新型多级环流反应器流体力学研究

第３４卷第２期　２００６牛Ｆ　２月　化学工程　Ｖｏ１．３４　Ｎｏ．２　ＣＨＥＭＩＣＡｌ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ（ＣＨＩＮＡ）　Ｆｅｂ．２ｏ０６　新型多级环流反应器流体力学研究　李　飞，王保国，陈筛林，丁富新，袁乃驹　（清华大学化学工程系，北京１０００８４）　摘要：在传统的单级内环流反应器的基础上，对导流筒进行了改进，发展ｒ一种新型多级环流反应器。研究了表观　气速、开孔率、反应器底部结构等操作参数对整体平均气含率、局部气含率以及各级环流液速等流体力学行为的影　响，从而确定了反应器的最佳结构。文中提出的新型多级环流反应器在石油化工、生物化上和环境＿Ｔ程等多个领　域有广泛的应用前景。　关键词：多级；环流反应器；开孔率；气含率；环流液速　中图分类号：ＴＱ　０５３．５　文献标识码：Ａ　文章编号：１００５－９９５４（２００６）０２－００３７－０４　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｓ　ｉｎ　ｍｕｌｔｉ－ｓｔａｇｅ　ｌｏｏｐ　ｒｅａｃｔｏｒ　ＬＩ　Ｆｅｉ，ＷＡＮＧ　Ｂａｏ－ｇｕｏ，ＣＨＥＮ　Ｓｈａｉ－ｌｉｎ，ＤＩＮＧ　Ｆｕ－ｘｉｎ，ＹＵＡＮ　Ｎａｉ－ｊｕ　（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔｓｉｎｇｈｕａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００８４，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ　ｓｐｅｃｉａｌｌｙ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｍｕｌｔｉ－ｓｔａｇｅ　ｌｏｏｐ　ｒｅａｃｔｏｒ　ｗａｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅ　ｄｒａｆｔ　ｔｕｂｅ　ｗａｓ　ｍａｄｅ　ｉｎ　ｓｅｖｅｒａｌ　ｓｔａｇｅｓ　ｓｐａｃｅｄ　ｂｙ　ａ　ｎｕｍｂｅｒ　ｏｆ　ｈｏｌｅｓ　ｄｒｉｌｌｅｄ　ａｔ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ　ｐｏｓｉｔｉｏｎｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｗａｌｌ　ｏｆ　ｄｒａｆｔ　ｔｕｂｅ．ｈｉ　ｔｈｉｓ　ｗａｙ，ｔｈｅ　ｌｉｑｕｉｄ　ｆｌｏｗ　ｐｏｓｓｅｓｓｅｓ　ａ　ｓｐｅｃｉａｌ　ｆｅａｔｕｒｅ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｓｍａｌｌ　ｌｏｃａｌ　ｌｏｏｐ　ｆｌｏｗｓ　ａｒｏｕｎｄ　ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ　ｓｔａｇｅｓ　ｗｅｒｅ　ｆｏｒｍｅｄ　ａｎｄ　ｓｕｐｅｒｉｍｐｏｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｏｖｅｒａｌｌ　ｌｏｏｐ　ｆｌｏｗ　ａｒｏｕｎｄ　ｔｈｅ　ｄｒａｆｔ　ｔｕｂｅ，ｌｅａｄｉｎｇ　ｔｏ　ａ　ｍｕｌｔｉｓｔａｇｅ　ｆｌｏｗ　ｐａｔｔｅｒｎ　ａｎｄ　ｍｏｒｅ　ｕｎｉｆｏｒｍ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｌｏｃａｌ　ｇａｓ　ｈｏｌｄ－ｕｐ．Ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｕｐｅｒｆｉｃｉａｌ　ｇａｓ　ｖｅｌｏｃｉｔｙ，ｔｈｅ　ｏｐｅｎｉｎｇ　ｆｒａｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｈｏｌｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｒａｆｔ　ｔｕｂｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｂｏｔｔｏｍ　ｓｈａｐｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ　ｂｅｈａｖｉｏｒｓ　ｗｅｒｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｌｙ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｕｉｔａｂｌｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｒａｆｔ　ｔｕｂｅ　ｗａｓ　ｄｅｔｅｒｎｌｉｎｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｍｕｌｔｉ—ｓｔａｇｅ；ｌｏｏｐ　ｒｅａｃｔｏｒ；ｏｐｅｎｉｎｇ　ｆｒａｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｈｏｌｅｓ；ｇａｓ　ｈｏｌｄ－ｕｐ；ｌｉｑｕｉｄ　ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ　ｖｅｌｏｃｉｔｙ　气升式环流反应器（Ａｉｒ—ｌｉｔｆ　Ｌｏｏｐ　Ｒｅａｃｔｏｒ，简　１．１实验装置及流程　实验所用的环流反应器和装置流程如图ｌ所　称ＡＬＲ）由于其结构简单、能耗低、混合性能好等　特点，在生物化工、环境化工等方面得到了广泛应　用¨＿。’　。传统的内环流反应器由于环隙气含率低　且沿轴向分布不均匀，使反应器的总体效率较低。　针对这种情况，本文提出新型的多级环流反应器　（Ｍｕｌｔｉｓｔａｇｅ　Ａ　ｉｒ－ｌｉｔｆ　Ｌｏｏｐ　Ｒｅａｃｔｏｒ，简称ＭＳＡＩ　Ｒ），即　在导流简不同部位开孔，将导流筒分成多级，从而　示。环流反应器内径０．４７６　ｍ，高４　ｍ，导流筒内径　０．３６５　ｍ，高２．９　ｍ，分３级。空气由空气压缩机提　供，经稳压阀和流量计进入反应器。实验采用连续　操作方式，流体的停留时间为１　ｈ。图２为不同形状　的反应器底部结构。Ａ为椭球形结构，Ｂ为锥形结　构。实验时其他条件不变。　１．２测量方法　在操作状态下形成多级环流的流体力学状态，由　此使环隙气含率增加，并使气含率沿轴向均匀分　布。本文研究　环流反应器的整体平均气含率、　局部气含率和环流液速等流体力学参数随表观气　速、开孑Ｌ率和反应器底部结构的变化规律，确定了　最佳导流筒和反应器底部结构。　１　实验部分　在导流筒外侧下降区的不同高度设有２个测压　口，测量这２个测压口之问的压力差，则可由下式计　算下降区的环隙局部气含率　，％：　８　＝（△　—Ａｈ）／ＡＨ　的压力差，１０　ｋＰａ。　（１）　其中，△　为两测压口的高度差，ｍ；Ａｈ为两测压口　通过测量通气时气液二相的体积Ｖ（ｍ　）及静　基金项目：国家“ｈ　”科技攻＿芙项目（ｚ．棚１．１０－０３—１２）　作者简介：李飞（Ｉ９７６一），男，博士生；ｒ富新，通讯联系人．土要从事环境化工和医药化工方面的研究，电话：（０ｌ０）６２７８５５３４，Ｅ－ｍａｉｌ　ｄｉｎｇｆｘ＠ｍａｉｌ．ｔｓｉｎｇｈｕａ．ｅｄｕ．㈨　维普资讯 http://www.cqvip.com

・３８・　化学Ｔ程２００６年第３４卷第２期　止时液体的体积　（ｍ　），整体平均气含率五（％）可　由下式计算：　云＝（　—Ｖｔ　）／Ｖ　（２）　ＭＳＡＬＲ的环隙区局部气含率都要高于传统的单级　ＡＬＲ。实验过程中明显观察到，在多级环流反应器　中大量的气泡被环流液体携带到了反应器底部，使　环流液速采用电导脉冲示踪技术测定。　反应器底部的气含率大幅度提高，大大降低了反应　器底部的死区体积。　２．１．１导流筒开孑Ｌ率对局部气含率和整体气含率　的影响　导流筒开孑Ｌ率　定义为导流筒侧壁开孑Ｌ的总　采集系统　图１实验装置与流程　Ｆｉｇ．１　Ｆｌｏｗ　ｄｉａｇｒａｍ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｕｌｔｉ—ｓｔａｇｅ　ｌｏｏｐ　ｌ＇ｅａｃｔｏｒ　Ａ　Ｂ　图２反应器底部的不同结构　Ｆｉｇ．２　Ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ｂｏｔｔｏｍ　ｓｈａｐｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｕｌｔｉ—ｓｔａｇｅ　ｌｏｐ　ｒｅａｃｔｏｒ　２实验结果及讨论　２．１局部气含率沿轴向的分布　在不同的空塔气速ｕ　下对多级环流反应器和　传统单级环流反应器的环隙区局部气含率进行实验　研究，结果见图３。　图３不同气速下２种反应器外侧局部气含率比较　Ｆｉｇ．３　Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｏｆ　ｌｏｃａｌ　ｇａｓ　ｈｏｌｄｕｐ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔｗｏ　ｒｅａｃｔｏｒｓ　从图３中可以看出，在不同的表观气速下，　面积与导流筒内截面积之比，是多级环流反应器设　计的重要参数，直接影响了反应器的流体力学性能。　图４是空气一１％（体积分数，下同）乙醇溶液体　系中在不同开孑Ｌ率下局部气含率沿轴向位置ｚ的变　化。实验在表观空塔气速为３．５５　ｃｍ／ｓ条件下进　行。空气一１％乙醇溶液为典型的非聚并体系。实验　结果表明，局部气含率沿轴向位置的分布规律随开　孑Ｌ率的变化而变化；在导流筒开孑Ｌ处，导流筒内侧的　流体能够在静压差的作用下向导流筒外侧流动，从　而形成了多级环流的流体力学状态，增加了导流筒　外侧的局部气含率。　图４导流筒开孔率对局部气含率的影响　Ｆｉｇ．４　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｄ　ｏｎｔｈｅｌｏｃａｌ　ｇａｓ　ｈｏｌｄｕｐ　从图４所示的结果可以看出，为使环流反应器　环隙的气含率增加并沿轴向均匀分布，应对导流筒　的开孔率进行优化。在本文实验条件下，当开孑Ｌ率　为２７％和５４％时，局部气含率和其轴向分布要优于　其他开孔率的情况。当开孑Ｌ率由２７％增加到５４％　时，由于增加了总孑Ｌ面积，因此有更多的气泡从导流　筒内侧流向导流筒外侧，导致环隙气含率明显增高；　当继续增大开孑Ｌ率时。由于孑Ｌ面积过大，导致部分流　体发生了反灌现象，影响了环隙局部气含率的进一　步增大。　图５是空气．１％乙醇溶液体系中在不同开孑Ｌ率　下的整体平均气含率随表观气速的变化。实验表　明，不同开孑Ｌ率下整体气含率随表观气速增大有明　维普资讯 http://www.cqvip.com

李　飞等新型多级环流反应器流体力学研究　・３９・　显上升。开孔率为２７％和５４％时，由于导流筒外侧　气泡的富集，使得整体气含率变化的幅度要高于其　他开孔率的情况。　“ｇ／（ｍ－８　）　圈５　导流筒开孔率对整体气含翠的影响　Ｆｉｇ．５　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｏｎｔｈｅｔｏｔａｌ　ｇａｓ　ｈｏｌｄｕｐ　２．１．２导流筒开孔率Ｏｔ对环流液速的影响　环流液速是环流反应器的重要流体力学参数。　多级环流反应器各级的环流液速是不同的，因此需　要分别进行测量。图６—８是不同导流筒开孔率下，　轴向位置分别为０．６、１．５、２．４　ｍ处的环流液速　随　表观气速的变化。实验结果表明，在上述３个不同　的轴向位置，环流液速变化很小；同时开孔率　对　环流液速影响不大。这是因为环流液速与导流筒内　外侧的气含率差有着直接的关系，而对于多级环流　反应器，在导流筒和反应器内壁之间的环隙区内，气　含率沿轴向的分布比较均匀，因此在不同轴向位置　上导流筒内外侧气含率差变化较小，导致轴向环流　液速分布均匀；同时由于反应器内流体是多级快速　环流，各级之问相互影响，因此抵消了由于不同轴向　位置的气含率差异而导致的环流液速的变化。　圈６轴向位置０．６　ｍ处环流液速随裹观气速变化　Ｆｉｇ．６　Ｌｉｑｕｉｄ　ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ　ｖｅｌｏｃｉｔｙ　ｖｉａ　ｓｕｐｅｒｆｉｃｉａｌ　ｇａｓ　ｖｅｌｏｃｉｔｙ　ａｔ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ　０　６　ｍ　田７轴向位置１．５　ｍ处环流液速随裹观气速变化　Ｆｉｇ．７　Ｌｉｑｕｉｄ　ｃｉｃｒｕｌａｔｉｏｎ　ｖｅｌｏｃｉｔｙ　ｖｉａ　ｓｕｐｅｒｆｉｃｉａｌ　ｇａｓ　ｖｅｌｏｃｉｔｙ　ａｔ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ　１．５　Ｉｎ　／（ｍ・ｓ一　）　圈８轴向位置２．４　Ｉｌｌ处环流液速随表观气速变化　Ｆｉｇ．８　Ｌｉｑｕｉｄ　ｃｉｃｒｕｌａｔｉｏｎ　ｖｅｌｃｏｉｔｙ　ｖｉａ　ｓｕｐｅｒｆｉｃｉａｌ　ｇａｓ　ｖｅｌｃｏｉｔｙ　ａｔ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ　２．４　Ｉｎ　２．１．３导流筒开孔率Ｏｔ的确定　对于多级环流反应器，导流筒开孔率的确定　要兼顾反应器的整体平均气含率、局部气含率以　及局部环流液速。由以上实验结果可知，开孔率　为２７％—５４％时，环隙区局部气含率分布比其他　开孔率要好；而在此时开孔率对各轴向位置的环　流液速影响并不大。因此可以确定，在本实验操　作范围内，多级内环流反应器合适的开孔率为　２７％—５４％。　２．２环流反应器底部结构对反应器流体力学性能　的影响　环流反应器底部结构在很大程度上影响了流体　在反应器底部流动时所受的阻力的大小，进而影响　整个体系的流体力学性质。本文研究了椭球形底部　和锥形底部对环流反应器流体力学特性的影响规　律。导流筒的开孔率取５４％。　２．２．１环流反应器底部结构对环隙气含率和整体　气含率的影响　维普资讯 http://www.cqvip.com

－４０・　化学工程２００６年第３４卷第２期　采用上述２种反应器底部，环隙平均气含率分　布在不同表观气速下均比较均匀，反应器底部区　域也有较高的气含率，实验结果如图９所示。实　验结果指出，反应器底部结构对环隙区的局部气　含率有较大影响，当采用椭球形底部结构时，反应　器不同轴向位置的局部气含率都明显高于锥体结　构的气含率。　图９底部结构对环隙气台率的影响　Ｆｉｇ．９　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂ￣ｔｏｍ　ｓｈａｐｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ａｎｎｕｌａｒ　ｇａｓ　ｈｏｌｄｕｐ　环流反应器底部结构对整体气含率的影响见图　１Ｏ所示。由图１Ｏ可以看出，在本文操作条件下，不　同反应器底部结构对整体气含率的影响较大，椭球　形结构的整体气含率明显高于锥形结构。这是由于　当采用椭球体底部时环隙局部气含率较高，因此使　得整体气含率也相应增大。　图１Ｏ底部结构对整体气含率的影响　Ｆｉｇ．１０　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｏｔｔｏｍ　ｓｈａｐｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｔｏｔａｌ　ｇａｓ　ｈｏｌｄｕｐ　２．２．２反应器底部结构对环流液速的影响　图１１—１３为反应器底部结构不同时在轴向位　置分别为０．６、１．５、２．４　ｍ处的环流液速随表观气速　的变化规律。轴向位置为０．６　ｍ处的环流液速在不　同底部结构下，相差较小；轴向位置为１．５　ｍ和　２．４　ｍ处的环流液速受底部结构的影响较大。从实　验结果可以看出，反应器底部为锥体结构时的环流　液速明显高于椭球体结构的情况。这是因为液体的　环流液速的大小与气含率有直接关系，当采用锥体　底部时，环隙区的平均气含率较小，对流体环流运动　的阻力较小，导致环流液速较高。　一　一Ｏ　２０　ｇ　ｊ　０　１５　＋锥形塔底　＋椭球形塔底　０．０２　０．０３　０．０４　０．０５　０　０６　“ｇ／（ｍ・ｓ　）　图¨　轴向位置０．６　ｍ处环流液速随表观气速变化　Ｆｉｇ．１　１　Ｌｉｑｕｉｄ　ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ　ｖｅｌｏｃｉｔｙ　ｖｉａ　ｓｕｐｅｒｉｆｃｉａｌ　ｇａｓ　ｖｅｌｏｃｉｔｙ　ａｔ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ　０．６　ｍ　图１２轴向位置１．５　ｍ处环流液速随表观气速变化　Ｆｉｇ．１２　Ｌｉｑｕｉｄ　ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ　ｖｅｌｏｃｉｔｙ　ｖｉａ　ｓｕｐｅｒｉｆｃｉａｌ　ｇａｓ　ｖｅｌｏｃｉｔｙ　ａｔ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ　１．５　ｍ　图ｌ３轴向位置２．４　ｍ处环流液速随表观气速变化　Ｆ＇ｉｇ．１３　Ｌｉｑｕｉｄ　ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ　ｖｅｌｃｏｉｔｙ　ｖｉａ　ｓｕｐｅｒｆｉｃｉａｌ　ｇａｓ　ｖｅｌｏｃｉｔｙ　ａｔ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ　２．４　ｍ　［下转第４４页］　维普资讯 http://www.cqvip.com

・４４・　化学工程２００６年第３４卷第２期　图中结果的反应条件为：ｍ（ｓｉ）：ｍ（ＣｕＣ１）：ｍ　能节省２０％的催化剂用量，从而可以有效减少富铜　（Ｚｎ）：ｍ（Ｓｎ）＝５０：２：０．２５：０．Ｏ０２５，反应温度ｔ＝　情况，延长反应周期。　３１０　ｏＣ，压力Ｐ＝２００　ｋＰａ（表压）。将失活段曲线延　（３）本文开发的Ｍ　改性催化剂的方法操作简　长至反应速度为０，可以得到硅粉的最大转化率。　便，有利于工业应用。　实验结果表明，当ＣｕＣ１催化剂用量在４％时（较低　用量），改性后整个过程的反应速度大约提高了　致谢：感谢北京第二化工厂提供原料等方面的支持。　５０％，硅粉转化率　（Ｓｉ）也有明显的提高。同时，积　分平均选择性上升了大约３％，尤其是在反应前期　参考文献：　和失活期，选择性的改善更为明显。　［１］卓松民，土一璐．有机硅合成工艺及产晶应用［Ｍ］．北　单体合成反应为强放热反应，在实际反应器　京：化学工业出版神，２０００．　内部排列有换热构件，如果反应速度过快，就会超　［２］　ｗ诺尔．硅珙化学与工艺学［Ｍ］＋北京：科学出版社，　出设备的移热负荷。因此，实验研究了催化剂用　１９７８．　量和反应速度的关系。结果表明，当改性后的催　［３］晨光化工研究院编写组．有机硅单体及聚合物［Ｍ］．　化剂用量降至未改性催化剂用量的８０％时，可以　北京：化学工业出版社，１９８６．　达到相同的反应速度，这样对设备可以不做改动　［４］Ｗａｒｄ　Ｗ　Ｊ，Ｒｉｔｚｅｒ　Ａ，Ｃａｒｒｏｌｌ　Ｋ　Ｍ，ｅｔ　ａ１．Ｃａｔａｌｙｓｉｓ　ｏｆｔｈｅ　而直接应用。　ｒｏｅｈｏｗ　ｐｒｏｃｅｓｓ［Ｊ］．Ｊ　ｏｆ　Ｃａｔａｌ，１９８６，１００（１）：２４Ｏ一　２４９．　［５］Ｂｒｏｏｋｅｓ　Ｋ　Ｈ，Ｓｉｄｄｉｑｕｉ　Ｍ　Ｒ　Ｈ，Ｒｏｎｇ　Ｈ　Ｍ，ｅｔ　ａ１．Ｅｆｆｅｃｔ　３结论　０ｆ　Ａ１　ａｎｄ　Ｃａ　ａｄｄｉｔｉｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｏｐｐｅｒ　ｃａｔａｌｙｓｅｄ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　（１）本反应为气一固一固非均相催化反应，硅粉和　ｓｉｌａｎｅｓ　ｆｒｏｍ　Ｓｉ　ａｎｄ　ＣＨ３Ｃ１［Ｊ］．Ａｐｐｌ　Ｃａｔａｌ　Ａ：ＧｅＭ，　ＣｕＣ１催化剂作用形成反应的活性中心。催化剂的　２００１，２０６（２）：２５７　２６５．　分散情况对反应活性中心的形成影响很大。　［６］　Ｗｅｂｅｒ　Ｇ，Ｖｉａｌｅ　Ｄ，Ｓｏｕｈａ　Ｈ，ｅｔ　ａ１．Ｋｉｎｅｔｉｃ　ｄａｔａ　ａｎｄ　（２）通过Ｍ。改性催化剂，可以有效提高反应活　ｍｅｃｈａｎｉｓｔｉｃ　ｍｏｄｅｌ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｒｅａｃｔｉｏｎ　ｂｅｔｗｅｅｎ　Ｓｉ　ａｎｄ　ＣｕＣ１　性和选择性。如保持原有反应速度，通过Ｍ　改性，　［Ｊ］．Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｉｏｎ，１９８９，３２／３３（１）：２５Ｏ—２５７．　［上接第４Ｏ页］　出的多级环流反应器在各类多相反应体系中有广泛　的应用前景。　３结论　本文提出并发展了一种新型多级环流反应器，　参考文献：　并针对导流筒结构对反应器流体力学的影响进行了　［１］Ｌａｎ＇ｙ　Ｌ　Ｇａｓｎｅｒ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｔｅ　ｔｈｉｎ　实验研究。结果表明，本文提出的新型多级环流反　ｃｈａｎｎｅｌ　ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ　ａｉｒ　ｌｉｆｔ　ｍａｓｓ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｒｅａｃｔｏｒ　ｔｏ　ｆｅｒ－　应器具有优良的流体力学特性，可形成多级环流的　ｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｗａｓｔｅ—ｗａｔｅｒ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．Ｂｉｏｔｅｃｈ　流动状态，即不仅形成了围绕导流筒整体的环流运　ａｎｄ　Ｂｉｏｅｎｇ，１９７４，１６（９）：ｌ】７９—１１９５．　动，而且也形成了围绕导流筒每一级的局部环流运　［２］　Ｏｒａｚｅｍ　Ｍ　Ｅ．Ｏｘｙｇｅｎ—ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｒａｔｅｓ　ａｎｄ　ｅｆｉｆｃｉｅｎｃｉｅｓ　ｉｎ　动，从而使局部气含率得到明显的改善。　ｏｎｅ—ａｎｄ　ｔｗｏ—ｓｔａｇｅ　ａｉｄｉｔｆ　ｔｏｗｅｒｓ［Ｊ］．Ｂｉｏｔｅｃｈ　ａｎｄ　Ｂｉｏ—　反应器底部结构对流体力学性质有较大的影　ｅｎｇ，１９７９，２１（１）：６９　８８．　响。采用椭球体结构时，环隙平均气含率与整体气　［３］杜建新，工峻峰，丁富新．带分段导流筒的气升式环　流反应器的研究［Ｊ］．化学反应工程与工艺，１９９４，１０　含率都要明显高于锥形结构的情况，而环流液速明　（４）：３５７—３６３．　显低于锥体底部结构。　［４］　沐方平，范轶，何清华．外环流反应器的气含率及循环　在本文实验操作范围内，多级环流反应器导流　液速［Ｊ］．高校化学工程学报，１９９８，１２（４）：３４５—　筒的合适的开孔率范围为２７％—５４％。　３４９．　多级环流反应器解决了传统的单级内环流反应　［５］刘永民，胡华，丁富新．新型多级环流反廊器的气含率　器环隙区气含率低且分布不均匀的缺点。本文所提　研究［Ｊ］．抚顺石油学院学报，１９９５，１５（３）：８一ｌ１．