撞击流反应器停留时间分布.doc

撞击流反应器停留时间分布 24 华东理工大学(自然科学版) JournalofEastChinaUniversityofScienceandTechnology(NaturalScienceEdition) V01.32No.1 2006一O1 文章编号:1006-3080(2006)01—0024—04 撞击流反应器停留时间分布 纪利俊,刘海峰., (1.华东理工大学化学工程研究所,上海 王辅臣.,于遵宏 2OO237;2.华东理工大学洁净煤研究所) 摘要:在直径300mm,高500mm的冷模装置上,以水为介质,KC1饱和溶液为示踪剂,测定了 两喷嘴及四喷嘴撞击流反应器的停留时间分布,探讨了流量以及喷嘴数量时停留时间分布的影响. 结果表明:流量相同时,增加对置喷嘴数量可明显改善反应器内混合效果;利用前短路I1混合模型 和组合模型对实验数据进行了关联,并对两种模型的特点进行了分析比较;模拟计算结果显示:模 型可以很好地描述撞击流反应器的停留时问分布. 关键词:撞击流;混合;停留时间分布 中图分类号:TQO2文献标识码:A ResidenceTimeDistributionofImpingingStreamReactor JJLi—jun,LIUHai一ng,WANGFu—chen.,yUZunhong. (1.ChemicalEngineeringResearchCenter,EastChinaUniversityofScienceandTechnology, Shanghai200237,China; 2.InstituteofCleanCoalTechnology,EastChinaUniversityofScienceandTechnology) Abstract:TheresidencetimedistributionofimpingingstreamofwatercomingfromtWOorfour nozzlesinareactorwithdiameterof300mmandbyheightof500mmweremeasuredrespectively,andthe influencesofflowrateandnumberofnozzleswerediscussedinthispaper.Theexperimentalresultsshow thatthemacro—mixingprocessinthereactorisimprovedobviouslyatthesameflowratewhenthenumber ofoppositenozzlesisadded.Theexperimentaldatawerecorrelatedwithfrontby—passmixingmodeland combinedmodelforcalculatingtheresidencetimedistribution,andthefeaturesofthetwomodelswere discussed.Thecalculatedresultsshowthatthemodelscanfinelydescribetheresidencetimedistributionin theimpingingstreamreactor. Keywords:impingingstream;mixing;residencetimedistribution 撞击流的概念首先由Elperin提出[1],其基本 构想是使两股或多股相向流体相互碰撞,产生一个 高度湍动区,使混合程度得到很大的改善,为强化系 统的热,质传递过程提供了良好的条件.撞击流可用 于干燥,混合,吸收和解吸,萃取,燃烧与气化等许多 化工过程,多数情况下用撞击流比传统方法效率更 高,能耗较低[2],撞击流反应器就是基于撞击流特性 收稿日期;200504—23 作者简介;纪利俊(1972一),男,助理研究员,研究方向:传质与分离工 程E—mailljilijun@ecust.edu.en 而开发的新型反应器. 物料的微观混合和宏观混合是影响反应器性能 的重要因素.停留时间分布是微观混合过程在宏观 上的表现,与撞击流反应器内的流型密切相关,研究 撞击流反应器的停留时间分布具有重要的价值.国 内外对撞击流反应器的停留时间分布的研究多集中 于气一固,气一液及液一固等多相体系[2].而许多化学 反应是在均相中进行,或者反应体系可作拟均相处 理,本文以水为介质,研究了两喷嘴及四喷嘴对置同 轴撞击流在均相系统中的停留时间分布,并对实验 数据进行了关联. 第l期纪利俊.等撞击流反应器停留时间分布 1实验部分 1.1实验方法 实验采用脉冲进样法测定停留时间分布,自来 水为工作介质,KC1饱和溶液为示踪剂,示