[科普中國]-鼓泡塔

概述定義

鼓泡塔是一種常用的氣液接觸反應(yīng)設(shè)備，各種有機(jī)化合物的氧化應(yīng)，如乙烯氧化生成醒、乙醛氧化生成乙酸或乙酸醋、環(huán)己醇氧化生成己二酸、環(huán)己烷氧化生成環(huán)己醇和環(huán)己酮、石蠟和芳烴的氯化反應(yīng)等等反應(yīng)都采用鼓泡塔。鼓泡塔的優(yōu)點(diǎn)是氣相高度分散在液相中，因此有大的持液量和相際接觸表面，使傳質(zhì)和傳熱的效率較高，它適用于緩慢化學(xué)反應(yīng)和強(qiáng)放熱情況。按結(jié)構(gòu)特征，鼓泡塔可分為空心式、多段式、汽提式三種。1

分類和特點(diǎn)鼓泡塔的優(yōu)點(diǎn)是氣相高度分散在液相中，因此有大的持液量和相際接觸表面，使傳質(zhì)和傳熱的效率較高，它適用于緩慢化學(xué)反應(yīng)和強(qiáng)放熱情況。同時(shí)反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單、操作穩(wěn)定、投資和維修費(fèi)用低、液體滯留量大，因而反應(yīng)時(shí)間長。但液相有較大返氓，當(dāng)高徑比大時(shí)，氣泡合并速度增加，使相際接觸面積減小。
按結(jié)構(gòu)特征，鼓泡塔可分為空心式、多段式、汽提式三種，其中空心式鼓泡塔最適用于反應(yīng)在液相主體中進(jìn)行的緩慢化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)，或伴有大量熱效應(yīng)的反應(yīng)系統(tǒng)。當(dāng)熱效應(yīng)較大時(shí)，可在塔內(nèi)或塔外裝置熱交換單元，使之變?yōu)榫哂袩峤粨Q單元的鼓泡塔。為避免塔中的破相返混，當(dāng)高徑比較大時(shí)，常采用多段式塔借以保證反應(yīng)效果。為適應(yīng)氣液通量大的要求或減小氣泡凝聚以適用于高薪性液體，使氣體提升式鼓泡反應(yīng)器得到應(yīng)用，它具有均勻的徑向氣液流動速度、軸向分散系數(shù)較低、傳熱系數(shù)較大、液體循環(huán)速度可調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)。1

鼓泡塔操作狀態(tài)鼓泡塔的流動狀態(tài)可分為三個(gè)區(qū)域：

安靜鼓泡區(qū)在該區(qū)域內(nèi)表現(xiàn)氣速低于0. 05m/s ，氣泡呈分散狀態(tài)，大小均勻，進(jìn)行有秩序的鼓泡，液體攪動微弱，可稱為視均相流動區(qū)域。

湍流鼓泡該區(qū)域表觀氣速較高，塔內(nèi)氣液劇烈無定向攪動，呈現(xiàn)極大的液相返混。部分氣泡凝聚成大氣泡，氣體以大氣泡和小氣泡兩種形態(tài)與液體接觸，大氣泡上升速度較快，停留時(shí)間較短，小氣泡上升速度較慢，停留時(shí)間較長，因此，形成不均勻接觸的流動狀態(tài)，稱為劇烈擾動的湍流鼓泡區(qū)，或稱為不均勻湍流鼓泡區(qū)。

栓塞氣泡流動區(qū)在d