多塔变压吸附制氧技术实验

以微型四塔变压吸附制氧系统为研究对象,实验研究了原料气量、产品气量、节流孔径、分子筛量及吸附器高径比等工艺参数对产品气中氧气体积分数和氧气回收率的影响.实验结果表明,随着原料气进气流量的增加,产品气中氧气体积分数增加而氧气回收率降低;随着产品气流量的增加,产品气中氧气体积分数下降,而氧气回收率升高;随着节流孔径的增大,产品气中氧气体积分数先增大后减小,合适的节流孔径为0.75 mm左右;随着分子筛量的增加,产品气中氧气体积分数先增大后减小;产品气中氧气体积分数随高径比的增加先增大后减小,合适的吸附塔高径比为5.3左右,其值需实验确定.     

变压吸附浓缩低甲烷浓度煤层气的实验研究

通过两塔真空变压吸附装置,对低甲烷浓度的煤层气进行了浓缩实验。实验中研究了两种活性炭、三种不同的流程以及均压时间和节流孔径等操作参数对解吸气甲烷浓度和甲烷回收率的影响。结果表明,比表面积和分离因子都较大的活性炭更适合用作浓缩煤层气的吸附剂;上下不同步均压流程比其他两种流程有更好的浓缩效果且上、下均压时间都存在着最佳值;节流孔径对甲烷回收率影响较大,为同时保证解吸气甲烷浓度和甲烷回收率,需要选择合适的节流孔径。这些研究结果可为变压吸附浓缩低浓度煤层气的深入研究和工程应用提供参考。     

单吸附床微型真空变压吸附制氧实验研究

介绍了单吸附床真空变压吸附(RVPSA)制氧的原理和流程,通过实验研究了微型RVPSA制氧过程中吸附时间、抽真空时间、吸附床长度、反吹阻力、分子筛颗粒直径和产品气流量对产品气浓度的影响规律。实验结果表明随着吸附时间和抽真空时间的分别增加,产品气纯度先升高后下降,存在一个最佳的吸附时间和抽真空时间;产品气纯度随着吸附床长度的增加而上升;随着反吹阻力的增大,产品气纯度升高到一个峰值后开始下降;对于不同的实验条件,都有一个最佳的吸附剂颗粒尺寸。     

微型VPSA制氧流程反吹实验研究

对微型VPSA制氧反吹流程进行了实验研究,探讨了反吹气量、节流阻力、产品气量对产品气纯度的影响规律.结果表明:有反吹流程的VPSA流程制氧效果明显优于无反吹流程;恒压反吹流程的制氧效果优于增压反吹流程.相同条件下,随着反吹气量的增加,产品气纯度先增加后减小,存在一个最佳值;节流阻力越小,产品气中氧气体积分数越高,对应的最佳反吹气量和最佳反吹比越大;VPSA流程的最佳反吹气量和最佳反吹比远远小于PSA流程.     

单吸附床微型真空变压吸附制氧实验研究

介绍了单吸附床真空变压吸附（RVPSA）制氧的原理和流程，通过实验研究了微型RVPSA制氧过程中吸附时间、抽真空时间、吸附床长度、反吹阻力、分子筛颗粒直径和产品气流量对产品气浓度的影响规律。实验结果表明：随着吸附时间和抽真空时间的分别增加，产品气纯度先升高后下降，存在一个最佳的吸附时间和抽真空时间；产品气纯度随着吸附床长度的增加而上升；随着反吹阻力的增大，产品气纯度升高到一个峰值后开始下降；对于不同的实验祭件，都有一个最佳的吸附剂颗粒尺寸。     

微型单塔RPSA制氧工艺参数研究

介绍了单塔快速变压吸附制氧的原理和流程,通过实验研究了微型RPSA制氧过程中几个主要的工艺参数对系统性能的影响规律。实验结果表明:随着吸附时间和解吸时间的增加,产品气纯度先升高后下降,存在一个最佳的吸附时间和解吸时间;在本实验条件下,随着反吹阻力的增大,产品气的纯度升高,但其升幅逐渐减小;产品气的纯度随着吸附塔高径比的增大而增大。     

均压时间对VPSA分离低浓度二氧化碳的影响

低浓度CO2是温室气体的主要来源,探讨了用真空变压吸附法对低浓度二氧化碳气体进行分离的实验研究,主要研究了顺向、逆向均压时间对分离效果的影响。结果表明运用均压流程可以同时增加产品气浓度和产品气量;在相同的条件下,产品气浓度随均压时间先增大后减小;逆向均压可以得到更高纯度的产品气。     

清洗工艺对变压吸附制氧的影响

通过一套小型两塔变压吸附制氧实验装置,研究了小流量连续清洗与大流量瞬间清洗两种不同清洗工艺对变压吸附制氧性能的影响。实验结果表明,在保持产氧量相同的情况下,分别采用两种清洗工艺均可大幅提高产氧浓度,得到最高约91%的产品氧气浓度,产氧浓度对大流量瞬间清洗时间的变化更为敏感;而同时采用两种清洗工艺时,最高产氧浓度可达93%以上。     

烟气中低浓度二氧化碳吸附捕集中试试验研究

采用廉价的工业硅胶,通过三塔八步工业试验,对燃煤烟道气中低浓度CO2进行了吸附捕集,探讨了置换时间、吸附周期、顺放时间等工艺条件对产品气中CO2浓度的影响,结果表明,置换时间与吸附周期对CO2浓度影响最大,其次为顺放时间与产品气流量,返流工艺影响最小.采用工业硅胶可以在保证产品气流量的情况下,将产品气浓度提高至74%以上,有利于进一步降低CO2减排成本.     

变压吸附空分制氧过程非等温模拟

建立了变压吸附空分制氧过程非线性、非等温模型,并进行了数值模拟,计算结果与实测值吻合较好.在此基础上探讨了变压吸附过程中床层内温度和体积分数的动态行为,考察了吸附时间、吸附床高度、进气流速、清洗比等工艺参数对过程性能的影响.结果显示,对于本研究中的小型变压吸附装置,吸附热对产品气的影响不太大.     

焰熔法生长钛酸锶单晶体生长室内温度分布的数值模拟

通过研究焰熔法生长钛酸锶单晶体过程中生长室内的温度分布特征,分析了H_2和O_2流量、喷嘴孔径对温度分布的影响。结果表明,采用焰熔法生长SrTiO_3晶体时,晶体熔帽表面温度和压力由中心逐渐向外降低;随着H_2流量的增加,中心轴向的最高温度的位置基本不变,晶体熔帽温度和晶体四周的最高温度逐渐升高,只是升高幅度有所减小;晶体熔帽温度、压力及晶体周围烟气温度随O_2流量增大而升高,而轴向最高温度则降低;增加喷嘴的中心孔径将使轴向最高温度、晶体熔帽温度和径向温度梯度降低,而喷嘴的H_2孔径对生长室内轴向和径向温度分布的影响不是很明显。     

生长工艺对生长室内温度分布影响的数值模拟

为给实验研究晶体生长工艺提供必要的理论指导,以氢气和氧气的燃烧为基础,研究了焰熔法生长金红石单晶体过程中生长室内的温度分布特征,分析了H_2和O_2流量、喷嘴尺寸对温度分布的影响.研究表明:适合金红石单晶体生长的最佳燃烧器为内O_2、中H_2和外O_2的三管结构;随着H_2流量增加,生长室轴心线上和径向温度逐渐增大,H_2流量增加2 L/min,中心最高温度平均升高160℃,位置向下移动约2.5 mm;随着内、外O_2流量增加,生长室轴心线上和径向温度逐渐降低,与内O_2的影响相比,外O_2对中心温度影响较小,而对径向温度的影响较大;随着内O_2喷嘴孔径的增加,生长室轴心线上最高温度逐渐增大,而位置逐渐向喷嘴方向移动,而外O_2和H_2喷嘴孔径对轴心线上最高温度的影响非常小.     

Scale-up analysis and development of gliding arc discharge facility for volatile organic compounds decomposition

The influences of inlet gas flow rate and reactor configuration on volatile organic compounds (VOCs) decomposition efficiency in a traditional gliding arc (T-GA) facility are studied based on laboratory experiments and numerical simulation. The ratio of the nozzle diameter and the shortest distance of two electrodes should be maintained in a suitable value range to guarantee the decomposition efficiency, which indicates simply enlarging the nozzle inner diameter is not a proper way to raise the T-GA treatment capacity in a fixed supply voltage condition. A developed gliding arc gas discharge (D-GA) reactor based on a modified gas feed system is proposed: small flow rate air goes through the bottom nozzle to process the GA evolution, and high flow rate contaminated gas goes frontal through the plasma region and decomposes. The performances of D-GA reactor in the decomposition of VOCs with relative high gas flow rate, including decomposition efficiency and specific energy consumption, are better than T-GA reactor. D-GA reactor also avoids the drawbacks of the increases of power system amount and electric power consumption in multi-electrode GA system.     

流化床喷雾造粒产品粒度分布的影响因素研究

在一下端直径188mm、上端直径396mm、高1000mm的倒锥形流化床喷雾造粒器内,以碳酸钙(CaCO3)粉末作为制药工业上的替代性原料,以明胶作为粘结剂,实验研究了床层温度、流化气速、雾化空气压等因素对造粒产品粒度分布的影响。结果表明,在本实验范围内,造粒产品颗粒的平均粒径随着流化气速、床层温度、雾化空气压的增大而减小,且粒度分布趋向于发散。     

硝化甘油喷射硝化器喷雾效果优化及试验验证

喷射硝化法是目前最常用制备硝化甘油的硝化方法,但实际应用中常会出现批次与批次之间喷射效果差别太大、雾化效果不均匀等情况,对硝化甘油的制备产生了一定程度的影响。为了分析不同结构参数对喷射器喷射效果的影响,进而优化喷射器的结构,本文使用相位多普勒技术(PDA)的检测方法,检测了不同喷嘴安装形式、不同加工精度、不同流体喷嘴的轴向位置等不同结构参数下喷雾颗粒的粒径及速度分布。通过试验,得出了不同结构参数下雾化颗粒粒径、颗粒速度的轴向及径向分布规律,并得出了最优喷射器喷嘴结构,使雾化后颗粒的粒径降低至40μm以下,颗粒速度降低至3 m/s,对工厂的实际生产有一定的指导作用。     

Statistical modeling of high-carbon cast-steel particle flow through a blast-cleaning metering system

The selection and adjustment of an effective abrasive mass flow rate is one of the most important requirements for efficient blast-cleaning processes. Steel grit is one of the most widely used abrasive materials in the industry, and the adjustment of effective steel grit mass flow rates can improve efficiency and decrease costs. Systematic investigations into the metering behavior of steel grit have not been performed yet. The paper deals with a systematic investigation into the flow of high-carbon cast-steel grit particles through a metering valve. The investigation involves abrasive mass flow rate measurements, and the results are statistically interpreted based on design of experiments and analysis of variance. Four process parameters are varied, namely static air pressure, nozzle diameter, valve opening, and particle size range. Abrasive mass flow rate increases if air pressure, nozzle diameter, or valve opening increases, and it decreases if particle size becomes smaller. Only valve opening and nozzle diameter provide statistically significant effects. Interaction effects are statistically insignificant for all parameter combinations. It is concluded that a three-parameter linear regression model is suitable to statistically describe the relationships in the scope of the evaluation effort.     

Experimental investigation on the effect of melt delivery tube position on liquid metal atomization

Metal powders are often made by gas atomization of liquid metal. During the process, liquid metal which flows from a melt delivery tube (MDT) is atomized by high speed gas discharging from a gas nozzle. In this work, the effect of the melt delivery tube position on atomization outcomes such as the yield, mass median diameter, and spread of the particle size distribution, is studied experimentally. A melt atomization setup (pilot-scale) is used to produce tin powder by gas-atomization. Three MDT positions, namely, intruded, extruded and flush with respect to the gas nozzle, are chosen for this study. Three pressure regimes (atmospheric, aspiration and pressurization) are established by varying the relative distance between the MDT and the gas nozzle exit for the three positions. Experimental investigations revealed that the intruded position produces powder with lower mean particle sizes and lower spread than the extruded configuration. The intruded position also gives a significantly higher yield compared to the extruded and flush positions at low gas flow rates, and hence appears to be the most suited for metal atomization using a free-fall configuration.     

微型变压吸附制氧系统(火用)效率与氧气回收率研究

通过改变微型变压吸附制氧系统的均压步骤、吸附温度、氧气流量和设备规模,测得它们对系统火用效率与氧气回收率影响的方向与程度,从而提出提高火用效率和氧气回收率的方向,并找出火用效率和氧气回收率的关系。