气体分布器对内循环三相生物流化床反应器动力学性能的影响

中文摘要: 通过实验手段，对3种不同分布器下内循环三相流化床反应器内的气含率 ε g、内循环液速 U c及体积氧传质系数 K L a进行了研究。结果表明：除进气量这一直接因素外，分布器孔径及其分布密度是影响气含率的2个主要因素；相同气量下，微孔分布器有助于获得较高气含率，但气孔分布过于密集（陶瓷分布器）则会使气泡在脱离阶段发生聚并增大，导致气含率降低。循环液速 U c在低气量下（ Q g<260L/h）主要由升降流区的气含率差Δ ε gεg和回路阻力共同控制；相同气量下，不同分布器对应的循环液速Uc则主要取决于气含率差Δεg，分布器对应的Δεg较大，其Uc也相应较高。体积氧传质系数KLa随进气量增加而增大，其中主要贡献是气含率增大导致的比表面积a增大；相同气量下，分布器对应的气含率较高，其KLa也相应较高。
Abstract:Thegashold up,liquidcirculationvelocityandvolumetricoxygenmasstransfercoefficientwereinvestigatedbyexperimentsinaninternalcirculationthree-phasebiologicalfluidizedbedreactorwiththreedifferentgasdistributors.Theresultsshowedthat,besidesthegasflowrate Q g,thegasholediameterandtheholenumberperunitareaofdistributorarealsoimportantfactorsthataffectgasholdup ε ginsidethereactor.Underagiven Q g, thedistributorwithsmallerholehelpstoachievehigher ε g(asdidthemicroporedistributorinthiswork),buttheover-denselydistributedholesondistributorwillcausethesmallbubblestomergeintolargebubbles,leadingtodecreased ε g(asdidtheceramicdistributorinthiswork).Forthecasesoflowergasflow-rate ( Q g<260L/h),theliquidcirculationvelocity U cmainlydependsonthegasholdupdifferenceΔ ε gbetweenriseranddowncomer,whileforthecasesofhighergasflow-rate,both Δ ε gandflowresistancearedominatingfactors.When Q g keepsconstant,thedistributorwhichachievesalargerΔ ε gleadstoahighercirculationvelocity.Thevolumetricoxygenmasstransfercoefficient K L aincreaseswithincreasing Q g,towhichtheincreasedspecificsurfaceareacontributesmostly.Underagiven Q g,thedistributorwhichachievesahighergasholdupresultsinahighermasstransfercoefficient K L a.