定-转子反应器气液传质及压降特性研究

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1、北京化工大学硕士学位论文定-转子反应器气液传质及压降特性研究姓名：林海霞申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：宋云华20070605摘要定．转子反应器气液传质及压降特性研究定一转子反应器是在旋转填充床的基础上开发和研制而成的新型过程强化设备，它发挥了旋转填充床高效传质和微观混合性能的优点，同时也克服了其内部液体一次性分布及设有填料不易清洗的缺点。定．转子反应器特殊的内部结构——定子和转子交叉组合的设计形式，相当于在旋转填充床径向上具有多个端效应区串联的结果；存在于转子层之间的定子可以有效地改善液体在反应器内的周向分布；反应器内部没有填料

2、，具有很好的自清洁作用，用于高粘度物系和结晶沉淀体系不易出现堵塞现象。本文针对定．转子反应器的传质和压降特性进行了研究：从分析影响定．转子反应器传质特性因素着手，采用量纲分析法建立液相体积传质系数关联式。在此基础上，应用氮气解吸水中氧体系来研究定．转子反应器的传质特性。另外，采用空气．水体系对定．转子反应器气相压降特性进行了研究。研究结果表明：1、传质特性根据双膜理论，对转子层作物料衡算，推导出定．转子反应器液相体积传质系数实验计算式：和。鬲瓦了q4刁-．NT瓦U-面北京化工大学硕士学位论文舯一2iX'“I砭Xorah毒。靠一毛一十f‘一一

3、f定．转子反应器具有较好的传质效果，其液相体积传质系数与旋转填充床的传质系数在同一个数量级上(104mol·m-3．s-1)。基于实验装置及实验数据建立了的定．转子反应器的液相体积传质系数关联式：k，a=12．2394(尹础册Ⅳ“姒1日“蹦‘经统计检验证明，此关联式与实验数据拟合较好，液相体积传质系数实验值与计算值之间的相对误差在±15％以内。2、压降特性通过对定．转子反应器干床和湿床气相压降的研究可知，在实验范围内气相压降均小于450kPa。和旋转填充床相比，只有在湿床并流时定．转子反应器的气相压降要高约100kPa，其他操作条件下定．转

4、子反应器的气相压降均比旋转填充床的气相压降低。气相压降关联式为：AP=AI·G7t-0：·N2，对各种操作条件下气相压降的实验数据与关联式进行拟合，实验值与计算值之间的相对误差在±15％以内，气相压降关联式能够反映实验现象。关键词：定．转子反应器，传质，压降Ⅱ摘要STUDIESoNGAS-LIQUIDMASSTRANSFERANDPRESSUREDRoPC丑[ARACTERISTICSOFRoToR—STAToRREACToRABSTRACT‘TheRotor-StatorReactor∞R)wasdevelopedonthebasisof

5、RotorPackBed(RPB)，butitovercomestheRPB’Sshortcomings．TheRSRhasthesameCharacteristicsastheadvantagesofRPB．Thestatorandrotor-partsalearrangedintheintervalsequencealongdirection，whichisequaltoseveralendeffectzone．The‰id，whichflowscrossbet3Ⅳeenthestator-paltsandtherotor-parts，

6、isshearedandbrokenup．Andthenthefluidisdispersedandredistributed．ItisdifferentfromRPBthattherealenopackedinRSR．SotheRSRispronetoclean．Thechannelsoffluidalenoteasytobefouled，SOitissuitableforhighviscousorcrystalsystem．WithaN2-HEO一02system，thegas—liquidmasstransfercharacteris

7、ticsof(RSR)werestudied．AndthenthecorrelationequationofthevolumemasstransfercoefficientofliquidphaseWasderivedthroughdimensionalanalysismethod．Furthermore，thecharacteristicsofgaspressuredropintheRSRwereinvestigatedbyusingair-watersystem．Theresultsshowedthat：1、Themasstransfe

8、rcharacteristicsofRSRTheRSRhadgoodmasstransferefficiency．ThevolumemasstransferlⅡcoefficie