面向最优固含率的推进式搅拌器固相悬浮性能研究

稠密固-液搅拌操作中,优化固含率可以有效降低能耗、减少污染。在较宽固含率范围内,实验研究了推进式搅拌器的固相悬浮性能,考察了搅拌桨直径、桨叶离底高度等结构参数和固相粒径、液相黏度等物性对临界离底悬浮状态下单位质量功率的影响。结果表明,随固含率增加,单位质量搅拌功率先减小后增大,存在最优固含率,具有最低单位质量搅拌功率。对比不同工况,桨叶离底高度的变化对最优固含率的影响较小;而桨叶直径和固相粒径的增大,均会使最优固含率减小。黏性体系与清水体系相比,单位质量搅拌功率更小,最优固含率更高。此外,建立了推进式搅拌器驱动下单位质量搅拌功率的预测公式,可用来确定不同工况下的最优固含率,从而为工业上固-液搅拌操作中选择合适的悬浮液操作浓度提供一定的指导。     

旋转压滤机各级含固浓度的试验研究

旋转压滤机具有过滤效率高的特点,广泛地应用于化工,矿山和制药行业,在连续自动排渣的压滤机中具有广阔的应用前景。目前在我国应用及研究都较少。本文在自己研制的旋转压滤机上,通过实验和研究,初步得出旋转压滤机级数与级的含固浓缩浓度之间的定量关系,为旋转压滤机的工业应用提供了可靠的实用数据。     

筛板塔气流固三相塔板效率的实验

在冷模筛板塔上进行了气流固三相流体塔板效率的实验，得到在不同固含率下塔板气流相流量与塔板效率的变化关系。结果表明，随着液相流量的增加，塔板效率降低，随着固含率的增加，塔板效率先增加然后减少，并验证了气液塔板效率的计算方法可用于气流固三相塔板效率。     

筛板塔气液固三相塔板效率的实验

在冷模筛板塔上进行了气液固三相流体塔板效率的实验，得到在不同固含率下塔板气液相流量与塔板效率的变化关系. 结果表明，随着液相流量的增加，塔板效率降低；随着固含率的增加，塔板效率先增加然后减少. 并验证了气液塔板效率的计算方法可用于气液固三相塔板效率.     

卧螺离心机在低浓度市政污泥脱水中的应用

介绍了卧螺离心机的主要特点以及在低浓度市政污泥脱水中的应用,探讨了差转速、污泥浓度对泥饼含固率,絮凝剂用量对固相回收率的影响。结果表明,低浓度市政污泥经离心脱水后平均泥饼含固率为23.28%,平均固相回收率为99.41%,处理量达到27m3/h。在卧螺离心机操作参数一定时,泥饼含固率随着差转速的减小而增大,随着污泥浓度的降低而降低。     

液固流化床内固含率时空分布特性的CFD模拟

采用Brandani等考虑拟平衡状态下颗粒与流体相互作用的双流体模型,通过在商业软件CFX4.4平台上增加用户自定义子程序模拟了高0.5 m、宽0.1 m的二维液固流化床内固含率的时空分布特性。为了保证数值模拟精度、节省计算机运行时间,首先确定了适宜的网格尺度、时间步长和收敛判据。随后,考察了液固两相物性和操作条件对流化床内固含率时空分布特性的影响,模拟结果表明：增大颗粒粒径或密度会使颗粒向下加速运动,导致床层高度下降而垂直方向上任一水平面的平均固含率呈现增大的趋势;减小液体黏度或密度则会使颗粒向下加速运动,导致床层固含率增大;突然增大液速会使颗粒向上加速运动,导致床层固含率减小;升高温度的实质是使液体的黏度和密度均呈现下降的趋势,结果使颗粒向下加速运动,床层固含率增大。上述模拟结果与颗粒受力的理论分析相一致。     

固液分布器中主分布器的实验研究

在不同结构形式的主分布器条件下，研究了表观液速对换热管中固含率、下管箱内床层高度、静压降及平均固含率的影响。利用体积容积法测量了换热管束中的固含率、刻度尺测量了下管箱中的床层高度、U形管测量了下管箱的静压降，并运用差压法测量了下管箱中平均固含率。采用不均匀度函数衡量了不同结构条件下管束间固含率的不均匀程度。实验结果表明：在换热管下方增加优化后的主分布器可以均匀分布固液两相；主分布器直径变化时对下管箱内流动特性的影响大于主分布器轴向位置改变时的影响。     

高长径比三相内环流反应器中相含率的分布研究

在长径比为22的三相内环流反应器中,常温常压下,以空气-水-石英砂为物系,根据无因次准数建立了气含率、固含率的预测模型,考察了在不同粒径下上升区气含率、下降区气含率和上升区固含率、下降区固含率随表观气速的变化规律和不同固体体积分数下轴向固含率的分布情况。结果表明：不同粒径下上升区和下降区气含率均随表观气速的增大而增大;当粒径（ds）≤0．3mm时,上升区固含率随表观气速的增加呈平缓趋势,下降区固含率随表观气速的增加而增加,当0．3mm〈d。≤1．2mm时,上升区固含率随表观气速的增加而呈先下降后增加的趋势,下降区固含率随表观气速的增加而下降;不同固体体积分数下的固体颗粒的固含率随着轴向高度的增大而变化平缓,能够均匀的分布在反应器中;气含率和固含率的计算值和实验值吻合较好,其平均相对误差分别为6．32％、4．56％。     

高长径比环流反应器中气、固含率的轴向分布研究

在高长径比(H/D=22.2)内环流反应器中,常温常压下,以空气-水-石英砂为物系,研究了表观气速和固体装载量对平均气含率、下降区气含率、上升区固含率、下降区固含率的影响,以及上升区气含率、固含率随轴向高度的分布规律.结果表明:平均气含率、下降区气含率随着表观气速的增加而增加,随ω(固体)增大而下降,ω(固体)≤2.6...     

气升式三相内环流反应器中相含率的研究

在一个6．36L的气升式内环流反应器中,以空气-NaCl水溶液-K树脂为实验体系,在导流筒内的表观气速为1．21～7．28cm·s^-1时,考察了平均气含率、平均固含率随表观气速的变化规律,研究了转向面积比、NaCl水溶液浓度与平均气含率之间的关系。在均匀鼓泡流区域用模型方程Eg=aUgb来关联平均气含率,其中模型参数6=0．766,a与转向面积比、NaCl水溶液浓度关系为a=3．45×10^-5＋0．0146（Sb／Sr）0．0185＋1．35W。     

硅藻土-木桨纤维为助滤剂强化过滤过程的研究(英文)

In this paper, a study to enhance the filtration for solid/liquid materials difficult to be filtered, such as highly viscous, highly compactible or gel like materials, is presented. Filter aids diatomaceous earth and wood pulp cellulose are used to enhance the filtration by improving filter cake structure and properties in the filtration of a biological health product and a highly viscous chemical fiber polymer melt product. The property of solid/liquid systems, filtration at different flow rates, specific cake resistance, cake wetness, filtration rate, filtrate turbidity for filter aid selection and evaluation, and operation optimization are investigated. The results are successfully applied to industrial process, and can be used as a reference for similar filtration applications.     

Effect of partial wetting on liquid/solid mass transfer in trickle bed reactors

The wetting efficiency of liquid trickle flow over a fixed bed reactor has been measured for a wide range of parameters including operating conditions, bed structure and physico-chemistry of liquid/solid phases. This data bank has been used to develop a new correlation for averaged wetting efficiency based on five different non-dimensional numbers. Finally liquid/solid mass transfer has been determined in partial wetting conditions to analyse what are the respective effects of wetting and liquid/gas flow turbulence. These effects appear to be separated: wetting being acting on liquid/solid interfacial area while the liquid/solid mass transfer coefficient is mainly connected to flow turbulence through the interstitial liquid velocity. A correlation has been proposed for liquid/solid mass transfer coefficient at very low liquid flow rate.     

波纹板填料表面液体降膜流动的特性分析

基于降膜流动实验台,结合计算流体力学方法(Computational Fluid Dynamics, CFD)研究了波纹板表面液体的平均液膜厚度和有效润湿面积等定量信息,并通过三维模拟进一步分析了喷淋密度和波纹倾斜角度β对降膜流动特性的影响。结果表明,液体在波纹板表面的流动并非均匀,分为沟流和溪流两种形式;当喷淋密度较小时,液体在波谷内形成沟流,当喷淋密度达到400 m3/(m2?h),液体跨越相邻波纹进行溪流流动;两种形式波纹板整体的润湿性能均较差,且液膜厚度分布不均;波纹倾斜角度对降膜流动特性影响较大,90°时更有利于提高有效润湿面积。     

高灰细泥对煤泥水处理系统的影响

分析了升平煤矿选煤厂煤泥粒度组成,发现浮选入料中高灰细泥含量高,增加了煤泥脱水的难度。在论述颗粒直径与浮选特性、药剂消耗关系的基础上,对选煤厂浮选精煤粒度组成进行了分析,说明细粒煤对浮选精煤污染严重。浮选入料细粒煤泥过多造成了选煤厂滤饼水分、滤液浓度高,煤泥水性质恶化,过滤机吸料差,处理能力低,并针对上述问题,将原有PG78-8圆盘真空过滤机更换为GPJ-96加压过滤机对选煤厂进行了改造。改造完成后,GPJ-96加压过滤机的入料质量分数和滤液质量分数均低于PG78-8圆盘真空过滤机,且滤饼质量分数远大于PG78-8圆盘真空过滤机,可见GPJ-96加压过滤机煤泥压滤效果较好;GPJ-96加压过滤机的固体产率由原来的61.53%增加到67.06%,脱水率由原来的92.34%增加到94.86%,降低了循环水浓度,有利于生产的稳定进行。     

水平圆管内浆氢的流动与传热特性数值模拟

浆氢是固氢和液氢的混合物,相比于液氢由于浆氢具有更高的密度和热容,更适合用于火箭和航天推进器的推进剂。基于欧拉-欧拉两相流模型,在考虑颗粒动力学的基础上对浆氢在水平圆管中的流动与传热特性进行了数值模拟研究。通过对浆氢在不同热通量、流速和颗粒直径等情况下的研究发现,浆氢相比于液氢可以有效减少液氢气化。流速的提升能够有效提高固相颗粒分布的均匀性,且使得浆氢沿程平均传热系数增大。小直径的固相颗粒相比于大直径颗粒能够增强固液两相间的换热,加快浆氢的融化。     

Green crop fractionation by twin-screw extrusion: Influence of the screw profile on alfalfa (Medicago sativa) dehydration and protein extraction

Alfalfa was studied to define a new approach for green plant fractionation using twin-screw extrusion, leading to the production of a green filtrate, rich in proteins and a solid fibrous residue, rich in cellulose. The influence of the screw profile on protein recovery in the liquid extract and on plant dehydration was characterised. Three screw profiles were tested, at different liquid/solid ratios and plant inlet flow rates. A significant difference was determined, at a confidence level of 95%, between the influence of the three profiles on alfalfa dehydration and protein extraction in the raw filtrate. When mechanical action on the plant is stronger, both protein recovery and solid dehydration are better with more than half of the initial proteins (50.8%) recovered in the liquid extract in the best screw configuration (profile 3). However, extrusion is not efficient for the plant dehydration but the interest of adding a second filtration zone was demonstrated; after the first pressing and liquid expression in a first stage, water is added to the residual matter, which leads to a better protein extraction in the second filtration stage.     

规整填料表面液膜流动特性的数值模拟

精馏过程气液两相流运动分布特征对分离效率具有重要影响。为研究规整填料表面液膜流体动力学特性建立了基于VOF方法的CFD分析模型,并基于文献试验结果进行了验证。对液膜随时间和空间的演化分布特征、速度场分布和液相流量影响进行了模拟分析。液膜在波纹顶部下沿聚集形成凸起状波峰,在波纹底部波峰消失,而到达下节波纹上沿时,波峰重新形成;瞬态液膜厚度随时间波动,且沿填料表面液膜平均厚度先减小后保持稳定;发现液相聚集及形成液滴坠落容易导致出现干板区。不同位置液膜速度分布存在明显差异,沿填料表面液膜平均速度先增后减或保持稳定;液膜绕过波纹顶部时会加速,在波纹底部和上沿处会减速。液相流量增大,液膜平均厚度和速度均有所增大。     

麻黄碱膜提取的方法研究

麻黄草进行液态发酵,发酵后的草在60℃常压下水提3次,每次料液比均为1∶10(g∶mL),每次2.5 h,过滤,合并3次得滤液。滤液用两级膜进行处理。第一级膜为纳滤膜,其作用是除杂,效果为麻黄碱透过率高达98%,杂质截留率达25%。纳滤膜滤液过二级膜(反渗透膜)浓缩分离,麻黄碱被完全截留,滤液无颜色,电导接近生活用水,可循环利用于水提部分。整套工艺解决了传统工艺中高温高压提取、NaOH和二甲苯的用量大及污水排放等严重的问题,且膜设备操作简单、易于清洗,可实现自动化、连续化生产。     

液体燃料合成浆态反应器内部过滤的研究

在液体燃料合成浆态搅拌反应器中设置了以金属烧结板为过滤介质的内过滤器,实现固液分离。研究了压降、温度、搅拌转速、固含率、过滤介质孔径及颗粒粒径对过滤速率的影响。实验结果表明:在浆态反应器中进行内过滤可以得到澄清稳定的滤液;随着操作进行,滤饼厚度达到动态平衡,过滤速率最终趋于稳定;过滤速率随着压降、温度、过滤介质孔径、颗粒粒径的增大及搅拌转速、固含率的减小而增大。应用因次分析法建立过滤模型,通过麦夸特算法对实验数据进行最优拟合得到模型的参数值,统计检验以及模型计算值与实验值的比较表明该模型可靠。     

颗粒黏度模型对采用欧拉多相流模型模拟超密相颗粒流动行为的影响

颗粒黏度是欧拉多相流模型计算固体流动的重要参数之一，其数值大小依赖于摩擦压力和径向分布函数。通过与实验值对比，评估了常用的摩擦压力模型（Based、Johnson）和径向分布函数模型（Lun、Syamlal O’Brien）对密相颗粒流动体系的预测能力。模拟结果表明，Johnson模型的固体体积分数预测值低于Based模型；Syamlal O’Brien 模型固体流率的预测值远大于Lun模型。采用根据实验结果修正的欧根系数后，Based-Lun、Johnson-Lun和Johnson-SO模型组合预测的平均压降相对误差分别由68.6%、73.3%和78.2%降低至13.2%、29.7%和42.3%。综合考虑压降、固体出口质量流率、固体体积分数、壁面区域固体速度的模拟结果与实验值的偏差，发现Based-Lun模型组合的平均预测误差最小，适用于气固移动床的欧拉多相流模拟。研究还发现，欧根系数与内摩擦角对固体速度与压降有着显著的影响，而临界固含率对固体速度与压降的影响较小。