鼓泡塔

鼓泡塔是一種常用的氣液接觸反應設備，各種有機化合物的氧化反應，如乙烯氧化生成醛、乙醛氧化生成乙酸或乙酸酐、環己醇氧化生成己二酸、環己烷氧化生成環己醇和環己酮、石蠟和芳烴的氯化反應等等反應都採用鼓泡塔。鼓泡塔的優點是氣相高度分散在液相中，因此有大的持液量和相際接觸表面，使傳質和傳熱的效率較高，它適用於緩慢化學反應和強放熱情況。按結構特徵，鼓泡塔可分為空心式、多段式、汽提式三種。

基本介紹

• 中文名：鼓泡塔
• 外文名：bubble tower
• 別名：泡沫塔
• 定義：液傳質設備

定義

鼓泡塔是一種常用的氣液接觸反應設備，各種有機化合物的氧化反應，如乙烯氧化生成醛、乙醛氧化生成乙酸或乙酸酐、環己醇氧化生成己二酸、環己烷氧化生成環己醇和環己酮、石蠟和芳烴的氯化反應等等反應都採用鼓泡塔。鼓泡塔的優點是氣相高度分散在液相中，因此有大的持液量和相際接觸表面，使傳質和傳熱的效率較高，它適用於緩慢化學反應和強放熱情況。按結構特徵，鼓泡塔可分為空心式、多段式、汽提式三種。

分類和特點

鼓泡塔的優點是氣相高度分散在液相中，因此有大的持液量和相際接觸表面，使傳質和傳熱的效率較高，它適用於緩慢化學反應和強放熱情況。同時反應器結構簡單、操作穩定、投資和維修費用低、液體滯留量大，因而反應時間長。但液相有較大返混，當高徑比大時，氣泡合併速度增加，使相際接觸面積減小。

按結構特徵，鼓泡塔可分為空心式、多段式、汽提式三種，其中空心式鼓泡塔最適用於反應在液相主體中進行的緩慢化學反應系統，或伴有大量熱效應的反應系統。當熱效應較大時，可在塔內或塔外裝置熱交換單元，使之變為具有熱交換單元的鼓泡塔。為避免塔中的破相返混，當高徑比較大時，常採用多段式塔藉以保證反應效果。為適應氣液通量大的要求或減小氣泡凝聚以適用於高粘性液體，使氣體提升式鼓泡反應器得到套用，它具有均勻的徑向氣液流動速度、軸向分散係數較低、傳熱係數較大、液體循環速度可調節等優點。

操作狀態

鼓泡塔的流動狀態可分為三個區域：

安靜鼓泡區

在該區域內表現氣速低於0.05m/s ，氣泡呈分散狀態，大小均勻，進行有秩序的鼓泡，液體攪動微弱，可稱為視均相流動區域。

湍流鼓泡

該區域表觀氣速較高，塔內氣液劇烈無定向攪動，呈現極大的液相返混。部分氣泡凝聚成大氣泡，氣體以大氣泡和小氣泡兩種形態與液體接觸，大氣泡上升速度較快，停留時間較短，小氣泡上升速度較慢，停留時間較長，因此，形成不均勻接觸的流動狀態，稱為劇烈擾動的湍流鼓泡區，或稱為不均勻湍流鼓泡區。

栓塞氣泡流動區

在d <0.15m 的小在徑氣泡塔中，在較高表現氣速下，由於大氣泡在徑被器壁所限制，而出現了栓塞氣泡流動狀態。工業鼓泡塔的操作常處於安靜區和揣流區兩種流動狀態中， 一般應保持在均勻流動的安靜區才為合理。但當氣通撾增加時，原有小氣泡的一部分發生凝聚，形成大氣泡，獲得較大的浮升速度，而掏成了不均勻流動的揣流區，致使流動條件由安靜區向揣流區轉化。此時液體產生較大的循環速度，在塔的中部，液體隨氣泡夾帶上升，而在近塔壁處，液體則回流向下。

流體力學

在氣液鼓泡塔中，由於傳遞性能的優劣決定於氣泡運動的狀況，因此，由要了解氣泡的大小、氣泡生長及運動的規律，以了解液相內的氣含量及氣液相界面狀況，從而掌握氣液相間的傳質、傳熱和因氣泡運動引起的液相縱向返混問題。氣體在液體中的溶解速率和其分散程度有關，分散程度愈高，溶解速度愈大。分散程度可用氣泡的平均直徑、氣體的滯留量或比表面表示。

原理

鼓泡塔原理就是煙氣通過多個管道分散後直接導入吸收塔的漿液池中，一定壓力的煙氣衝擊漿液，產生大量氣泡，氣液混合接觸，在混合和翻騰的過程中煙氣中的二氧化硫被漿液吸收，經吸收後的氣泡匯聚排出吸收塔，該塔結構複雜，塔的高度相對較低，但吸收塔本體占地大，阻力大。