气液固三相反应

气液固三相反应和反应器分析化环学院晋梅概述工业上，反应物系中存在气液固三相的反应过程反应物及反应产物在气相和液相中，固相为催化剂的催化反应如重质油的加氢裂化，丁炔二醇加氢制造丁二醇反应物及反应产物存在三相中的非催化反应过程如煤的热液化、水质净化过程中悬浮有机固体的生物氧化和光氧化三相中只有两相参与反应而另一相为惰性物质的反应物质如CO2和H2的费托合成，在环己烷中乙烯或丙烯的聚合与气固相反应过程相比气液固三相反应过程的优点液相组分热容大，对强放热反应来讲，可以改善传热和温度控制反应条件温和，可延长催化剂的寿命1.气液固三相反应动力学对气液固三相反应过程的研究采用双膜理论进行分析反应过程步骤组分A从气相主体传递到气液界面组分A从气液界面传递到液相主体组分A在液相主体中的混合与扩散组分A从液相传递到催化剂外表面组分A向催化剂内部传递并在内表面上进行反应由于气流或机械搅拌作用液相主体浓度达到均匀组分A从气相主体传递到气液界面组分A从气液界面传递到液相主体组分A从液相传递到催化剂外表面组分A向催化剂内部传递并在内表面上进行反应四个步骤的串联过程在定态条件下，各步骤的速率相等催化剂表面的反应按照一级反应处理时，三相反应中气相反应物浓度分布1）组分A从气相主体传递到气液界面2）组分A从气液界面传递到液相主体3）组分A从液相传递到催化剂外表面4）组分A向催化剂内部传递并在内表面上进行反应滴流床反应器淤浆床反应器若气液相界面上达到平衡，则服从亨利定律消去用表观动力学返程表示表观反应速率常数组成三个捉传质氏系数反应啊动力初学参协数相界乘面积尺比分析前两处项表狼示组沟分A由气巨相主锐体传英递到践液相纱主体贵的总淋阻力若以切与气垒相主洋体处举于相夏平衡追的液康相浓放度待和魔液相倒主体魔浓度塔之仅差表兼示传倘质推倍动力鼠时，恋表观赶反应乡丰速率液相总传质系数与气膜、液膜传质系数的关系合理予简化加氢愚反应渣中通晓常用搞纯氢钱作为遵气相清反应泪物不存垃在气锄相主纲体到搞气液鸣界面渴的扩亡散阻马力微溶游性气牢体传质钟阻力嫂将集得中在耐气液凝界面坏的液咬相侧右边甲第一怨项可脂以忽火略传质自阻力凑的相撤对重鬼要性取决部于面樱积比当催波化剂款颗粒狠很细饱，液皇相中岂浓度都较高反时--镇-淤浆荐床反齐应器很大住，则绞第一拉项重权要，辛后面栗的可捷以忽皂略过程坛速率恶的重焦要参容数：恰气液旬界面炼到液渗相主径体的来传质净系数遭和气项液界朗面积持汽晃量大脑，气级泡直脖径很戒小，咐催化灰剂颗为粒较唉大时--欧--滴流斩床反顾应器很小腥，则爪第一蜓项可袋以忽饶略若催抹化剂拒活性任较高讲，进耗一步导简化过程亦速率仔的重正要参喉数：挎催化话剂颗售粒的伏表面粘积和滋液相蛛主体役到催罩化剂刃外表名面的馆传质摸系数的讨宣论ap浊:单位叼反应摔器体关积的混催化隙剂外修表面济积ab：单元位反震应器叛体积祥的气夸液界菌面积2.气液港固三绞项反宅应器东的分茎类和效选型工业匀上气柱液固粥三相芝反应强器的批分类固体轰固定德型气液森两相穴的流雨动方撞向分骨类气液剥并流找向下晨的滴科流床叮反应嫩器气相念向上伐、液梦相向升下的扣逆流薯滴流姜床反淋应器气液碌并流及向上麻的填扩料鼓今泡塔加反应袍器固体霉悬浮爆型催化暂剂颗倦粒大糊小分哈类淤浆妙床反贝应器--育-颗粒么直径翠通常福小于1m僚m三相广流化复床反千应器--夏-催化长剂颗熊粒直背径为1-帖5m口m固体葱固定崖型三夹相反誓应器固体怎悬浮征型反狠应器2.宁1滴流线床反今应器通常市采用若气液垒并流怀向下俊的操海作方掀式液体昏润湿供固体欺催化迅剂表角面形愧成液昼膜，访气相遮反应昂物溶像解于威液相搅后再含向催且化剂繁外表县面和进内部斗扩散柜，在量催化绕剂的妖活性孙中心港上进烫行反厚应广泛挤应用堪于石装油、纳化工墙和环务境保价护过身程石油寻馏分卧的加缘瑞氢精虫制和包加氢遇裂化渣，有骆机化妄合物谜的加菜氢、姿氧化据以及秘废水惹处理结构躁类似亿于气芦固相绑反应哨的固乔定床其反应帆器与固躺定床围反应居器的榜区别韵？优点气液晚流型讯接近掉于平艘推流很，返惕混小持液小量小催化过剂表冻面液彩膜很身薄采用足并流兰向下旗进行匪反应腰时，民不会辅有液嫁泛的析发生滨，气毫相的牧流动碌阻力删小缺点传热罗能力锤差液流圾流速救低时异，可填能由茄于液日流分擦布不鼠均匀打，导置致部锣分催括化剂纷不能孤被很矩好的堪润湿乘，影立响反颂应效谅果催化轮剂颗鱼粒不框能太极小以旱避免汽床层笨流动企阻力裙过高催化司剂积逆炭、归中毒翠失活瞧时，更更换盆催化飞剂不学方便固定塌床反泼应器疗的通敌病解决摧的方烧法采用叹多床水层，鉴在层封间加涉入冷钱氢进死行急亭冷，州控制曾每段烤床层紫的温悦升采用桌液相饿循环无操作拴，在煌反应患器外首对液脸相进筝行冷幅却气液治逆流稀操作伯滴流银床反恒应器气相旧反应完物浓损度过侍低时浙，可仁以采娘用气惩液逆陕流操削作的嗽滴流惯床反被应器忧，有盏利于浅增大翼过程蒜的推叔动力当气融液两棍相流长速较碌大时碧，可您能出洞现液工泛气液呜并流陪向上茄操作势滴流脑床反京应器--厦-填料朋鼓泡耀塔反应继器持剪液量捞大液相棉和气掘相在故反应躲器中享混合怎好适用码于反抖应热仗效应辅大、垒反应萝较快访、传郑热要经求高乐的场静合2.屠2淤浆湾床反跌应器搅拌切式淤膨浆床届反应漆器的酸结构尤与液未相反站应的宾机械拍搅拌惩釜相德似借助仿搅拌犬浆的董作用饱将气味体分阀散为城气泡张，固误体颗色粒悬虽浮在颗液相肝中气体勺为连凭续进铺出料勤，液或体为跳连续她进出午料适用纽奉场合不饱档和烃吩的加冻氢、谢烯烃烈的氧循化、哲醛的准乙炔轰化反咸应和受聚合移反应甲，煤另的催值化液吓化优缺东点优点持液天量大良好您的传键热、黎传质逗和混扯合性着能采用旨细小抽的催折化剂筛颗粒遭，催烂化剂伙内外额传质亭阻力唱都小灭，充揪分发标挥催吩化剂躺作用活性坏迅速腐衰减先的催念化剂润可以乞方便梦的排般除和寨更换缺点细小算的催尿化剂尖颗粒裹的分鸟离困霸难和爷搅拌孙浆与衰反应掀器壁钱的磨体损流型朋为全绒混流2.特3三相熄反应挖器的束选型原则过程习的速促率控焰制步检骤不同山流型抵的优刘缺点--舒-主要雾是返纱混程册度所需梅要的戚辅助抗设备途的复报杂性占和投疏资过程镰速率帮控制劈燕步骤决定尖三相顷反应元器选月型最值重要熊的因待素，朋应该燥选择程有利难于控慕制步乔骤速扯率加殖快的狮反应切器如果困过程仔的控约制步造骤为膨通过赖气膜浇和/或液睡膜的庙传质锅，应选糟用气歉液相头界面抵积比妖大的植反应磁器，滴流档床或巴带机尖械搅捧拌的转淤浆运床反抄应器如果扯过程男的控彩制步亭骤为荷通过行液固贷界面贸的传纤质，应选梨用单宾位反臣应器掘体积种催化食剂外团表面追积大拆的反母应器溜，即魄高固经含量俯或使萄用小恋颗粒迹催化吉剂的仓反应情器，淤浆私床反迅应器如果绣过程躺的控慨制步赛骤为休催化铃剂颗溉粒内并的传化质，应选子用细狠颗粒螺催化减剂的斯反应汇器，淤浆棵床反府应器过程组控制爷步骤暗的判刊断如果久知道旨速率罪方程丸中的脚各项套传递裤参数浸，通安过计苗算可卖以获现得速统率控石制步北骤很难恐获得通过呜实验释的方汉法改变甜速率欢方程迷中的歌某些影因素洁，如碑固含脊率、塞催化寇剂颗查粒尺沿寸、杰搅拌即强度黎、操仿作压岂力、榜液相杂反应减组分动浓度美、气箱相反券应组括分分垒压等某一着因素竖的变州化显戚著过躲程的船速率荡，表紫明与喊该因悟素有咱关的锻步骤订可能齿是速疑率控招制步泰骤流动移模式限制灭组分构采用陪活塞伞流流眯型比糠全混蚀流的惰流型虹有利除了失对转饭化率茫要求员很高映的过携程，炸一般迎流动劲模式斤的影谣响不攀是重迟要的扒影响敲因素辅助经设备淤浆孤床反旅应器细颗拼粒催某化剂鸦的分屿离问致题滴流睬床反开应器大颗葬粒催锐化剂瞒的内盒传质干问题非常优慢的最反应丢，则唤传质勺的影贷响也蜜不是咏很明删显活性旬组分脖的分衬布--撕-蛋壳抓型催绸化剂滴流挺床反捆应器绑操作喜简单逢，淤携浆床董反应庸器具英有较诵高的亦反应速速率顾，三柱相流台化床干则介尤于两骗者之袄间细小棚的催虾化剂潜颗粒较大钟的催淡化剂团颗粒3.三相少反应弃器的键设计糊计算反应狼器的志操作族采用斥不同庸的方疾式半间舅歇操孕作的悔方式液相滥一次识加入君反应剖器中蝇，反海应过幸程中留气相叔反应痛物连巨续通惑过反尤应器路，液僚相无著进出嗓料适用晒于慢坚反应连续狸操作普的方嘴式气液拢两相柜连续侍通过闯反应途器适用和于快必反应3.垒1半间六歇三顽相反唤应器缸的设惊计计险算淤浆踢床反董应器--娇-鼓泡闪塔或艘机械修搅拌州反应俊器设计逼问题预测咽液相霉组分B的转午化率坛随时哀间的滩变化鹊，以兼确定挑一反瞧应所否需要弓的时幕间半间屋歇的漠三相寸反应充器，毁无论佩是淤蜂浆床互反应驳器还溉是滴秋流床敏反应剪器，辛气相饱视为修全混客流采用洽集中仿参数爹模型物料拜衡算积分队可求态取液拴相组坟分B达到宁规定阻转化播率所牙需要忌的反乘应时冶间气相握为1级反岛应，天液相友为0级反节应--逼【1，0】级反烦应当液回相中煎组分B的浓欢度大窄于组婚分B的反酿应级守数，早可视锡为临怜界液跑相浓重度时竿，采鼠用该覆设计命模型达到喷转化脖率xB所需昆要的耽反应暖时间tB为设计低实例设计摇时，疗需要甚考虑反应汉器中量气液崖两相蒜的流前型滴流扯床中--朗-气液汤两相富流型贡接近抛于活怜塞流淤浆诞床中--荡-液相延接近火于全护混流气相努反应姓物在狠液相温中的董浓度偿在反弟应器燃中是荒否随扯位置喇的不粉同