第10卷第4期 2010年8月
过程工程学报
The Chinese Joumal of Process Engineering
振动筛板鼓泡塔中NaCO3-CO2-H.0体系的反应速率
安钢，孙波，安以弘，钱美华，许庆
(天津理工大学化学化工学院，天津300384)
Vol.10 No.4 Aug.2010
摘要：研究了不同CO,流量、筛板报幅、筛板振动频率下，反应时间对振动筛板鼓泡塔中NaCO,-CO,-H,O体系的 NaHCO,浓度和NaHCO;生成速率的影响，测定了报动筛板鼓泡塔、鼓泡塔和筛板鼓泡塔在相同条件下的反应速率，结果表明，在振动筛板鼓泡塔中反应20~25min时，COz高流量与低流量下的NaHCO,浓度比为1.39.反应进行5min 时，NaHCO;生成速率在筛板振幅为0.5cm时是1.5cm时的1.76倍，振动频率为120min*时是60min-时的1.46
倍。振动筛板鼓泡塔比筛板鼓泡塔节省反应时间10%，比鼓泡塔省时26%. 关键调：振动筛板鼓泡塔；报幅：报动频率：NaCO,-COz-H2O系
中图分类号：TQ114.17 1前言
文献标识码：A
文章编号：1009-606X(2010)040696-05
级举取分离实验考察了铁、硫、氟在不同萃取级数下对磷酸萃取率及杂质分离系数的影响：吕建华等[10]在RPC
传统的鼓泡反应器的优点是气相能高度分散在液
相中，持液量及相际接触面较大，传质和传热效率较高，适用于高放热反应过程慢的体系，且结构简单、操作方便、成本及操作费用较低其缺点是液相存在较大返混现象，当高径比较大时小气泡合并成大气泡速率增加，甚至会形成节涌流动状态，以致相际接触面减小，导致传质效率降低"
振动筛板鼓泡塔(ReciprocatingPlateColumn，RPC) 是在鼓泡塔基础上逐步演变而成的一种塔式反应器，具有逐板操作的显著优点，能克服反应推动力沿轴向逐级降低的缺陷，其不足是需补充附加机构及能量，较适用于化学反应时间较长的体系.然而它在液-液举取过程的应用源于1935年VanVick的专利技术及1959年Karr 等的实验(2)，近几十年有关RPC的实验研究包括Yang 等[3)基于振动强度0~10cm/s、液速0~6cm/s、气速 0~14.3cm/s条件下对压降及相表面积进行的研究， Rama等l4)基于振幅1.4~6.35cm、振动频率0.75~4s"、液速1.24~3.72cm/s、气速0.04~5.1cm/s条件下对压降及流体摩擦系数进行的分析，Sundaresan等[5]基于振动强度0~14cm/s、液速0.409~3.681cm/s、气速0.6~4.6 cm/s条件下对气含率、气泡直径进行的实验数据回归 Skala等(6)测定了吸收体系中的体积传质系数；液-液萃取方面，纪智玲等7探讨了振动频率和振幅对分散相的液滴直径、分散相持液量及传质单元高度的影响：黄美英等*)利用RPC测定了溶剂法净化湿法除磷酸的适宜设备结构参数与操作条件：郑东升等在RPC中通过4
中对酸水萃取正丁醇溶剂中林可霉素B组分进行了实验研究：包红华等(]采用RPC以麻黄碱水溶液为分散相、申苯为基取剂进行了麻黄碱水溶液的萃取实验及工业化应用研究；李思政(12)在RPC中用水作萃取剂萃取煤油中的苯甲酸，测定了液一液传质单元高度及外加能量对萃取过程的影响卢北等[13]就RPC在氢化可的松发酵液萃取中的应用效果与传统工艺进行了对比分析：郭海燕14较系统地就振动频率、振幅、相界面、停留时间等对RPC传质效果的影响进行了研究
司时，对于改进型鼓泡反应器研究也有新进展，例如内部环流式鼓泡反应器.金家琪等[13]就强制液相循环气升式反应器气含率分布做了实验测定，张晓东等[16] 就鼓泡塔与内循环式反应器进行了两相流二维非定常模拟分析，刘洁等[17]在鼓泡反应器中进行了对二甲苯氧化反应模拟实验，贾艳宗等[18]就环流反应器实验参数测量和流型识别作了讨论.内部环流式鼓泡反应器的优点是能依靠气相流动实现搅动，设备成本较低，不足是反应器内导流筒高径比较小，因此，升流区内气力揽拌空间有限，其作用也有限.因为液相在升流区和降流区之间形成循环流，理论上可认定其液相轴向返混现象应较大，故也存在不利于传质的因素。因此，该反应器更适用于反应时间较短的体系，或适用于三相流的反应过程(固相的参与能有效补充气力搅拌的不足)
将相同几何尺寸的不同类型鼓泡反应器置于相同实验条件下进行相同反应体系的反应速率研究报道并不多见，本工作将NaCO,-CO-H,O体系置于RPC中进
收稿日期：2010-03-22，修回日期：201006-09
作者简介：安钢(1953-)，男，北京市人，本科，副教授，专业或研究方向：化工设备研究及设计、气液两相流体流动，Tel:022-60214259，13512496883，
E-mail: angangtian@sohu.com 万方数据