双氧水作为氧化剂、漂白剂、消毒剂、聚合物引发剂和交联剂,被广泛应用于造纸、纺织、化学品合成、医药、食品加工、化妆品、军工、环境保护、冶金等行业领域。目前我国双氧水年产超过千万吨,占全球总产量的1/3,且随国内需求量的不断增加,双氧水的生产将会进入快速增长阶段。氢化反应器是双氧水生产过程的关键装置之一,目前先进的氢化反应器为蒽醌法浆态床反应器,但是对该反应器的研究还不够深入,尤其是生产状态下反应器内流体力学状况还不是很清楚,影响了浆态床氢化反应器的国产化和大型化。为此,本论文拟开展蒽醌法浆态床氢化反应器冷态模拟实验,对反应器内气泡大小、气含率和液速等的变化规律进行实验研究。1)搭建了冷态浆态床中试实验装置。选用蒽醌法制双氧水工业生产中使用的溶剂-磷酸三辛酯作为液相,催化剂载体氧化铝粉末作为固相,设计并制作了新型内构件和浆态床氢化反应器冷模实验装置。2)开展了塔内轴向位置上气泡大小变化的测定实验研究。实验结果表明,气泡尺寸随浆态床内轴向位置的升高而增大,气泡尺寸随径向距离的增加而减小;随表观气速的增加,气泡尺寸随之减小;在固含率ε_s≤2%的条件下,细微颗粒的加入并不能对气泡的大小产生影响;内构件可以加强气泡的径向扩散运动,其气泡的破碎效果主要体现在反应器中心区域,对边壁区域的气泡影响较小。3)开展了塔内轴向位置上局部气含率变化的测定实验研究。结果表明,局部气含率随轴向高度的增加而增大,随径向位置r/R的增加而减小,中心区域气含率大,近壁区域气含率小,总体趋势呈抛物线型;气含率随表观气速的增加而增大,尤其对中心区域的气含率影响明显;内构件的加入使局部气含率在径向位置上的分布更加均匀,整体平均气含率平增大。4)对反应器内液速分布情况进行了测定实验研究。结果表明,浆态床反应器内存在液体上升与液体下降两个区域,液体运动方向转折点在r/R=0.6~0.8之间,反应器壁面附近轴向液速最小,接近于0。表观气速的增加使轴向液速增大。随径向位置r/R的增大,表观气速对轴向液速的作用减弱。内构件的加入使轴向液速降低,液体运动方向转折点向反应边壁处偏移,液相循环尺度变小,液体返混程度降低。