應器及其分布器的數(shù)值模擬[D]. 白飛.中國石油大學(華東) 2015
[2]帶有列管束的鼓泡塔反應器傳熱規(guī)律研究[D]. 李紅波.浙江大學 2011



本文編號：3684386