Главная > Разное > Газожидкостные реакторы
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

22. Массообмен в системе газ—жидкость при механическом перемешивании

Несмотря на то что исследованию массообмена в аппаратах типа РМС посвящено очень много работ, рекомендовать с уверенностью какую-либо зависимость для расчета этого процесса весьма затруднительно. Если проанализировать зависимости объемного коэффициента массопередачи от частоты вращения мешалки и скорости газа, поступающего в реактор, сведя их к пропорциональности вида

то встречающиеся в литературе уравнения дают значения

Основной причиной такого расхождения является удельная межфазная поверхность, которая в основном и зависит от условий перемешивания. Исследования [106, 108] показывают, что поверхностный коэффициент массопередачи не зависит ни от частоты вращения мешалки, ни от газосодержания. Однако и здесь наблюдается большое различие коэффициентов При оценке поверхности массообмена химическим методом [106] было получено а при ее расчете [108] по газосодержанию и среднему размеру пузырей причем в последнем случае диаметры газовых пузырей было явно заниженными. Значения полученные химическим методом, вероятно, наиболее реальны. Использование этого метода позволило обобщить коэффициенты массопередачи для различных систем одним уравнением [81]

Выбор методики расчета массообмена в аппаратах типа РМЦ не вызывает затруднений, так как имеются исследования Осипова [57]. При оптимальном отношении (см. рис. 65) он рекомендует определять объемный коэффициент массопередачи по следующим уравнениям: при

Экспериментальная проверка уравнений и проводилась при окислении воздухом сульфита натрия при следующих условиях: где шаг винта (мешалки); диаметр винта.

Переходя к оценке эффективности механического способа диспергирования газа в жидкости, следует прежде всего рассмотреть целесообразность его использования в реакторах больших объемов. Дискуссионность этого вопроса приобрела особо важное значение в связи с разработкой аппаратов объемом и более.

Лабораторные исследования кинетики окисления (по сульфитной методике) в реакторах небольших объемов типов РМС и РМЦ показали, что эти аппараты по эффективности превосходят аппараты барботажного типа. Действительно, при механическом перемешивании жидкости вследствие развитой ее турбулентности достигается наиболее тонкое диспергирование пузырьков газа, что при достаточно высоком газосодержании создает большую удельную поверхность контакта фаз. Однако при увеличении диаметра реактора с сохранением отношение окружной скорости мешалки к расстоянию от ее лопастей до стенок аппарата, которое в какой-то мере характеризует область распространения газовых пузырей в объеме жидкости, изменяется пропорционально величине Это является одной из причин наблюдаемого относительного снижения эффективности массопереноса в газожидкостных реакторах при увеличении их размеров. К сожалению, мы не располагаем достаточным количеством данных для оценки критерия эффективности реакторов больших объемов с механическим диспергированием газа. Но, вероятно, на начальном этапе оптимизации такой анализ можно провести по результатам исследований аппаратов малых объемов.

Объемный коэффициент массопередачи при перемешивании смеси турбинными мешалками

где показатели степеней при скорости газа и мощности отнесенной к объему жидкости в реакторе, приняты средними из восьми зависимостей вида приведенных Стренком Мощность, затрачиваемую на перемешивание газожидкостной смеси в наиболее эффективной области, близкой к режиму захлебывания (рис. 66), можно считать независимой от параметра А и принять

На основе этих ориентировочных данных при условиях и неизменной при увеличении окружной скорости мешалки из получим

Эта зависимость наглядно показывает резкое уменьшение эффективности аппарата при увеличении его диаметра.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление