鼓泡塔

一种常用的气液接触反应设备

鼓泡塔是一种常用的气液接触反应设备，各种有机化合物的氧化反应，如乙烯氧化生成醛、乙醛氧化生成乙酸或乙酸酐、环己醇氧化生成己二酸、环己烷氧化生成环己醇和环己酮、石蜡和芳烃的氯化反应等等反应都采用鼓泡塔。鼓泡塔的优点是气相高度分散在液相中，因此有大的持液量和相际接触表面，使传质和传热的效率较高，它适用于缓慢化学反应和强放热情况。按结构特征，鼓泡塔可分为空心式、多段式、汽提式三种。

定义

分类和特点

鼓泡塔的优点是气相高度分散在液相中，因此有大的持液量和相际接触表面，使传质和传热的效率较高，它适用于缓慢化学反应和强放热情况。同时反应器结构简单、操作稳定、投资和维修费用低、液体滞留量大，因而反应时间长。但液相有较大返混，当高径比大时，气泡合并速度增加，使相际接触面积减小。

按结构特征，鼓泡塔可分为空心式、多段式、汽提式三种，其中空心式鼓泡塔最适用于反应在液相主体中进行的缓慢化学反应系统，或伴有大量热效应的反应系统。当热效应较大时，可在塔内或塔外装置热交换单元，使之变为具有热交换单元的鼓泡塔。为避免塔中的破相返混，当高径比较大时，常采用多段式塔借以保证反应效果。为适应气液通量大的要求或减小气泡凝聚以适用于高粘性液体，使气体提升式鼓泡反应器得到应用，它具有均匀的径向气液流动速度、轴向分散系数较低、传热系数较大、液体循环速度可调节等优点。

操作状态

鼓泡塔的流动状态可分为三个区域：

安静鼓泡区

在该区域内表现气速低于0.05m/s ，气泡呈分散状态，大小均匀，进行有秩序的鼓泡，液体搅动微弱，可称为视均相流动区域。

湍流鼓泡

该区域表观气速较高，塔内气液剧烈无定向搅动，呈现极大的液相返混。部分气泡凝聚成大气泡，气体以大气泡和小气泡两种形态与液体接触，大气泡上升速度较快，停留时间较短，小气泡上升速度较慢，停留时间较长，因此，形成不均匀接触的流动状态，称为剧烈扰动的湍流鼓泡区，或称为不均匀湍流鼓泡区。

栓塞气泡流动区

在d <0.15m 的小在径气泡塔中，在较高表现气速下，由于大气泡在径被器壁所限制，而出现了栓塞气泡流动状态。工业鼓泡塔的操作常处于安静区和揣流区两种流动状态中，一般应保持在均匀流动的安静区才为合理。但当气通挝增加时，原有小气泡的一部分发生凝聚，形成大气泡，获得较大的浮升速度，而掏成了不均匀流动的揣流区，致使流动条件由安静区向揣流区转化。此时液体产生较大的循环速度，在塔的中部，液体随气泡夹带上升，而在近塔壁处，液体则回流向下。

流体力学

在气液鼓泡塔中，由于传递性能的优劣决定于气泡运动的状况，因此，由要了解气泡的大小、气泡生长及运动的规律，以了解液相内的气含量及气液相界面状况，从而掌握气液相间的传质、传热和因气泡运动引起的液相纵向返混问题。气体在液体中的溶解速率和其分散程度有关，分散程度愈高，溶解速度愈大。分散程度可用气泡的平均直径、气体的滞留量或比表面表示。

原理

鼓泡塔原理就是烟气通过多个管道分散后直接导入吸收塔的浆液池中，一定压力的烟气冲击浆液，产生大量气泡，气液混合接触，在混合和翻腾的过程中烟气中的二氧化硫被浆液吸收，经吸收后的气泡汇聚排出吸收塔，该塔结构复杂，塔的高度相对较低，但吸收塔本体占地大，阻力大。

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