气液相反应器的分类55课件.pptxVIP

1气液相反应器的分类

气液相反应器按气液相接触形态分气体以气泡形态分散在液相中液体以液滴状分散在气相中液体以膜状运动与气相进行接触鼓泡塔反应器搅拌鼓泡釜式反应器板式反应器喷雾（喷淋）塔反应器喷射或文氏反应器填料塔反应器降膜反应器4.1.3气液相反应器的基本类型与特点气液相反应器类型很多并各具特色，但由于反应特性不同，难以找到一个对所有气液相反应均为首选的反应器。2

（a）填料塔反应器（b）板式塔反应器（c）降膜反应器（d）喷雾塔反应器（e）鼓泡塔反应器（f）搅拌鼓泡釜式反应器（g）喷射或文氏反应器图16-1气液相反应器的主要类型示意图气气液液液液气气气液液气气气液液液液气气气液液3

（1）鼓泡塔反应器广泛应用于液相也参与反应的中速、慢速反应和放热量大的反应。优点：气液充分混合，反应良好：气体以小气泡连续、均匀通过气液反应层，接触充分；结构简单易清理、操作稳定成本低；塔内外均可安装换热装置；极高的储液量和相际接触面积，传热、质效率较高，适于慢反应和高度放热的情况；可处理悬浮液体。如各种有机化合物的氧化反应、各种石蜡和芳烃的氯化反应、各种生物化学反应、污水处理曝气氧化和氨水碳化生成固体碳酸氢铵等反应。4

缺点：直径不宜过大，一般在2~3m以内；液相返混严重，高径比不大时可视为理想混合状态，故转化率较低；所耗压降较大。（1）鼓泡塔反应器5

6

（2）填料塔反应器广泛应用于气体吸收，也用作气液相反应；对于逆流操作的填料塔，液体由分布器自塔顶向下喷淋，润湿填料表面，气体自塔底进入，以连续相的形式向上流动，与填料表面的液层接触。填料表面形成的液膜与气相接触而反应，故液体用量较少，适用于瞬间反应、快速和中速反应过程；优点：结构简单、压力降小、适应各种腐蚀介质而不易造成溶液起泡；缺点：①无法从塔体中直接移走热量，当反应热较高时需增加液体喷淋量以显热形式带出热量；②需自身循环来保证填料的基本润湿。但仍是气液相反应的常用设备，特别是常压和低压下，压降为主要矛盾和反应溶剂易于起泡时。液体以膜状运动与气相进行接触7

8

9

（3）板式塔反应器液体连续相，气体分散相；适于快速及中速反应；多板可将轴向返混降至最低，液相转化率极高；缺点：气相流动压降较大、传质表面较小。气液传质系数较大，可在板上安置冷却或加热元件以维持所需温度要求；10

11

（4）喷雾（喷淋）塔反应器气体连续相，液体分散相，液体以细小液滴方式分散于气体中；适于瞬间、界面和快速反应，也适于生成固体的反应。优点：相际接触面积大、气相压降小。缺点：①持液量小；②液侧传质系数过小；③气相和液相返混较为严重。12

（5）降膜反应器通常借助管内的流动液膜进行气液反应，管外使用载热流体导入或导出反应热；可用于瞬间、界面和快速反应，特别适用于较大热效应的气液反应过程；压降小、无轴向返混。液体停留时间很短，不适用于慢反应，也不适用于处理含固体物质或能析出固体物质及黏性很大的液体；降膜管的安装垂直度要求较高，液体成膜和均匀分布是降膜反应器的关键，工程使用时必须注意。13

14

（6）搅拌鼓泡釜式反应器在鼓泡塔反应器基础上加机械搅拌以增大传质效率而发展起来的反应器；机械搅拌下可较好分散成细小气泡，增大气液接触面积；液体流动接近全混流，且能耗较高；适用于慢反应，尤其对高黏性非牛顿型液体更为适用。15

16

（7）高速湍动反应器喷射反应器、文氏反应器等属于高速湍动接触设备，适用于瞬间反应；受湍动影响，加速了气膜传递过程的速率，可获得很高的反应速率。17

4.1.4气液相反应器的选择（1）具备较高的生产能力：反应器型式应适合反应系统特性的要求，使之达到较高的宏观反应速率。（2）有利于反应选择性的提高：应利于抑制副反应发生。（3）有利于降低能量消耗。（4）有利于反应温度的控制：（5）能在较少液体流率下操作：液体流率低，液相转化率高，此时可选用鼓泡塔、搅拌釜和板式塔反应器，但不宜选用填料塔、降膜塔、喷射型反应器。18