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流经填充床的分散作用

来源: 时间:2013-09-24 14:31:10 浏览次数:

流经填充床的流体,在绕过固体填充物时会发生偏斜流动的现象。假如流体分子在填充物层中前后各次偏斜的方向之间并没有相互关系,则流体在沿床层作轴向运动时,某一给定分子被兰换的径向距离
流经填充床的流体,在绕过固体填充物时会发生偏斜流动的现象。假如流体分子在填充物层中前后各次偏斜的方向之间并没有相互关系,则流体在沿床层作轴向运动时,某一给定分子被兰换的径向距离,可以用爱因斯坦(Einstein)的“随机走动”处理法予以描述这时,各个偏料程度在数且级上约略等于填充物的尺寸。 
当示踪物在床层中往下移动时,它将轴向地分散。这种现象可以再用扩散模型来描述。
假如填充床比填充物长100倍(几乎都是如此),轴向分散作用使高温高压反应釜所箱长度比活塞流高温高压反应釜增加大约1%,从动力学和催化剂再生程度的易变性方面来看,这种校正是可以忽略的。
有时发生的反应是如此快,以致仅需要很短的床层,这时轴向分散作用就变得很重要,但是在这种情况下,扩散模型也许不能应用,而申联釜式模型似乎更真实些。实际上系统中的沟流,或通过床层截面的流量显著不平均,可能会引起严重的影响,导致大量的反应物料通过床层而未曾反应。为了避免这种情况,床层必斋比初步计算的要高得多。
某些以玻璃珠或离子交换树脂填充床作实验的结果,是礁蔺省导意义的。在各种情况下,用直径为0.6毫米的球形顺粒,长度为1.34米的填充床层进行阶跃示踪实验。所有试验的平均线速度。约为4毫米/秒。
对玻璃珠填充物的F曲线除了有些“尾巴”外,和扩散模型很为一致。这种曲线已常有报道,并且表明扩散模型不能对存留于填充床“死角”中残余徽量物料的排除作良好的描述。对离子交换树脂顺粒,在不涉及和顺拉发生交换反应的情况下使用阶跃示晾实验,其给果和用玻瑞珠的十分相似。只是尾巴更显著些,这可能是由于示踪物在离子交换树脂颗粒间有少址吸附所引起。总结起来说,当在填充床设计中涉及到反应动力学或传质速率时,轴向分散作用成为一个重要因素,这是罕见的。假如反应或传质很快,而床层又是一个薄层时,分散作用必须考虑。反应物流体通过床层,在填充物中比一般的疏松之处—例如在靠近管壁处,将会出现“沟流”。这种情况通常会导致高温高压反应釜性能降低,并且不能用扩散模型来描述。管径和顺位粒度之比愈小,沟流作用往往就愈是严重,并且当比值约小于20时就严重了。因此,当把小直径填充床的中试实验结果,.用于放大时必须注意这个问题。在这种情况下,扩散流动模型不会有多大帮助。
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