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浆态反应器内对三相混合的要求
阅读：1302 发布时间：2023-1-4
浆态反应器是一种处于静止状态，气相为连续相的反应器。浆态反应器主要有四种不同的类型，即机械搅拌釜、环流反应器、鼓泡塔和三相流化床反应器。
浆态反应器内对三相混合的要求：
1、气体的分散
气体的分散直接关系到气体组分在液相中的传递速率和气泡对固体悬浮的影响。一般认为气体分散主要是叶轮排出流对气泡的剪切效果,叶轮排出流中径向速度及分布也就成为其性能优劣的指标之一。良好的分散状况能够最大限度地剪切分散气体并提供较高的气液相接触比表面积、气泡在液相中的停留时间以及较高的质量传递系数。如果搅拌强度小至使气泡不能分散,则在浮力的作用下,气体不经分散以大气泡的形式直接浮升到搅拌釜的液面,这种情况称为气流控制的液泛状态,此时气体的分散效果最差,液相中气体的浓度z低、浓度分布也不均匀,在操作中应力求避免。与此相反的另一情况是气体在搅拌桨的作用下,达到分散效果。
2、液相的混合
反应釜中作为连续相的液相，其混合过程关系到液相中反应物和产物在搅拌釜径向和轴相的浓度分布及固体悬浮的程度。良好的混合性能缩短了径相和轴相的混合时间，使搅拌釜径向和轴向上的浓度梯度减小，反应釜内浓度分布趋于均匀。固体悬浮的程度直接受制于液相主体流的轴向循环强度，由Baldi等提出的各向均匀湍流模型川可知，液相主体的湍流强度越高，固体的悬浮也就越容易。一般来说轴向流桨具有明显的轴向混合优势，以螺旋桨和翼型桨为代表的轴向流搅拌桨较广泛地用于搅拌釜内液固两相的固体悬浮操作中。
3、固体的悬浮
反应釜中固体的悬浮无疑是很重要的。不论是固体反应物还是作为催化剂的固体物，其分散程度直接关系到局部空间上反应物的转化率、选择性和反应速率，均匀的悬浮操作使反应过程的进行在空间上均一分布。反应釜内固体物的浓度分布是直接量化固体悬浮是否均匀的指标参数，然而湍流悬浮场的复杂多变性，很难准确地测定浓度分布，因此搅拌釜中固体悬浮的效果只能用直观和统计的方法描述，也有报道采用超声频谱测定法测定悬浮液的固体物浓度。