Реакторы барботажные газлифтные

Рис. 2. Реактор барботажный газлифтный (тип РБГ)

Глава IV, РЕАКТОРЫ БАРБОТАЖНЫЕ ГАЗЛИФТНЫЕ [c.77]

Реактор барботажный газлифтный [c.557]

Рис. 18.4.2.2. Реактор барботажный газлифтный

Кинетика газожидкостных реакций достаточно подробно освещена в вышедших в последнее время монографиях [4, 20]. Достаточно полно отражена в отдельных изданиях [30, 89] и актуальная проблема математического моделирования химических реакторов. Однако определяющие их факторы — гидродинамические явления при взаимодействии газа с жидкостью, конвективный теплообмен между газожидкостной смесью и стенками теплообменных элементов и массоперенос в гетерогенных системах — в обобщенном виде и с необходимыми теоретическими предпосылками до сих пор не освещались. Эти явления рассмотрены в книге применительно к реакторам различных принципов действия (барботажным, газлифтным, с механическим диспергированием газа, пленочным). Каждому типу реактора дана оценка с точки зрения его использования в тех или иных условиях, что позволит проектировщикам этой аппаратуры обоснованно подойти к выбору нужной конструкции. [c.3]

В п. 1 были рассмотрены только общие представления о барботажных газлифтных реакторах и условиях их работы, определяющие область применения аппаратов этого типа. Содержание предлагаемой главы более подробно отражает разнообразие конструкций газлифтных реакторов и методику их расчета. [c.77]

Общий вид барботажного газлифтного реактора представлен на рис. 1.11. Такой тип реактора можно считать аппаратом смешения. [c.53]

Теплообмен в газлифтных реакторах. В газлифтных реакторах высота и диаметры как барботажных, так и циркуляционных труб определяются уравнениями [c.522]

Общий вид барботажного газлифтного реактора представлен на рис. 4.11. Такой реактор, в общем, можно считать аппаратом смешения, и по эффективности перемешивания в ряде случаев он близок к аппаратам с механическим перемешиванием. [c.211]

Рис. 4.11. Барботажный газлифтный реактор (затопленный эрлифт)

Барботаж газа Барботажные реакторы колонные, газлифтные, [c.488]

Метод многократного воздействия на фазы, относящийся к АК-методам, применительно к газожидкостным реакторам реализован в тарельчатых аппаратах. Однако последние не всегда обеспечивают достаточно высокие значения фактора интенсивности ввиду малого времени контакта фаз, недостаточных скоростей, слабой турбулизации и т. д. Простотой конструктивного исполнения и высокой надежностью отличаются барботажные колонные реакторы в виде пустотелой или секционированной колонны с барботером в нижней части или барботажного газлифтного аппарата. Но и эти аппараты не отличаются высокой интенсивностью вследствие относительно невысоких скоростей фаз и значительного обратного перемешивания. В то же время секционирование газожидкостных прямоточных реакторов клапанными тарелками позволяет добиться интенсификации за счет так называемой многократной инверсии фаз в значительном диапазоне скоростей газа и жидкости. Метод [c.10]

Основным дополнительным элементом таких аппаратов является стационарный струйный диспергатор (рис. 6.4.8), в который жидкость подается выносным циркуляционным центробежным насосом, а газ подсасывается за счет инжекционного эффекта или вводится принудительно. Струйный диспергатор можно встроить как в барботажную колонну, так и в барботажный газлифтный реактор. Если реактор работает при давлении, близком к атмосферному, то струйный диспергатор может сообщить газу энергию, достаточную для проведения барботажа газа. [c.639]

Кожухотрубчатый газлифтный реактор (рис. 9.10) выполнен в виде кожухотрубчатого теплообменника с увеличенной по высоте сепарационной частью 1, где происходит отделение газа от жидкости. Все трубы поделены на барботажные 2 и циркуляционные 3. Нижние концы труб выведены под трубную решетку на длину, равную 5( ц, где с1д — внутренний диаметр труб. В стенках выступающих концов барботажных труб на расстоянии от нижнего среза просверлены отверстия 4, расположенные во всех барботажных трубах на одном уровне. Площадь сечения отверстий [c.266]

В газлифтном кожухотрубчатом реакторе газораспределителем являются отверстия в концах барботажных труб, выведенных под нижнюю трубную решетку. Диаметр этих отверстий рассчитывается по скорости газа в них [c.275]

Подробный тепловой расчет газожидкостного реактора показан в примере 9.5. Поэтому здесь ограничимся рассмотрением вопросов, специфических только для кожухотрубчатых газлифтных реакторов, при следующих условиях в качестве теплоносителя в межтрубном пространстве принимаем кипящую воду через теплопередающую поверхность переходит тепловой поток Qp = 7,55-10 Вт коэффициенты теплопередачи имеют следующие значения через барботажную трубу Кг = 1300 Вт/(м"-К), через циркуляционную трубу Кц = 1000 Вт/(м -К). [c.288]

Из сопоставления значений полученных здесь и в примерах 9.4 и 9.5, видно, что в газлифтном реакторе объемный коэффициент массопереноса, а следовательно, и межфазная поверхность меньше, чем в аппарате с механическим диспергированием газа, но больше, чем в барботажной колонне. [c.289]

Скорость циркулирующей жидкости может достигать 1—2 м/с. Это позволяет обрабатывать в газлифтном реакторе неоднородные жидкие системы с большим различием плотностей сплошной и дисперсной фаз. Интенсивная циркуляция способствует лучшему теплообмену между жидкостью и теплообменными поверхностями, образованными стенками барботажных труб. Возможность размещения в газлифтных аппаратах больших поверхностей теплообмена без нарушения принципа циркуляции делает их наиболее эффективными устройствами для проведения реакций с большим тепловым эффектом. [c.9]

В отличие от барботажных колонн газлифтные реакторы при тех же габаритах имеют меньший рабочий (реакционный) объем, [c.9]

Сумму Шр + = Шсм принято называть приведенной скоростью смеси. Эта характеристика обычно используется при расчете приведенной скорости жидкости в барботажных трубах газлифтных реакторов (см. п. 12). [c.18]

Здесь следует отметить, что эти уравнения справедливы для барботажного слоя высотой 800 мм. При более высоких слоях возрастает движущий напор циркуляции (1 — Фг) Г и соответственно скорость циркуляции. Подробно этот вопрос рассмотрен применительно к газлифтным реакторам в п. 12. Локальные скорости жидкости на расстоянии г (рис. 27) от оси колонны [c.55]

Наиболее простая конструкция газлифтного реактора, выполненного 3 виде колонны с центральной барботажной трубой, была показана на рис. 2. Такой аппарат, снабженный рубашкой на корпусе колонны, может быть использован для проведения химических реакций, сопровождающихся тепловым эффектом. Отличаясь простотой конструкции, он имеет один существенный недостаток — малую удельную поверхность теплообмена (отнесенную [c.77]

Рис. 38. Газлифтный реактор с центральной барботажной трубой

Аналогичная конструкция секционированного газлифтного реактора, но с выносной зоной циркуляции и теплообмена, была разработана в институте хлорной промышленности. В этом аппарате (рис. 40) барботажная зона выполнена в виде колонны /, секционированной ситчатыми перегородками 2. В наружный циркуляционный контур включен теплообменник 3. В некоторых конструкциях теплообменники подсоединены к каждой ступени, ограниченной сверху и снизу ситчатыми перегородками. Возможность использования стандартных теплообменников упрощает технологию изготовления аппарата, а установка, например, блочных графитных теплообменных устройств позволяет работать на коррозионных средах. [c.79]

Рассмотренные здесь многотрубные газлифтные реакторы, обладая большей удельной теплообменной поверхностью по сравнению с колонными аппаратами, имеют и свои недостатки. Прежде всего это касается сложности изготовления и большой металлоемкости. Конструктивно более совершенными следует признать газлифтные реакторы, в которых барботажные и циркуляционные трубы объединены в общем кожухе [71 ]. Два варианта таких кожухотрубных газлифтных реакторов показаны на рис. 42. [c.80]

При обработке в газлифтном реакторе несмешивающихся жидкостей легкая жидкость будет отстаиваться в верхней части барботажного слоя над трубной решеткой и сливаться в избыточном количестве через штуцер 6. Для устранения этого нежелательного явления необходимо верхние концы циркуляционных труб удлинить так, чтобы их срезы находились чуть ниже уровня сливного штуцера 6. [c.81]

Газосодержание восходящего двухфазного потока. Газосодержание потока в барботажных трубах газлифтных реакторов, может существенно отличаться от газосодержания в барботажных колоннах. Иными будут и характеризующие его закономерности. Объясняется это, в первую очередь, тем, что величина ф . помимо скорости газа зависит еще и от приведенной скорости жидкости (рис. 50). [c.91]

При больших высотах газлифтных реакторов за счет гидростатического давления газосодержание может существенно изменяться по высоте барботажной трубы. Среднее газосодержание на участке трубы высотой Н, если отсчет высоты у вести сверху, будет [c.94]

При расчете количества жидкости, находящейся в газлифтном трубчатом реакторе, следует учитывать не только газосодержание в трубах, но и газосодержание барботажного слоя, находящегося над верхней трубной решеткой. Как следует из п. 8, высота верхней части барботажного слоя с переменным газосодержанием зависит от скорости газа и в соответствии с опытными данными [80 ] может быть принята h(. = 0,5 . С другой стороны, высота этого слоя, равная расстоянию от трубной решетки до сливного штуцера, по конструктивным соображениям должна отвечать условию h = = 0,2 Dk, где — диаметр сепарационной части реактора. Исходя из этих предпосылок и допуская, что газосодержание на участке высотой равно половине газосодержания в барботажном слое, можем выразить среднее газосодержание слоя над верхней трубной решеткой газлифтного реактора в виде [c.95]

Скорость циркуляции жидкости. Содержание предыдущих параграфов показывает, что скорость циркуляции жидкости оказывает существенное влияние на гидродинамические характеристики газожидкостного потока в газлифтных реакторах, а следовательно, и на условия тепло-массопереноса. Поэтому одной из основных задач гидродинамического расчета этих аппаратов является определение приведенной скорости жидкости в барботажных трубах. Газлифтный трубчатый реактор работает на принципе затопленного эрлифта с естественной циркуляцией жидкости, скорость которой зависит от расхода газа, подаваемого в барботажную трубу. Типичная зависимость изменения приведенной скорости жидкости от приведенной скорости газа в барботажной трубе представлена на рис. 52. При малых скоростях вследствие быстрого увеличения газосодержания в пузырьковом и пенном режимах барботажа быстро возрастает приведенная скорость жидкости. При дальнейшем увеличении Шр наступает переход к стержневому режиму движения, при котором Фг возрастает слабо, а увлечение жидкости газовым потоком тормозится трением ее о стенку трубы, вследствие чего приведенная скорость жидкости меняется незначительно. [c.95]

Расчетную зависимость для приведенной скорости жидкости в барботажных трубах газлифтного реактора можно установить. [c.96]

В газлифтном реакторе, имеющем барботажные и циркуляционные трубы одинаковых диаметров и длину до 2 м, приведенную скорость жидкости можно определить по уравнению [71 1 [c.98]

Выбор при конструировании газлифтного трубчатого реактора оптимального отношения Г = / //ц имеет существенное значение. Увеличивая конструктивный параметр Г, т. е. суммарную площадь сечения барботажных труб, мы увеличиваем реакционный объем аппарата (объем барботажной зоны). Но при этом, как следует из уравнения (1У.26), уменьшается скорость циркуляции жидкости и ухудшаются условия массопереноса реагирующего вещества из газа в жидкость. Исследования кинетики химического превращения в газлифтных трубчатых реакторах показали, что оптимальным является Г = 1. [c.98]

Расчет газораспределительного устройства. В газлифтном трубчатом реакторе роль газораспределительного устройства выполняют нижние концы барботажных труб с отверстиями в их стенах. Расчет этого устройства сводится к определению скорости газа в отверстиях, обеспечивающей при выбранных их диаметре и количестве устойчивую высоту газового слоя под нижней трубной решеткой. Этим гарантируется равномерность распределения газа по всем барботажным трубам. [c.99]

Теплообмен в чистых жидкостях. В газлифтных реакторах высота и диаметры как барботажных, так и циркуляционных труб определяются уравнениями гидродинамики и кинетики химических превращений. Следовательно, поверхность теплообмена, образо-104 [c.104]

Трубчатые газлифтные реакторы относятся к аппаратам, при расчете и проектировании которых можно воспользоваться методом элементного моделирования. Суть его заключается в том, что результаты исследований массообмена, полученные на модели с одной барботажной трубой, распространимы на все трубы промышленного реактора, если в них сохраняется гидродинамическая обстановка модельных испытаний. Это условие существенно облегчает методику эксперимента, позволяя использовать в качестве объекта исследований двухтрубную модель аппарата (см. рис. 48). [c.111]

Конструктивное исполнение газлифтных реакторов может быть различным, но независимо от конструкции в основу их работы всегда положен принцип циркуляционного контура, состоящего из восходящего газожидкостного потока и нисходящего потока жидкости с небольшим количеством захваченных ею газовых пузырей. Максимальная приведенная скорость газа в барботажных трубах, определяющая нагрузку аппарата по газу, составляет 2 м/с, что в пересчете на свободное сечение кожуха аппарата может дать скорость до 1 м/с. [c.54]

Следует отметить, что в отличие от барботажных колонн газлифтные реакторы при тех же габаритах имеют несколько меньший реакционный объем, так как межтрубное пространство используется для подачи в него хладагента. Однако, как и барботажные колонны, газлифтные реакторы достаточно просты по конструкции и, следовательно, надежны в эксплуатации. [c.54]

Общая высота газового слоя, образующегося под нижней трубной решеткой многотрубного (с числом барботажных труб > 5) газлифтного реактора, определяется уравнением [c.522]

При расчетах газлифтных реакторов следует принимать к = (0,50- 0,75)/гь где Н — расстояние от оси отверстий до нижнего среза барботажной трубы / 1 = Ad . Количество отверстий в одной барботажной трубе [c.522]

Реактор барботажный газлифтный (тип РБГ). Газлифтный реактор (рис. 2) отличается от барботажной колонны тем, что внутри корпуса ] установлены одна или несколько барботажных труб 2, в которые с помощью газораспределителя 3 вводится газ. При подаче газа в заполненный жидкостью аппарат в барботажных трубах образуется газожидкостная смесь, плотность которой меньше плотности однородной жидкости в циркуляционной зоне (на рис. 2 в межтрубном пространстве), вследствие чего в аппарате возникает циркуляция жидкости с восходящим потоком смеси в барботажных трубах. Поскольку барботажная труба работает как газлифт (аналогично затопленному эрлифту), логично назвать его барботажным газлис ным реактором. Конструктивное исполнение газлифтных реакторов может быть различным (см. п. 11), но независимо от конструкции в основу их работы положен принцип циркуляционного контура, состоящего из восходящего газожидкостного потока и нисходящего потока жидкости с небольшим количеством захваченных ею газовых пузырей. Максимальная приведенная скорость газа в барботажных трубах, определяющая нагрузку аппарата по газу, составляет 2 м/с, что в пересчете на свободное сечение кожуха аппарата даст скорость до 1 м/с. [c.9]

Стремление увеличить удельную поверхность теплообмена привело к конструкциям многотрубных газлифтных реакторов. Один из таких аппаратов, предложенный Кружаловым и Хчеяном [46], изображен на рис. 41. Он состоит из верхней 1 и нижней 5 цилиндрических емкостей, соединенных между собой вертикальными трубами. В центре находится циркуляционная труба 3 а по периферии — барботажные трубы 2. В каждой трубе 2 размещен барботер 4. Теплоноситель подается в рубашки, установленные на барботажных трубах. Не исключена возможность установки рубашки и на циркуляционной трубе. [c.80]

С целью приближения аппарата к модели идеального вытеснения по жидкой фазе теми же авторами [46] был предложен многоступенчатый вариант трубчатого газлифтного реактора. В этом аппарате каждая ступень состоит из одной циркуляционной трубы и двух барботажных. Внизу эти трубы соединены коллектором, и в каждую трубу введен барботер. Вверху все трубы соединены с емкостью, разделенной вертикальными полуперегородками на отсеки — ступени. Переток жидкости из одной ступени в другую осуществляется по патрубкам, соединяющим циркуляционные трубы, причем патрубок выхода жидкости из ступени расположен выше патрубка ввода ее в циркуляционную трубу данной ступени. Этим обеспечивается хотя бы однократный проход реакционной массы через ступень. [c.80]

При струйном истечении газа из отверстия закон Лапласа утрачивает свою силу и из уравнения (IV.31) следует исключить второе слагаемое. Однако при этом нельзя отождествлять коэффициенты сопротивлений сухого и затопленного отверстий. Последний, очевидно, будет зависеть от поверхностного натяжения жидкости, но это обстоятельство рассмотрим позже. Сейчас же, возвращаясь к уравнению (IV.31), отметим, что вследствие струйного истечения газа из отверстий в выступающих концах барботажных труб газлифтного реактора сопротивение газораспределителя следует рассчитывать по уравнению [c.100]

При расчетах газлифтных реакторов следует принимать = (0,50 ч-0,75) где /ii = 4iig — расстояние от оси отверстий до нижнего среза барботажной трубы. [c.103]

Механизм дробления капель, описанный в гл. III, сохраняется и в газлифтных реакторах, однако процесс осложняется тем, что перел1ешивание жидкостей происходит как в барботажных, так и циркуляционных трубах. При этом в барботажных трубах превалирующую роль играют турбулентные пульсации от всплывающих и де рмирующихся газовых пузырей, а в циркуляционных — турбулентные пульсации, обусловленные скоростью течения сплошной среды. [c.103]

Конструкция барботажного кожухотрубного газлифтного реактора выполнена в виде трубчатого теплообменника с увеличенной верхней сепарирующей частью. Трубы являются или барботажвыми, или циркуляционными, причем в аппаратах с малым количеством труб может быть одна центральная [c.53]