大型环盘折流板反应器壳程流动模拟及结构设计

环盘结构是大型换热式反应器中最常用的壳程导流结构之一,针对环盘折流板结构参数的选择影响反应器壳程流场特性的情况,分析了环盘型折流板的结构特性,发现大型反应器折流板相对板距d*的取值通常为0.15~0.20;在此基础上建立了不同相对缺口面积S^(*)条件下的模型进行流场模拟;详细分析折流板结构参数对壳程流体流动形态、停留时间分布和压降特性的影响,综合考虑后提出S^(*)=0.15~0.30是大型反应器相对缺口面积的合理设计范围;最后,根据现有研究中单弓型折流板换热器的数据,在模拟的结构条件范围内对比了环盘和单弓结构的性能,为工程设计提供指导。

圆盘反应器的流动与混合特性

运用流体力学理论对圆盘反应器的成膜、混合和流动特性进行分析。简化模型，结合实验研究，得到关于其成膜、混合流动与表面更新等方面的基本规律和流场特性。为反应器放大和设计提供理论依据。

圆盘反应器的混合特性

以工业聚酯终缩聚圆盘反应器开发应用为研究背景，分别考察了介质粘性、弹性、盘径和盘间距对圆盘反应器流型及宏观混合时间的影响。实验结果表明：高粘、弹性、高剪切和小的盘间距有利于混合；釜径增大，混合效率降低。

圆盘反应器成膜性和持液量研究

本文以工业聚酯终缩聚圆盘反应器开发应用为研究背景 ,对不同直径圆盘反应器的成膜性和持液量作了较为详细的研究。首先考察了物料粘弹性、盘径和转速对成膜性的影响 ,以对成膜性观察为基础 ,通过成膜机理分析提出了粘附膜和下垂膜的概念 ,并由此推论圆盘反应器应存在一最佳成膜转速范围 ,然后给出了持液量关联式。不但为该反应器表面更新及脱挥速率的深入研究拓宽思路和视野 ,而且为工业圆盘反应器转速确定及搅拌轴设计提供理论依据。

流体弹性对圆盘反应器功率特性的影响

以工业聚酯终缩聚圆盘反应器开发应用为研究背景 ,分别考察了圆盘反应器在黏性和黏弹性介质中的功率特性 ,通过对两种实验介质中功率特性的比较 ,得出弹性对圆盘反应器功率消耗的影响程度 ,并给出相应的功率消耗关联式 ,为聚酯终缩聚圆盘反应器国产化开发应用提供功率设计依据 .

大型圆盘反应器旋转盘环上的液膜运动

参照聚酯的流变性,选用高黏和黏弹性介质作为试验物系,在Ф600,Ф2000的圆盘反应器中冷模考察旋转盘环上介质成膜条件、膜厚、持液量、液膜运动速度、膜表面更新等流动行为,探讨了纯黏性介质和黏弹性介质流动行为差异,为圆盘反应器结构改进和终缩聚反应-传质计算模型建立奠定了必要的基础。部分研究结果已在我国大型聚酯装置扩容改造和新装置建设中获得应用。

卧式双轴圆盘反应器功率特性研究

以聚酯生产为应用背景 ,用中、高粘糖浆作模拟物料 ,通过扭矩法测量了卧式双轴圆盘反应器的搅拌功率 P0 回归出 P与搅拌转速、物料粘度、装料量、圆盘桨数量 ,以及在圆盘桨边缘设置横向刮刀等诸多因素之间的定量影响关系 ,得到了统一的功率关联式。

卧式双轴圆盘反应器传质特性研究

以聚酯生产为应用背景 ,用中、高粘糖浆作模拟物料 ,通过 CO2 气体在糖浆中的“等速吸收法”,测量了卧式双轴圆盘反应器在多种条件下的容积传质系数 KLα,并结合圆盘桨上的成膜情况和搅拌体系的流型进行了具体分析 ,得出了 KLα与搅拌转速、桨叶数、装料系数、物料粘度 ,以及在圆盘桨上设置刮刀等因素之间的影响关系 。

基于组合流动模型在聚酯转产过渡中的应用

为了描述聚酯圆盘反应器物料流动特性,笔者提出一种包括平推区、全混区、死区在内的组合流动模型,研究组合流动模型参数对停留时间分布特性的影响,并将组合流动模型用于聚酯添加剂转产计算。研究表明,组合流动模型能够显著提高计算精度,并合理表征圆盘反应器内高粘物料返混程度。