双层桨结构自吸式反应器的气含率

根据单层桨自吸式反应器吸入的气体主要集中在反应器上部的缺陷,采用了4种桨型作为下层搅拌桨,并研究了下层桨桨径、桨间距和导流筒的影响。测定了釜内总气含率与釜下半部的气含率,发现下层桨不仅决定气含率在釜下部的分布情况,而且对自吸式桨的气体吸入量也有很大影响,与理论推导的结果完全吻合。找到了合适的搅拌浆组合形式,该组合符合流体力学理论,在工业装置上的应用取得成功。

自吸式搅拌桨优化设计的数学模型

把无外循环的搅拌式反应器内未反应的上层气体再分布,需要使用自吸式搅拌桨。为了确定最低临界转速和气体吸入流率,研究气体吸入与排出过程之间的能量转化原理得到新的数学模型。根据该模型,自吸式搅拌桨的临界转速由浸没深度和出气孔形式决定。吸入气体流量由搅拌转速、出气孔位置和条件决定。与以往模型相比,本数学模型参数更直接地与自吸式搅拌桨的设计参数关联。

降低临界转速的自吸式搅拌桨设计

自吸式搅拌桨可以用于无外循环设备的气液反应器,使气体分散到液相中。在前期研究中,我们提出了一个自吸式搅拌桨性能参数的数学模型。为了降低气体开始吸入的临界转速并增加吸气量,在此数学模型的指导下,提出了一种带六个吸气支管的自吸式搅拌桨的设计方法,使临界转速下降并且显著增大气体吸入量。实验结果与数学模型完全吻合。最优的设计方案包含吸气支管、桨叶型式和挡板尺寸。在容积10m3工业反应器中成功应用,使反应时间缩短一半。此数学模型和设计方法可以作为自吸式反应器的设计和放大的依据。

具有双层桨结构的自吸式搅拌反应器的流体力学性能

在直径0.48 m的搅拌槽中以水-空气为介质,对具有双层桨结构的自吸式反应器的流体力学性能进行了实验研究,考察了自吸式桨浸没深度、底层桨结构和搅拌桨层间距对自吸式桨的临界吸气转速、吸气速率和气含率的影响。结果表明,临界吸气转速随自吸式桨浸没深度增加而增加,临界吸气转速几乎与下层桨的结构无关;吸气速率与气含率随浸没深度增加而减小,吸气速率与气含率受下层桨影响较大,层间距为自吸式桨直径(D)且采用上推式的四叶宽叶翼形轴流式桨作下层桨时,自吸式桨的吸气性能最佳。