液相非均相混合过程技术研究进展

(中国石油大学 （华东），山东青岛 266580)

混合通常用于改变物质的性质，如浓度、黏度、温度和颜色等。由于工业生产的需要，混合技术得到了广泛的研究，多种阶段性研究成果也得到了工业应用。在化工、冶金及制药等生产过程中，混合更多用于提高反应速率。随着现代工业的发展和生产工艺技术的提高，液体非均相混合设备的操作效果日渐不能满足生产的需要。近年来，随着流体力学中新型测试技术的进步以及计算流体力学（CFD）的形成，快速混合得以深入进行，形成了对混合程度控制条件的更多认识［1］。

1 气-液混合技术研究

1.1 流动强化

受时间及空间限制，众多应用场合的气-液混合过程难以实现完全混合。湍流可以在一定程度上改善流场。在搅拌槽反应器中，可以通过提高叶轮转速形成湍流，搅拌方式主要有时变旋转［2］、偏心旋转［3］及往复搅拌等［4］。 搅拌器内轴流式桨叶结构可以影响气液混合特性，有研究发现不对称桨叶引起的两相流动流场更均匀，剪切分散能力更强［5］。射流也可以有效提高混合程度。稳定、持续的射流冲击会生成较大的涡流，能够在增强宏观混合的同时夹带周围流体进入反应器，产生小型湍流涡旋，造成局部混合［6］。 Amiri T Y 等［7］将气体流和喷射流逆流注入混合器进行试验研究，提出了射流雷诺数、喷射流速对混合时间的影响关联式。

式中，tm为混合时间，s；Rej为射流雷诺数；Qg为喷射流速，L/min；a、b、c均为常数。根据此关联式，采用喷射增大气体流速的方式可以明显缩短混合时间。……