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环流反应器是在鼓泡反应器基础上发展起来的一种高效的气液(或气液固)反应器。针对费托合成工艺,开发了一种带有强制浆液外循环的反应器。对导流筒高径比进行了优化,考察了不同分区的局部气含率、气泡直径、气泡速度分布以及反应器整体体积平均气含率、气泡直径等参数。 根据环流反应器内流体流动状况,将其分为6个流动区域:分布器以下区域、分布器影响区、外循环液流影响区、导流筒上行区、气液分离区、外环环隙区,以气含率为依据,对导流筒高径比进行了优化,发现在所测范围内,整体体积气含率随导流筒高度的增大而增大。 在较优结构下,针对空气-水-石英砂三相体系,考察了表观气速、外循环液速、固含率对局部及整体体积平均气含率、气泡直径、气泡速度的影响。发现整体体积平均气含率随表观气速的增大而增大,随固含率的增大而降低,在一个较优的外循环液速下气含率最高。整体体积平均气泡直径随表观气速的增大而略有增大,随外循环液速的增大而降低。外循环液的引入对于分布器影响区、外循环液影响区气泡运动方向产生影响,中心位置气泡运动方向由传统的向上变为向下。 根据不同操作条件对整体体积气含率的影响,得到了不同操作条件下,反应器整体气含率的关联,为反应器设计及工业生产提供参考。