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鼓泡塔反应器

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鼓泡塔反应器综述

鼓泡塔反应器综述

目录1 鼓泡塔反应器简介 (1)1.1 鼓泡塔的概念 (1)1.2 鼓泡塔的结构 (1)1.3 鼓泡塔类型 (2)1.3.1空心式 (2)1.3.2 多段式 (3)1.3.3 循环式 (3)1.4 鼓泡塔反应器的操作状态 (4)2 鼓泡塔反应器的流体力学特性 (6)2.1气泡直径 (6)2.2含气率 (6)2.3气液比相界面积 (7)2.4鼓泡塔内的气体阻力ΔP (7)2.5返混 (8)3 鼓泡塔反应器的传质、传热特性 (9)3.1鼓泡塔的传质 (9)3.2鼓泡塔的传热 (9)4 鼓泡塔反应器的数学模型 (11)4.1 双流体模型 (11)4.2 湍流模型 (11)5 鼓泡塔反应器的工业应用实例 (13)1 鼓泡塔反应器简介1.1 鼓泡塔的概念鼓泡塔是在塔体下部装上分布器，将气体分散在液体中进行传质、传热的一种塔式反应器。

优点：气相高度分散于液相中，具有大的液体持有量和相界接触面，传质和传热效率高，适用于缓慢化学反应和高度放热的情况；结构简单，操作稳定，投资和维修费用低，被广泛应用于加氢、脱硫、烃类氧化、烃类卤化等工业过程。

缺点：液相有较大的返混，气相有较大的压降。

当高径比大时，气泡合并速度增加，使相际接触面积减小。

1.2 鼓泡塔的结构图1.2 简单鼓泡塔气体分布器：使气体分布均匀，强化传热、传质。

是气液相鼓泡塔的关键设备之一，型式：多孔板，喷嘴，多孔等，为鼓泡塔主要结构之一，另一主要结构为塔体。

换热装置： 1、夹套式：热效应不大时。

2、蛇管式：热效应较大时。

3、外循环换热式：热效应较大时塔体可安装夹套或其它型式换热器或设有扩大段、液滴捕集器等；塔内液体层中可放置填料；塔内可安置水平多孔隔板以提高气体分散程度和减少液体返混。

1.3 鼓泡塔类型1.3.1空心式图1.3.1 空心式鼓泡塔图1.3.2 多段式鼓泡塔空心式鼓泡塔如图1.3.1所示，塔内不含塔板和液体分布器，最适用于缓慢化学反应系统或伴有大量热效应的的反应系统。

鼓泡塔反应器的特点结构

鼓泡塔反应器的特点结构
关键设备之一。 型式：多孔板 喷嘴 多孔管等
➢ 3、换热装置： 夹套式：热效应不大时。 蛇管式：热效应较大时。 外循环换热式：热效应较大时。
➢ 4、水平多孔隔板：提高气体分散度，减少液体纵向循环。
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鼓泡塔反应器的特点结构
鼓泡塔的传递特性
鼓泡塔的流体力学特性 ➢ 塔内液体流动状态：由空塔气速uOG决定
•
db>1.0cm 垂直上升的菌帽状
• 条件：
•<200
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鼓泡塔反应器的特点结构
➢ 气泡群的直径的计算
•a.当量比表面直径dVS： •b.体积平均直径dV： •c.几何平均直径dg：
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鼓泡塔反应器的特点结构

➢ 含气率： 单位体积充气层内气体所点的体积分率。 εOG：静态气含率。液体不流动时的气含率。 εG：动态气含率。液体连续流动时的气含率。
鼓泡塔反应器的特点结构
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
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2021/1/4
鼓泡塔反应器的特点结构
➢ 比相界面a：
• 单位反应器有效体积气泡的表面积。m2/m3
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鼓泡塔反应器的特点结构
鼓泡塔的气体压降ΔP：
ΔP=分布板小孔压降+鼓泡塔静压降
=
kpa
式中 C2=0.8 （小孔阻力系数）
u0：小孔气速，m/s 鼓泡层密度,kg/m3
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鼓泡塔反应器的特点结构
鼓泡塔的传质 一般气膜传质阻力较小，可以忽略，液膜传质阻力的大小决定了
VG： VR：
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鼓泡塔反应器的特点结构

鼓泡塔反应器的特点结构、传质、工艺计算

鼓泡塔反应器的特点结构、传质、工艺计算

计算液膜传质过程可用以下公式：sh 来自k LA d b D LA
SCL
L DLA
L
Re b
dbuOGL
L
.072 1 0 bg3 0 .484 0 .339d Sh 2 .0 C Re S b CL 2/3 D LA

鼓泡塔的气体压降ΔP： ΔP=分布板小孔压降+鼓泡塔静压降 =
3 2 u 10 0 G H g R R 2 C 2
kpa
式中 C2=0.8 （小孔阻力系数） u0：小孔气速，m/s 鼓泡层密度,kg/m3

鼓泡塔的传质 一般气膜传质阻力较小，可以忽略，液膜传质阻力的大小决定了
传质速率的快慢。
欲提高单位相界面的传质速率，即提高传质系数，则必须提高扩 散系数。 扩散系数不仅与液体物理性质有关，而且还与反应温度、气体反 应物的分压或液体浓度有关。当鼓泡塔在安静区操作时，影响液相传质 系数的因素主要是气泡大小、空塔气速、液体性质和扩散系数等；而在 湍动区操作时，液体的扩散系数、液体性质、气泡当量比表面积以及气 体表面张力等，成为影响传质系数的主要因素。
VOL
C AO x A rA
其中：（-rA）':实测的宏观速度。
VG：
VL G VG 1 G
VR：
V V G V V V L R G L G 1 G
4、VE：
当液滴移动速度小于0.0001m/s HE=αED 当D<1.2m HE≥1m D≥1.2m αE=0.75
VE D2HE 4


VC：
式中 ：形状系数，球盖： =1 标准椭圆形封头： =2

鼓泡塔反应器的特点结构讲解

鼓泡塔反应器的特点结构讲解
聚并，故效率较低。
储液量大，适于速度慢和热效应大的反应。液相轴向返混严重，连续操作型
反应速率明显下降。在单一反应器中，很难达到高的液相转化率，因此常用 多级彭泡塔串联或采用间歇操作方式
结构
塔体： 气体分布器：使气体分布均匀，强化传热、传质。是气液相鼓泡塔的 关键设备之一。 型式：多孔板 喷嘴 多孔管等 3、换热装置： 夹套式：热效应不大时。 蛇管式：热效应较大时。 外循环换热式：热效应较大时。 4、水平多孔隔板：提高气体分散度，减少液体纵向循环。
2）。 图1 空心式鼓泡塔
1－塔体；2－夹套； 3－气体分布器
图2 具有塔内热 交换单元的鼓泡塔
www,
为克服鼓泡塔中 的液相返混现象， 当高径比较大时， 常采用多段鼓泡 塔，以提高反应 效果（见图3）。
图3多段式气液 鼓泡塔
www,
当高粘性物系，例如生化工程的发酵、 环境工程中活性污泥的处理、有机化工 中催化加氢（含固体催化剂）等情况， 常用气体提升式鼓泡反应器（见图4）或 液体喷射式鼓泡反应器（见图5），此种 利用气体提升和液体喷射形成有规则的 循环流动，可以强化反应器传质效果， 并有利于固体催化剂的悬浮。此类又统 称为环流式鼓泡反应器。它具有径向气 液流动速度均匀、轴向弥散系数较低， 传热、传质系数较大，液体循环速度可 调节等优点。
鼓泡塔反应器的历史动态
• 自1971年来，千代田开发出了第一个脱硫 工艺，千代田公司继续改进和发展这项技 术,于1976年开发出了更为先进的工艺，这 项先进的技术将二氧化硫的吸收,氧化,中和, 结晶以及除尘等几个必不可少的工艺过程 合并到一个单独的气相-液相-固相反应器中 进行。这个反应器就叫做鼓泡式反应器 (JBR)。
鼓泡塔反应器的发展动态

鼓泡塔的工作原理

鼓泡塔的工作原理

鼓泡塔的工作原理
鼓泡塔，又称鼓泡反应器，是一种常用的气液接触反应设备。

其工作原理主要是利用气体通过液体时产生的气泡来实现气液两相的充分接触和反应。

具体来说，气体从塔底向上经分布器以气泡形式通过液层，气泡在上升过程中与液体进行接触和反应。

气泡的搅拌作用可使液体充分混合，增加气液接触面积，提高传质和传热效率。

鼓泡塔中的液体分批加入，气体连续通入，属于半连续操作。

在塔内，气体和液体可以进行逆流或并流操作，具体取决于实际需求。

此外，为加强液体循环和传递反应热，鼓泡塔内可设外循环管和塔外换热器。

同时，为减少液体返混，塔内常设有挡板。

鼓泡塔结构简单，没有运动部件，适用于高压反应或腐蚀性物系。

在各种有机化合物的氧化反应中，如乙烯氧化生成醛、乙醛氧化生成乙酸或乙酸酐等，鼓泡塔都发挥了重要作用。

请注意，鼓泡塔的工作原理和应用领域可能因具体设备和应用场景的不同而有所差异。

在实际应用中，需要根据具体需求进行设计和优化。

鼓泡塔反应器设计 PPT课件

鼓泡塔反应器设计 PPT课件

➢ 鼓泡塔的气体压降ΔP：
ΔP=分布板小孔压降+鼓泡塔静压降
=
10 3 C2
u
2 0
G
2
HRRg
kpa
式中 C2=0.8 （小孔阻力系数）
u0：小孔气速，m/s 鼓泡层密度,kg/m3
鼓泡塔的传质 一般气膜传质阻力较小，可以忽略，液膜传质阻力的大小决定了
传质速率的快慢。 欲提高单位相界面的传质速率，即提高传质系数，则必须提高扩
3 H 12 D
反应。 ➢ 鼓泡塔反应器结构简单、造价低、易控制、易维修、防腐问题易解决，
用于高压时也无困难。 ➢ 鼓泡塔内液体返混严重，气泡易产生聚并，故效率较低。
结构
➢ 塔体： ➢ 气体分布器：使气体分布均匀，强化传热、传质。是气液相鼓泡塔的
关键设备之一。 型式：多孔板 喷嘴 多孔管等
➢ 3、换热装置： 夹套式：热效应不大时。 蛇管式：热效应较大时。 外循环换热式：热效应较大时。
鼓泡塔反应器的计算 反应器体积 充气层的体积：VR=VG+VL 分离空间体积：VE 顶盖死区体积：VC
➢ VL: 半连续操作时：VL=VOL(τ+τ')
连续操作时：VL=VOL
VOL
C AO xA
rA
其中：（-rA）':实测的宏观速度。
➢ VG：
VG
VLG 1G
➢ VR：
VR
VG VL
➢ 4、水平多孔隔板：提高气体分散度，减少液体纵向循环。
鼓泡塔的传递特性
鼓泡塔的流体力学特性 ➢ 塔内液体流动状态：由空塔气速uOG决定
※空塔气速uOG=v0/At 安静区：uOG<4.5~6cm/s 气体通过分布器几乎呈分散的有次 序的鼓泡，既能达到一定的流量，又很少出现返混。 过渡区：4.5~6<uOG<8cm/s 湍动区：uOG>8cm/s 气泡不断地分裂、合并，并产生激烈无 定向运动。塔内液体扰动剧烈，返混严重，流型接近CSTR。

鼓泡塔反应器设计[荟萃知识]

鼓泡塔反应器设计[荟萃知识]
鼓泡塔反应器 鼓泡塔反应器的特点与结构 鼓泡塔反应器的传质 鼓泡塔反应器的计算
行业知识
1
鼓泡塔反应器鼓泡塔反应器的特点与结构
特点： ➢ 塔内充满液体，气体从反应器底部通入，分散成气泡沿着液体上升，
既与液相接触进行反应同时搅动液体以增加传质速率。 ➢ 这类反应器适用于液体相也参与反应的中速、慢速反应和放热量大的
行业知识
12
鼓泡塔反应器的计算 反应器体积 充气层的体积：VR=VG+VL 分离空间体积：VE 顶盖死区体积：VC
行业知识
13
➢ VL: 半连续操作时：VL=VOL(τ+τ')
连续操作时：VL=VOL
VOL
C AO xA
rA
其中：（-rA）':实测的宏观速度。
行业知识
14
➢ VG：
VG
行业知识
5
➢ 气泡尺寸
a. 气泡的形成：
uOG较低时：气体分布器 uOG中等时：气体分布器加液体湍动 uOG较高时：液体湍动使气流破碎成气泡。
b.单个气泡的形状和直径 形状：db<0.2cm 垂直上升的坚实圆球. 0.2≤db≤1.0cm 螺旋式摆动上升的椭圆球 db>1.0cm 垂直上升的菌帽状
传质速率的快慢。 欲提高单位相界面的传质速率，即提高传质系数，则必须提高扩
散系数。 扩散系数不仅与液体物理性质有关，而且还与反应温度、气体反
应物的分压或液体浓度有关。当鼓泡塔在安静区操作时，影响液相传质 系数的因素主要是气泡大小、空塔气速、液体性质和扩散系数等；而在 湍动区操作时，液体的扩散系数、液体性质、气泡当量比表面积以及气 体表面张力等，成为影响传质系数的主要因素。
条件：

鼓泡塔反应器的特点结构教程教案

鼓泡塔反应器的特点结构教程教案
鼓泡塔反应器 鼓泡塔反应器的特点与结构 鼓泡塔反应器的传质 鼓泡塔反应器的计算
鼓泡塔反应器鼓泡塔反应器的特点与结构
特点： ➢ 塔内充满液体，气体从反应器底部通入，分散成气泡沿着液体上升，
既与液相接触进行反应同时搅动液体以增加传质速率。 ➢ 这类反应器适用于液体相也参与反应的中速、慢速反应和放热量大的
3 H 12 D
鼓泡塔反应器的计算 反应器体积 充气层的体积：VR=VG+VL 分离空间体积：VE 顶盖死区体积：VC
➢ VL: 半连续操作时：VL=VOL(τ+τ')
连续操作时：VL=VOL
VOL
CAO xA
rA
其中：（-rA）':实测的宏观速度。
➢R：
VRVGVLV G G1 VL G
➢ 鼓泡塔的气体压降ΔP：
ΔP=分布板小孔压降+鼓泡塔静压降
=
103 C2
u02G
2
HRRg
kpa
式中 C2=0.8 （小孔阻力系数）
u0：小孔气速，m/s 鼓泡层密度,kg/m3
鼓泡塔的传质 一般气膜传质阻力较小，可以忽略，液膜传质阻力的大小决定了
传质速率的快慢。 欲提高单位相界面的传质速率，即提高传质系数，则必须提高扩
计算液膜传质过程可用以下公式：
sh k LA d b D LA
SCL
L L DLA
Reb
dbuOGL L
1 0.0721.61
Sh2.0CReb0.484SC0.3L39 dDbL2g/A33
鼓泡塔中的传热
传热方式：三种 ➢ 利用溶剂、反应物或产物气化带走热量。 ➢ 利用液体外循环冷却器移走热量。 ➢ 利用夹套、蛇管或列管式冷却器移走热量。

鼓泡塔反应器综述

鼓泡塔反应器综述

目录1 鼓泡塔反应器简介 (1)1.1 鼓泡塔的概念 (1)1.2 鼓泡塔的结构 (1)1.3 鼓泡塔类型 (2)1.3.1空心式 (2)1.3.2 多段式 (3)1.3.3 循环式 (3)1.4 鼓泡塔反应器的操作状态 (4)2 鼓泡塔反应器的流体力学特性 (6)2.1气泡直径 (6)2.2含气率 (6)2.3气液比相界面积 (7)2.4鼓泡塔的气体阻力ΔP (7)2.5返混 (8)3 鼓泡塔反应器的传质、传热特性 (9)3.1鼓泡塔的传质 (9)3.2鼓泡塔的传热 (9)4 鼓泡塔反应器的数学模型 (11)4.1 双流体模型 (11)4.2 湍流模型 (11)5 鼓泡塔反应器的工业应用实例 (13)1 鼓泡塔反应器简介1.1 鼓泡塔的概念鼓泡塔是在塔体下部装上分布器，将气体分散在液体中进行传质、传热的一种塔式反应器。

优点：气相高度分散于液相中，具有大的液体持有量和相界接触面，传质和传热效率高，适用于缓慢化学反应和高度放热的情况；结构简单，操作稳定，投资和维修费用低，被广泛应用于加氢、脱硫、烃类氧化、烃类卤化等工业过程。

缺点：液相有较大的返混，气相有较大的压降。

当高径比大时，气泡合并速度增加，使相际接触面积减小。

1.2 鼓泡塔的结构图1.2 简单鼓泡塔气体分布器：使气体分布均匀，强化传热、传质。

是气液相鼓泡塔的关键设备之一，型式：多孔板，喷嘴，多孔等，为鼓泡塔主要结构之一，另一主要结构为塔体。

换热装置： 1、夹套式：热效应不大时。

2、蛇管式：热效应较大时。

3、外循环换热式：热效应较大时塔体可安装夹套或其它型式换热器或设有扩大段、液滴捕集器等；塔液体层中可放置填料；塔可安置水平多孔隔板以提高气体分散程度和减少液体返混。

1.3 鼓泡塔类型1.3.1空心式图1.3.1 空心式鼓泡塔图1.3.2 多段式鼓泡塔空心式鼓泡塔如图1.3.1所示，塔不含塔板和液体分布器，最适用于缓慢化学反应系统或伴有大量热效应的的反应系统。

塔式反应器的分类

塔式反应器的分类

1塔式反应器的分类及其结构外形上分为：塔式反应器和机械搅拌式反应器塔式反应器主要分为：填料塔，板式塔，喷雾塔，鼓泡塔，膜式塔。

按气-液接触方式分为：（1）液膜型：填料塔，湿壁塔。

（2）气泡型：鼓泡塔，板式塔，机械搅拌（3）液滴型：喷淋塔，喷射反应器结构：鼓泡塔反应器的结构1-塔体2夹套3气体分布器4 塔体5 挡板6-塔外换热器7液体捕集器8 扩大段填料塔反应器结构1 塔体2 液体分布装置3 填料压紧装置4 填料层5 液体再分布装置6 填料支承装置板式塔结构1 气体出口2 除沫器3 液体入口4再布器5降液管6气体在分布器7 气体入口8 气体分布器9液体入口10 人孔11 排液管喷雾塔结构喷洒部件、塔身、驱动电机、工作平台和压缩机等部分组成喷淋塔结构包括塔体，气体分布器，雾化器，液体在分布器，除沫器以及自控仪表元器件2 塔式反应器的应用（1）鼓泡塔反应器的应用鼓泡塔反应器广泛应用于液体相也参与反应的中速、慢速反应和放热量大的反应（2）填料塔反应器的应用填料塔反应器是广泛应用于气体吸收的设备，也可用作气、液相反应器，由于液体沿填料表面下流，在填料表面形成液膜而与气相接触进行反应，故液相主体量较少。

适用于瞬间反应、快速和中速反应过程（3）板式塔反应器板式塔反应器的液体是连续相而气体是分散相，借助于气相通过塔板分散成小气泡而与板上液体相接触进行化学反应。

板式塔反应器适用于快速及中速反应（4）喷淋塔反应器喷淋塔反应器结构较为简单，液体以细小液滴的方式分散于气体中，气体为连续相，液体为分散相，具有相接触面积大和气相压降小等优点。

适用于瞬间、界面和快速反应，也适用于生成固体的反应。

鼓泡塔反应器

鼓泡塔反应器

0.072

1.61

鼓泡塔中的传热
传热方式：三种
利用溶剂、反应物或产物气化带走热量。
利用液体外循环冷却器移走热量。
利用夹套、蛇管或列管式冷却器移走热量。
鼓泡塔反应器的计算
反应器体积
充气层的体积：VR=VG+VL 分离空间体积：VE 顶盖死区体积：VC
VL: 半连续操作时：VL=VOL(τ+τ') 连续操作时：VL=VOL

VC：
=1 式中 ：形状系数，球盖： 标准椭圆形封头： =2
D 3 VC 12

D
反应器直径和高度的计算
D
4VG 3600u OG
m
H
H=HR+HE+HC
H 3 12 D
欲提高单位相界面的传质速率，即提高传质系数，则必须提高扩 散系数。 扩散系数不仅与液体物理性质有关，而且还与反应温度、气体反 应物的分压或液体浓度有关。当鼓泡塔在安静区操作时，影响液相传质 系数的因素主要是气泡大小、空塔气速、液体性质和扩散系数等；而在 湍动区操作时，液体的扩散系数、液体性质、气泡当量比表面积以及气 体表面张力等，成为影响传质系数的主要因素。
鼓泡塔反应器
鼓泡塔反应器的特点与结构
鼓泡塔反应器的传质
鼓泡塔反应器的计算
鼓泡塔反应器鼓泡塔反应器的特点与结构 特点： 塔内充满液体，气体从反应器底部通入，分散成气泡沿着液体上升， 既与液相接触进行反应同时搅动液体以增加传质速率。 这类反应器适用于液体相也参与反应的中速、慢速反应和放热量大的 反应。 鼓泡塔反应器结构简单、造价低、易控制、易维修、防腐问题易解决， 用于高压时也无困难。 鼓泡塔内液体返混严重，气泡易产生聚并，故效率较低。

鼓泡塔反应器的计算

鼓泡塔反应器的计算

VG
G
VL
1G
➢ 4、VE：
VE
4
D2HE
当液滴移动速度小于0.0001m/s HE=αED
当D<1.2m HE≥1m D≥1.2m αE=0.75
➢ VC：
VC
D 3 12
式中 ：形状系数，球盖： =1
标准椭圆形封头： =2
反应器直径和高度的计算
D
D
4VG
3600uOG
m
H H=HR+HE+HC
鼓泡塔反应器的计算 反应器体积 充气层的体积：VR=VG+VL 分离空间体积：VE 顶盖死区体积：VC
➢ VL: 半连续操作时：VL=VOL(τ+τ')
连续操作时：VL=VOL
VOL
C AO xA
rA
其中：（-rA）':实测的宏观速度。
➢ VG：
VG
VLG 1G
➢ VR：
VR
VG VL
散系数。 扩散系数不仅与液体物理性质有关，而且还与反应温度、气体反
应物的分压或液体浓度有关。当鼓泡塔在安静区操作时，影响液相传质 系数的因素主要是气泡大小、空塔气速、液体性质和扩散系数等；而在 湍动区操作时，液体的扩散系数、液体性质、气泡当量比表面积以及气 体表面张力等，成为影响传质系数的主要因素。
3 H 12 D
计算液膜传质过程可用以下公式：
sh k LA
Re b
dbuOG L L
1 0.072 1.61
Sh
2.0
C
Re
b
0.484
S
0.339 CL
dbg 3 D2/3
LA
鼓泡塔中的传热
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学号：学年论文学院化学化工学院专业化学工程与工艺年级2012级姓名题目鼓泡塔反应器的发展成绩2015 年 6 月 15 日目录1.鼓泡塔反应器 (1)2.鼓泡塔反应器特点与结构 (1)2.1鼓泡塔反应器特点 (1)2.2鼓泡塔反应器结构 (2)2.2.1简单鼓泡塔反应器基本结构 (2)2.2.2最佳空塔气速应满足的两个条件 (2)2.3影响传质的因素 (2)3.鼓泡塔的优缺点 (2)3.1优点 (2)3.2缺点 (3)4.鼓泡塔的分类 (3)5.鼓泡塔反应器的历史发展及应用 (4)5.1历史发展 (4)5.2应用 (5)6.结语 (5)参考文献 (5)鼓泡塔反应器的发展摘要：本文通过对鼓泡塔反应器以及对其发展前景进行的论述，使能够更容易的对该反应器进行研究，达到推动反应器发展的目的。

关键词：鼓泡塔、反应器、发展Abstract:In this paper, the reactor and its development prospects of bubble column reactor are discussed, which make it easier to study the reactor, and achieve the purpose of promoting the development of the reactor.Keywords:Bubble column、Reactor、Development前言鼓泡塔反应器广泛用于发酵、生物化学、制药以及有机化合物的氢化、加氢、氯化等生产过程。

另外，湿法冶金和废水处理也常用这种反应器。

所以，鼓泡塔反应器的使用广泛，应该加以深入研究。

1.鼓泡塔反应器气体鼓泡通过含有反应物或催化剂的液层，以液相为连续相，气相为分散相来实现气液相反应过程的反应器[1]。

有槽型鼓泡反应器、鼓泡管式反应器、鼓泡塔等多种结构型式，其中鼓泡塔应用最广。

2.鼓泡塔反应器特点与结构2.1鼓泡塔反应器的特点(1)液体分批加入，气体连续通入的称为半连续操作鼓泡塔。

(2)连续操作的鼓泡塔气体和液体连续加入，流动方向可以为向上并流或逆流。

(3)鼓泡塔多为空塔，一般在塔内设有挡板，以减少液体返混；为加强液体循环和传递反应热，可设外循环管和塔外换热器[2]。

(4)鼓泡塔中也可设置填料来增加气液接触面积减少返混。

气体一般由环形气体分散器、单孔喷嘴、多孔板等分散后通入。

（5）塔内充满液体，气体从反应器底部通入，分散成气泡沿着液体上升，既与液相接触进行反应同时搅动液体以增加传质速率。

这类反应器适用于液体相也参与反应的中速、慢速反应和放热量大的反应。

（6）鼓泡塔反应器结构简单、造价低、易控制、易维修、防腐问题易解决，用于高压时也无困难。

（7）鼓泡塔内液体返混严重，气泡易产生聚并，故效率较低。

（8）储液量大，适于速度慢和热效应大的反应。

液相轴向返混严重，连续操作型反应速率明显下降。

在单一反应器中，很难达到高的液相转化率，因此常用多级彭泡塔串联或采用间歇操作方式[3]。

2.2鼓泡塔反应器的结构2.2.1简单鼓泡塔基本结构1-塔体；2-夹套；3-气体分布器；4-塔体；5-挡板；6-塔外换热器；7-液体捕集器；8-扩大段[4]（其中①气体分布器：使气体分布均匀，强化传热、传质,是气液相鼓泡塔的关键设备之一。

②型式分为多孔板喷嘴、多孔管等。

③换热装置分为夹套式：热效应不大时；蛇管式：热效应较大时；外循环换热式：热效应较大时。

④水平多孔隔板：提高气体分散度，减少液体纵向循环。

）主要由塔体和气体分布器组成。

塔体可安装夹套或其它型式换热器或设有扩大段、液滴捕集器等；塔内液体层中可放置填料；塔内可安置水平多孔隔板以提高气体分散程度和减少液体返混。

塔内液相可近似视为理想混合流型，气相可近似视为理想置换流型。

2.2.2最佳空塔气速应满足的两个条件（1）保证反应过程的最佳选择性；（2）保证反应器体积最小。

2.3影响传质的因素当气体空塔气速低于0.05m/s时，气体分布器的结构就决定了气体的分散状况、气泡的大小，进而决定了气含率和液相传质系数的大小。

当气体空塔气速大于0.1m/s时，气体分布器的结构无关紧要。

此时的气泡是靠气流与液体间的冲击和摩擦而形成，气泡大小及其分布状况主要取决于气体空塔气速[5]。

3.鼓泡塔的优缺点3.1优点鼓泡塔反应器结构简单、造价低、易控制、易维修、防腐问题易解决，用于高压时也无困难。

3.2缺点鼓泡塔内液体返混严重，气泡易产生聚并，故效率较低。

4.鼓泡塔的分类工业所遇到的鼓泡塔反应器，按其结构可分为空心式、多段式、气体提升式和液体喷射式。

图1 图2 图3 空心式鼓泡塔（见图1）在工业上有广泛的应用。

这类反应器最适用于缓慢化学反应系统或伴有大量热效应的反应系统。

若热效应较大时，可在塔内或塔外装备热交换单元（见图2）。

（1）图1 空心式鼓泡塔1－塔体；2－夹套； 3－气体分布器（2）图2 具有塔内热交换单元的鼓泡塔为克服鼓泡塔中的液相返混现象，当高径比较大时，常采用多段鼓泡塔，以提高反应效果（见图3）。

（3）图3多段式气液鼓泡塔当高粘性物系，例如生化工程的发酵、环境工程中活性污泥的处理、有机化工中催化加氢（含固体催化剂）等情况，常用气体提升式鼓泡反应器或液体喷射式鼓泡反应器。

此种利用气体提升和液体喷射形成有规则的循环流动，可以强化反应器传质效果，并有利于固体催化剂的悬浮。

此类又统称为环流式鼓泡反应器。

它具有径向气液流动速度均匀、轴向弥散系数较低，传热、传质系数较大，液体循环速度可调节等优点[7]。

（4）气体升液式鼓泡塔如右图1-筒体；2-气升管；3-气体分布器塔内装有气升管，引起液体形成有规则的循环流动，可以强化反应器传质效果，并有利于固体催化剂的悬浮。

特点：在这种鼓泡塔中气流的搅动比简单鼓泡塔激烈得多。

简单鼓泡塔中气体空塔速度不超过1m/s，气体升液式鼓泡塔中气升鼓泡管内气体空管速度可高达2m/s，换算至全塔截面的空塔气速可达1m/s，其液体循环速度可达1∼2m/s[8]。

5.鼓泡塔反应器的历史发展及应用5.1历史发展自1971年来，千代田开发出了第一个脱硫工艺，千代田公司继续改进和发展这项技术,于1976年开发出了更为先进的工艺，这项先进的技术将二氧化硫的吸收，氧化，中和，结晶以及除尘等几个必不可少的工艺过程合并到一个单独的气相-液相-固相反应器中进行。

这个反应器就叫做鼓泡式反应器 (JBR)。

20世纪70年代以后，有关鼓泡塔的研究日益活跃，除标准型鼓泡塔外，又开发了各种各样的改型鼓泡塔（射流喷射型、气液下流型、双管式、多段式、填充式等）和悬浊鼓泡塔等。

2010年，浆态床鼓泡反应器是一种气液固多相反应器，发展至今，已被广泛应用于许多领域，它具有结构简单、持液量大、温度梯度小、固相能在线加载以及操作成本低等优点[9]。

2011年应用鼓泡塔式反应器生产藏红花素的研究。

2012年精对苯二甲酸(PTA)是合成聚对苯二甲酸乙二醇酯的重要原料，随着国内聚酯工业的高速发展，PTA产能越来越大。

鼓泡塔式反应器结构简单、运行可靠、制造成本低，已成功用于规模化生产的PTA装置。

2014 近年来，随着我国对苯二甲酸(PTA) 产能的快速增加，单套PTA装置的生产能力大幅提高。

其中，核心设备对二甲苯(PX) 氧化反应器的生产能力越来越大，单套反应器的生产能力已达到75万t/a。

PX氧化反应涉及了气、液、固三相，在反应器内，氧化反应、传质、传热同时进行，在反应器生产能力逐步增加的过程中，带有水富集段的鼓泡塔式反应器得到了很好的放大和应用[10]。

5.2应用鼓泡塔反应器广泛用于发酵、生物化学、制药以及有机化合物的氢化、加氢、氯化等生产过程。

另外，湿法冶金和废水处理也常用这种反应器。

6.结语综上所述，随着我国经济的发展，鼓泡反应器的应用相对比较变得也较为广泛，可以做进一步研究。

参考文献[1]卢春喜,王祝安.催化裂化硫态化技术[M].北京：中国石化出版社.2002.[2]陈甘棠.化学反应工程[M].北京：化工出版社.1981.第七章.[3]金涌,王章茂.流态化技术的理论和应用[M].北京：清华大学出版社.2001.[4]International Critical Tables.Vol Ⅲ.New York：McCraw Hill,1928.261[5]张成芳.气液反应和反应器[M].北京：化学工业出版社.1985.[6]时钧，汪家鼎，余国宗，陈敏恒等.化学工程手册第二版[M].北京：化学工业出版社.1996.[7]Carberry J J.Chemical and Catalystic Reaction Engingeering,New York：McCraw Hill,1976.[8]马立斯,杰克逊.填充吸收塔的设计[M].上海：科技卫生出版社.1950.34.[9]Van de Vusse J G.Consecutive reactions in heterogeneous systems.Chem Eng Sci,1966,21:631~643.[10]柳巧越,孙文粹,朱炳辰.华东化工学院学报[J].1911,17(2):258.。