用于電石生產(chǎn)新型反應器的開發(fā)及流動性能研究-資料下載頁
2025-06-23 14:23本頁面
【正文】 證，希望為用于電石生產(chǎn)的固固接觸多相反應器的下一步開發(fā)、設(shè)計提供借鑒，并為工業(yè)生產(chǎn)的放大和優(yōu)化提供基礎(chǔ)實驗數(shù)據(jù)支持。 本文主要介紹了兩種用于電石生產(chǎn)的反應器，一種是淤漿鼓泡床反應器，另一種是氣流床反應器。同時詳細介紹了在冷態(tài)條件下，研究兩種反應器的流動性能。對于鼓泡床反應器實驗體系，在冷態(tài)條件下，重點考察不同操作條件和不同內(nèi)構(gòu)件的情況下床層內(nèi)氣含率、固含率及大小氣泡分布的變化規(guī)律，據(jù)此分析反應器的可行性；與此同時對氣固床反應器實驗體系進行冷態(tài)實驗，考察了反應器的全床層壓降、床層內(nèi)局部氣速沿反應器軸向分布以及其徑向分布、反應器內(nèi)部顆粒濃度沿床層軸向及徑向的分布情況。最后，對得出的實驗數(shù)據(jù)進行了相關(guān)的分析比較。 結(jié)論 對將淤漿鼓泡床反應器應用于電石的合成進行初步探索，在此基礎(chǔ)上研究了改變操作條件：表觀氣速，靜液高度，進料量；改變幾何參數(shù)：內(nèi)構(gòu)件形式和幾何尺寸對淤漿鼓泡床反應器中諸如全床平均氣含率、床層局部平均氣含率、床層內(nèi)大小氣泡的分布、固含率沿軸向的分布等流體力學參數(shù)的影響，得到如下主要結(jié)論： （1）表觀氣速增大時，全床層的平均氣含率也隨著變大。在一定的靜液高度范圍內(nèi)，靜液高度對床層平均氣含率不成線性關(guān)系，靜液高度H= m 時全床層平均氣含率達到最大；當有內(nèi)構(gòu)件時，由于內(nèi)構(gòu)件加大了氣體的流速，導致此時的全床層平均氣含率較無內(nèi)構(gòu)件高。 （2）表觀氣速增加時床層局部平均氣含率隨氣速的增加而增加。對于淤漿床的同一部位處，若以靜液高度為單變量，則不同靜液高度將會導致不同的床層局部平均氣含率，本實驗中當靜液高度 H= m 時床層局部平均氣含率最高。對開孔率相同，孔徑不同的內(nèi)構(gòu)件，在床層較低部位處，開孔直徑越大，床層局部平均氣含率越高；有內(nèi)部構(gòu)件時床層局部平均氣含率較無內(nèi)構(gòu)件時高且氣含率隨氣速變化近似呈線性關(guān)系。固體顆粒的加入減少了床層局部平均氣含率，尤其是當固體顆粒進料量增大、表觀氣速增大的時候這種作用變得尤為明顯。 （3）在相同的床層軸向位置處，表觀氣速越大則床層局部平均氣含率越高。在不同的靜液高度下，沿床層軸向的局部平均氣含率先增加再減小，在 H= m 處達到最大值，所以在淤漿鼓泡床內(nèi)存在一個床層局部平均氣含率最大的部位，該床層部位最有利于氧熱反應合成電石。 （4）當氣體速度變大時，小氣泡含量逐漸增加，大氣泡含量逐漸減?。浑S著靜液高度的增加，大氣泡含量均是先增大后減小，而小氣泡含量在低氣速時隨靜液高度增加，在高氣速時先增大后減??；有內(nèi)構(gòu)件時由于內(nèi)構(gòu)件對氣泡的破碎作用，床層中小氣泡含量的相對較高，內(nèi)構(gòu)件孔徑越小，小氣泡含量越高。 （5）在一定的表觀氣速范圍內(nèi)，固含率在反應器軸向分布隨表觀氣速增大趨于均勻，但是當氣速過大反而會使固含率在軸向有較大的分布梯度，尤其是在高固體進料量時這種作用更為明顯。同一軸向位置點的固體顆粒濃度隨著表觀氣速的增加先降后升。固體進料量越小則固含率沿軸向分布越均勻，固體進料量越大，則固含率沿反應器軸向分布梯度越大。無內(nèi)構(gòu)件時固含率沿床層軸向分布逐漸減??；當表觀氣速變小時，內(nèi)構(gòu)件使固含率軸向分布均勻。 （6）綜上所述，本實驗在冷態(tài)條件下研究了淤漿鼓泡床反應器中氣含率、大小氣泡的分布、固含率軸向分布隨操作條件和幾何參數(shù)變化規(guī)律的情況，上述結(jié)果表明電石生成反應與燃燒供熱反應原位耦合于淤漿鼓泡床中是可行的，對下一步新型反應器的研發(fā)提供了參考和借鑒意義。 對氣流床反應器實驗體系的研究表明： （1） 在單相氣流情況下，床層壓降隨著噴射氣速的增大而減小，但是減小的趨勢在變緩；在氣固兩相情況下，床層壓降隨著噴氣速度的增大而增大，但是增長的趨勢變小，當固體顆粒進料速度增大時，床層的壓降在變小；床層的壓降隨著進料速度的增大而減小，減小的幅度不大。 （2）床層局部氣速沿反應器軸向的分布隨著噴氣速度的增大而減小，并在軸向位置H= m 時局部氣速達到最小；在同一氣速下，床層局部氣速沿反應器徑向分布隨著 r/R 的增加而減小，且減小的幅度在增大，在接近床層器壁時達到最小；隨著噴射速度的增加，局部氣速也隨之增加，預熱段和過渡段的局部氣速分布要比反應段要均勻。從頂部噴氣時，床層局部氣速沿軸向的分布隨著噴射氣速的變大而變大；在同一氣速下，床層局部氣速沿反應器徑向分布隨著 r/R 的增加而減小，在三個區(qū)域內(nèi)其局部氣速的徑向分布都很均勻。 （3）反應器內(nèi)不同軸向位置的固體顆粒濃度在較低氣速時，較低軸向位置的顆粒濃度分布較均勻，隨著軸向位置的增加，固體顆粒濃度在減少，當氣速 Ug m/s時，固體顆粒濃度在床層軸向位置上先增大后減小；并且固體顆粒濃度在 H= m 時最大。 （4）反應器內(nèi)顆粒濃度在其徑向上的分布隨著噴射氣速的變大而減小。在相同氣速下，在床層中心處顆粒濃度最小，在壁面位置處顆粒濃度最大。在反應區(qū)，過渡區(qū)，預熱區(qū)，都有相同這樣一個趨勢。 （5）反應器內(nèi)不同軸向位置的固體顆粒濃度隨著固體進料速度的增大而增大，在在同一進料速度下，固體顆粒濃度沿著軸向位置的增大而減小。 （6）反應器內(nèi)固體顆粒濃度在其徑向上的分布隨著進料速的增大而增大，同一進料速度下，在反應區(qū)固體顆粒濃度從床層中心到床層壁面處一直在增大，且趨勢很明顯；在過渡區(qū)固體顆粒濃度在徑向上的分布還是從床層中心點到接近壁面處在增大，增大的趨勢在變緩；在預熱區(qū)固體顆粒濃度隨著無因次半徑 r/R 的增加而增加，在接近壁面處，顆粒濃度達到最大，在徑向位置r/R=，尤其是在接近床層邊壁時，增大的趨勢很明顯。
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