小波包分析识别气液固三相流流型

气-液-固三相流化床因混合均匀、相间接触面积大、传热传质速率快且温度易于控制等优点在工业领域广泛应用,但气-液-固三相的流动复杂且难以测定。利用小波包分析方法,计算经4层小波分解后各个频带的能量占比,利用能量占比特征对气-液-固三相流的流型进行识别。实验结果表明,利用小波包多分辨的优点,可以有效提取气-液-固三相流的流型特征;利用小波包能量占比特征可以准确地识别气-液-固三相流流型,有效识别率达90.95%,可为封闭或浑浊体系中气-液-固三相流流型的判别提供借鉴。     

固-液旋流器结构优化研究进展

固-液旋流器具有结构简单、效率高及可连续操作等优点，在环保、能源等领域的固体浓缩、固体杂质脱除过程中得到了广泛应用，其分离性能受多种因素影响，其中结构参数是主要的影响因素之一，是技术改进的重点研究方向。基于固-液旋流分离原理，从入口结构、溢流管、底流管、柱体段、锥体段及内构件优化等方面总结了最近30余年固-液旋流器结构参数优化的技术研究成果，对未来可行的结构优化方向进行了展望。可为固-液旋流器的选择和结构优化提供指导。     

浆态相FT合成反应过程中的气液相界面传质特性研究

探讨了目前应用于浆态相ＦＴ过程气液界面传质研究的关联式和实验途径，以及气、液速、固载量等工艺条件对传质系数ｋＬ及相对阻力β的影响规律，认为Ｈ２和ＣＯ在一般反应条件下都可以不成为限速组份，二者对β的贡献也受反应器、气、液速、液体介质的影响；同时在优化催化剂ＲａｎｅｙＦｅ的三相反应基础上估算了ｋＬ和β值，结果表明，在此内表面利用率很高的骨架催化剂上，β值是可以忽略的，即气液界面传质阻力相对很小，在催化剂载量５％～１２％范围是动力学控制区域。     

紧凑型天然气脱硫技术进展与展望

针对紧凑型天然气脱硫技术，从理论和应用技术层面分析总结了国内外研究工作进展，包括气液混合和传质机理、高效紧凑型气体净化设备等。在此基础上，总结得出实现天然气脱硫设备高效和紧凑型的技术途径——通过将吸收剂雾化成微液滴，促进液滴与天然气间的湍流传质效果等手段，强化快速高效选择性脱硫过程，而后进行气液分离。再进一步分别从雾化技术、气液传质强化、气液分离技术3个方面，系统分析了适用于紧凑型天然气脱硫的各类可行性技术，并对相关研究工作进行了展望，为紧凑型天然气选择性脱硫吸收设备的设计研发，提供一定理论和技术支持。     

固-液-液三相分离水力旋流器现状及发展趋势

固-液、液-液等二相水力旋流分离器已经是现今石油石化工业中不可缺少的分离工具,但目前还不能分离液体中同时含有石油和固体颗粒的多相混合物。因此,要研究一种新型的固-液-液三相分离旋流器。简述了三相分离器的原理、研究现状和发展趋势。     

柱状气液旋流器的耦合流变水力特性模型

利用改进的柱状气液旋流器(GLCC)机械设计模型计算并预测出该模型的气液耦合流动的流变水力特性,如临界速率、平衡液位高度、零净液体流量及液体携带起始点等。柱状气液旋流器机械设计模型的确定对平衡液位模型和气-液界面模型的建立有重要意义。推导出了净液体流量为零时的最大液体容量,并得出在一种临界参数下气体中无液体携带和液体中无气体携带的条件。液体携带起始点的提出和预测为获得较为完整的气液耦合流变临界操作参数提供了依据,而且为今后柱状气液旋流器的推广应用提供了参考。     

流道结构对管式气液雾化混合器性能的影响

管式气液雾化混合器可在有限的管式空间内将液体吸收剂雾化为微米级液滴，实现高效的气液混合，进而显著增大气液接触面积、强化气液吸收传质过程，是天然气甘醇法脱水技术由塔式向管式转变的关键设备。为提高管式气液雾化混合器内液体射流破碎和气液分散混合性能，基于初始流道结构，提出3种改进流道结构。结合试验测试和数值模拟方法，探究流道结构对管式气液雾化混合器雾化混合性能的影响规律，对比筛选出更为合理的流道结构。研究结果发现：雾化压降随气量增大而增大，随气液比增大略有减小；雾化液滴粒径随气体流量和气液比增加逐渐减小；相同工况下菱形锥+带凸台流道结构的液滴粒径最小，粒径分布集中在37～60μm,较初始流道结构的粒径减小40%以上；同时该结构的雾化液滴体积分数最高，较初始流道结构的体积分数增加5～17倍。究其原因，菱形锥结构有助于引导横向气流均匀流动，有效减少壁面黏附，起到增强液滴破碎和减小液膜厚度的作用；凸台结构有助于增强气液分散效果，降低液滴平均粒径，增加雾化液滴体积分数。所得结论可推动管式天然气甘醇法脱水技术早日实现工业应用。     

新型气-液-固复合分离器压力特性实验研究

针对油田油气开发的复杂性,结合多种分离技术的特点,提出开发一种新型气-液-固分离器,并简要介绍其结构和工作原理。根据模拟分析结果,利用该分离器对气液混合液进行了分离实验研究,了解了操作参数的变化对旋流器内部流场及分离效率的影响;同时验证了数值模拟结论的合理性。实验结果表明,新型气-液-固分离器具有体积小、处理能力大和脱气效率高的优点,具有良好的应用前景。     

气液交叉流装置冷凝过程的传热传质特性

建立了气液交叉流冷凝过程的传热传质模型并给出其动力学参数的表达式,通过实验研究了不同工况下高温含湿气体横掠冷却液柱流阵列的热质传递特性,获得传热、传质系数。研究表明,错列排列对应的传热、传质系数值为直列排列对应值的1.2~1.4倍;液柱流动诱发气液界面附近的气体发生湍动以及气体绕流液柱引起的自身湍动,分别是低气速和高气速条件下强化气液相间传热传质的主要因素;本研究体系下路易斯准数在0.75~0.85范围内。     

螺纹管强化降液膜流动时的传质传热及其应用

本文对液体沿带有不同螺距的螺纹表面呈降膜流动时,液膜和固体管壁之间的液-固传质、液膜与管壁之间的传热、以及液膜和膜外的气体之间的气-液传质进行了研究。和流体流过光滑管表面的试验结果相比较,表明螺纹表面对降膜流动中的传递过程产生明显的强化作用,得到相应的关联式。并列出了在降膜流动设备中进行的伴有强放热效应的化学吸收过程的质量和热量传递的数学模型,由此对螺纹管应用于类似过程的实际效果进行了估算。     

水力空化强化制备生物柴油过程的研究

生物柴油生产过程中需要解决的一个关键技术问题是油相与醇相的非均相混合,即传质对反应的影响显著.本研究利用水力空化技术进行液-液非均相微观混合,考察了温度、空化元件人口压力、空化器结构以及不同两相体系(油/甲醇体系和油/水体系)对混合液-液滴粒径的影响,并与传统机械搅拌进行了比较.结果表明,在水力空化作用下混合油/甲醇体...     

新型自旋导流表面曝气反应器性能的研究

应用多层桨自旋导流技术 ,设计了一种新型自旋导流表面曝气反应器。在内径为 15 4mm、液位高度 2 35mm的搅拌槽中 ,测定了自旋导流表面曝气系统的混合时间、搅拌功率和气液传质性能 ,并与Rushton桨与 4 5°上推斜叶透平桨组成的Rushton桨表面曝气系统进行比较。结果表明 ,自旋导流装置能有效改善上层桨和下层桨间流场的耦合 ,提高搅拌桨的操作效率 ,促进反应器内的分散和循环。与Rushton桨表面曝气系统相比较 ,在相同搅拌转速条件下 ,自旋导流表面曝气系统的混合时间更短 ,搅拌功率小 ;在相同功耗条件下 ,自旋导流表面曝气系统的气液传质性能优于Rushton桨表面曝气系统。     

基于强化传质的节能型吸收稳定工艺流程分析

提出了一种设置解吸塔进料预热器、二级冷凝器、中间再沸器的强化传质与节能型吸收稳定系统的工艺流程,通过建立基准流程和节能流程的模拟模型,对工艺流程进行分析与评价。结果表明：通过设置进料预热器,可提高一级冷凝液相进入解吸塔的温位;通过将解吸气与一级冷凝气直接混合,可避免解吸气与吸收塔塔底油及压缩富气的混合,降低一级冷凝器负荷;节能流程可强化解吸塔的传质效率,合理降低吸收稳定系统的总公用工程负荷;相对于基准流程,节能流程的能耗可降低22.02%,解吸塔内的气相和液相负荷均有所降低,具有强化传质、优化节能、缓解塔内气液相负荷的优点。     

用LDCT法研究丝网填料液固传质规律

用LDCT法对丝网填料的液固传质性能进行了研究,考察了丝网片数、目数对液固传质的影响,建立了计算丝网液固传质系数的数学模型。结果发现,单网的液固传质系数要比多网的液固传质系数大。实验结果可用下式表示: j_d=0.85Re_d~(-0.708) 6相似文献   

海洋油气开发中的水下生产系统(二)——海底处理技术

对油气井产出物进行海底处理是研制开发水下生产系统的核心问题,而海底多相流的增压泵送和分离则是海底处理技术中的基石。螺旋-轴流式和双螺杆式多相泵是2种最主要的海底多相流泵,目前至少有3家公司的产品达到了商业化运行阶段。与海底处理技术密切相关的气-液分离技术主要包括G—SepTM紧凑型旋流脱气器、垂直环空分离和泵送系统、超音速气-液分离器等,液-液分离技术则在常规重力沉降分离的基础上出现了静电聚结强化型重力沉降分离和管式分离器。我国应尽快围绕海底油-水分离技术所涉及的一些实质性问题开展相关研究。     

MASS TRANSFER IN THE LIQUID PHASE METHANOL SYNTHESIS PROCESS

The mass transfer characteristics of the liquid phase methanol synthesis process were experimentally investigated using a one-liter, mechanically agitated slurry reactor. The CuO/ZnO/Al₂O₃ catalyst was crushed to -140 mesh and suspended in an inert mineral oil (Witco # 40). The catalyst loading was varied within limits of experimental feasibility. The effects of temperature, pressure, level of oil, impeller speed, and gas flow rate on the overall gas-liquid mass transfer coefficient K_Lia_B were studied

The results obtained using a two-level, half-fractional factorial design of experiments indicated that the impeller speed, feed flow rate, and temperature had significant effects on the mass transfer coefficient at the experimental conditions examined. Correlations were developed for the Sherwood number based on the Reynolds number, the Schmidt number, the reciprocal gas flow number, the gas-liquid viscosity ratio, and the dimensionless temperature. A simplified power-law type approach was also used to correlate the overall gas-liquid mass transfer coefficient with the impeller speed, gas flow rate, and dimensionless temperature.     

硫磺回收装置加氢还原尾气超重力脱硫工艺技术研究

还原吸收尾气处理工艺广泛应用于硫磺回收装置含硫尾气处理,是减少尾气中SO_2排放最为有效的方法之一。硫磺回收装置加氢还原尾气的显著特点为:压力低,碳硫比高,要求吸收过程硫化氢脱除率高,同时具有吸收选择性。利用超重力技术强化传质及气液接触时间短等特点,将超重力技术应用于加氢尾气脱硫工艺中,考察了转速、气液比、贫液温度、气体流量等操作参数对脱硫性能及CO_2共吸收率的影响。结果表明,超重力技术应用于硫磺回收装置加氢还原尾气脱硫工艺中优势显著。     

黄原胶发酵过程中流变学行为和气液传质的研究

在10L搅拌式发酵罐中,研究了黄原胶发酵的流变学行为和气液传质特征。发酵液呈现典型的假塑性行为,后期发酵液稠度系数K大于20Pa.snn,流变指数n低于0.2,随着胶浓度的提高,搅拌所带来的剪切力不够,使有效搅拌区域减小,发酵液几乎不随搅拌浆而转动。考察了表观粘度ηm、搅拌转速N和通气速率Ug对体积氧传质系数kLa值的影响,将kLa值与转速N和表观粘度ηm进行了无因次关联。实验条件较高搅拌下的高剪切,不仅能提高整体混合,而且能够促进细胞周边分泌的黄原胶粘液层向主体扩散,有利于强化传递。在所研究的气速范围内,通气速率的提高似乎对气液传质的贡献不大。具有较高剪切和较大有效搅拌区域的反应器被认为更适合于黄原胶发酵过程。     

对苯二甲酸加氢精制反应器数学模型及计算

在宏观动力学模型基础上,按气液固三相反应的原理,建立了包括液固传质阻力在内的对苯二甲酸(TA)加氢精制宏观动力学模型,并参考有关传质关联方程,估算了该宏观动力学模型中液固相间的传质系数;按平推流流动模型和绝热反应器简化假设,建立了TA加氢精制固定床反应器数学模型;根据实际生产数据,对数学模型中氢气在TA溶液中溶解的浓度项进行了修正;提出了TA加氢精制固定床反应器反应温度、气相中氢气分压、操作压力和液相进料中TA的含量等条件的选择依据和计算方法。模型计算值与实际生产数据偏差较小,所建立的TA加氢精制固定床反应器数学模型可供TA加氢精制工艺条件优化和反应器放大设计参考。     

高油剂混合热量对重油催化裂化反应的影响

 为了研究催化裂化过程中油剂混合初期混合热量对重油分子裂化反应的影响规律,采用连续反应－再生提升管催化裂化中型实验装置通过调节剂油比和再生剂温度,考察了油剂混合热量对重油催化裂化反应过程产品分布的影响,并从烃类结构基团转化的角度深入分析了油剂混合热量与重油催化转化效率之间的内在关系。研究结果表明,通过提高剂油比,增加油剂混合热量,可以提高催化剂与重油分子的接触几率,有利于强化烃分子与催化剂之间的热量和物质传递,从而更加有效的实现对重油烃类大分子的裂化反应,弱化多环芳烃与其它烃类分子在催化剂表面的竞争吸附效应,改善重油发生催化裂化本征反应的环境,在相同转化率下获得更高的轻质油收率和液收率。