攪拌鼓泡反應器流場研究

連曉燕王艷曹喬喬

（1.寶雞文理學院化學化工學院，陜西寶雞721013；2.上海航天科工電器研究院有限公司，上海200331）

攪拌鼓泡反應器流場研究

連曉燕1王艷1曹喬喬2

（1.寶雞文理學院化學化工學院，陜西寶雞721013；2.上海航天科工電器研究院有限公司，上海200331）

對攪拌鼓泡反應器內部流場進行了模擬，考察了通氣速度為2 m/s時反應器的流體力學特性，研究發現氣含率和液相速度的維持需要分布器與攪拌器協同作用。

攪拌鼓泡；CFD模擬；氣含率

目前對鼓泡塔流場的研究較多[1,2]，流場的詳細信息可以通過CFD模擬的方法獲取[3]。本文利用CFD軟件對鼓泡塔增加攪拌裝置后內氣液兩相的混合性能進行了研究。

1 結果與討論

圖1為氣含率隨時間變化云圖。由圖可知：t=2s時，由于氣泡量少，氣體大量集中在分布器上部；2s＜t＜4s時，氣泡含量逐漸上升，氣泡在分布器和攪拌器之間具有向中心聚攏的趨勢，流體在攪拌器處徑向旋流。t=8s后，氣含率顯著增大，在鼓泡器與攪拌器的共同作用下，氣液接觸面積增大，混合充分。由此可以得出鼓泡攪拌流動平穩之后，氣含率基本不變。

圖2為液相速度隨時間變化云圖。由圖可知：剛開始少量的氣泡帶動液體向上運動，故分布器上方速度較小。2s＜t＜6s，由于氣泡鼓動與攪拌器攪拌作用，液相速度開始增大，流體在攪拌器下部向中心聚攏。t=6s時，由于導流筒作用流體在攪拌器徑向具有對稱的旋流，只是漩渦中心處出現了滯留。t＞6s后，由于氣泡穩定流動與勻速攪拌作用，液相速度增大的速率開始降低，液相速度已經達到最大。

2 結語

攪拌鼓泡塔內的氣含率和液相速度在一定范圍內隨著時間延長呈現增長趨勢，一定時間后在攪拌器和分布器的共同作用下基本維持穩定，有利于氣液兩相的充分接觸。

[1]翟甜,郝惠娣,高利博等.鼓泡塔氣液兩相流內部流場的流體力學特性[J].化工進展,2013,32（10）:2319-2323.

[2]LUO X,LIU P L,LUO H.Modeling of liquid circulation in gas-liquid bubble columns[J].Journal of Chemical industry and Engineering(China).2006,57(7):1565-1569.

[3]WANG T F,WANG J F,JIN Y.A CFD-PBM coupled mod?el for gas-liquid flows[J].AIChE J.,2006,52(1):125-140.

寶雞文理學院校級重點項目（ZK16128）；陜西省教育廳項目（16JK1040）；寶雞市科技局項目（16RKX1-4）。

圖1 整體氣含率云圖

圖2 液相速度云圖

連曉燕（1990-），女，碩士生，助教，主要從事能源化工設備的開發研究。