文档介绍：第 9 卷第 3 期过程工程学报 Vo No .3
2009 年 6 月 The Chinese Journal of Process Engineering June 2009
采用电阻层析成像技术测量三相外环流反应器中相含率的实验研究
韩玉环 1,2, 靳海波 2
(1. 北京化工大学化工学院,北京 100029;2. 北京石油化工学院化工系,北京 102617)
摘要:结合电阻层析成像技术和差压法,以平均粒径为 3 mm 的聚氨酯为固相,空气为气相,水为液相,对φ90 mm
的气升式三相外循环环流反应器中局部相含率及其径向分布进行了研究. 结果表明,在实验范围内,增大固相体积分
率不影响气含率在上升管中的分布特征;固含率随着表观气速的增大先增大,当表观气速 ug= m/s 时反应器达到
充分发展段,固相已充分循环;上升管中气固虚拟相的径向分布呈中心高、边壁低的特征,但并非严格对称,在
r/R=0∼ 间出现极大值;下降管中气固虚拟相在径向上分布较为均匀. 本工作证实了两种技术相结合测量气液固三相
相含率的可行性.
关键词:气升式三相外循环环流反应器;电阻层析成像技术;局部相含率;径向分布
中图分类号:TQ016 文献标识码:A 文章编号:1009−606X(2009)03−0431−06
1 前言[11]对气升式三相外循环环流反应器中局部相含率及其
径向分布进行了研究,但仅给出了上升管中相含率的分
气升式三相环流反应器综合了鼓泡塔和机械搅拌布. 在外循环环流反应器中,下降管各相流动行为也会
釜两类反应器的特点,具有结构简单、无机械传动部件、对反应器整体的反应结果造成影响,因此,有必要同时
易密封、造价低、易实现工业放大等优点,在石油、化研究上升管与下降管的流体力学行为.
[1]
工、电化学和生物化工等领域得到了广泛应用. 相含本工作结合前人的研究结果,以平均粒径d 为3 mm
率是三相环流反应器中重要的流动特性之一,对于平均的聚氨酯颗粒(密度ρ=1110 kg/m3)为固相,采用电阻层
[2−5]
相含率已有很好的研究和报道. 然而,在三相环流反析成像技术与差压法相结合的测量技术,在线实时测量
应器中相含率并非均匀分布,成为该反应器设计和放大上升管和下降管的流动行为,给出相含率及其径向分布
的难点之一,因此,有必要对三相局部相含率进行深入特征与操作条件的关系,为进一步研究奠定一定实验基
细致的研究. 础.
过程层析成像技术是近年来飞速发展起来的一门
新技术,具有巨大的发展潜力和广阔的工业应用前景. 2 实验
非插入式的电阻层析成像技术(Electrical Resistance 实验装置
Tomography, ERT)是过程层析成像的一种,以其相对价实验装置为气升式三相外循环环流反应器,如图 1
格低廉、操作简单、时间分辨率高、并可实现对某一特所示,上升管高 m,内径 90 mm;下降管高 m,
定空间进行多方位在线测量等优点,成为过程层析成像内径 90 mm. 气体分布器为孔板分布器,孔径 2 mm,
技术发展的主流和研究热点,与插入式测量技术相比, 间距 17 mm,板上 19 个孔呈