规整填料塔中氨水吸收CO2的体积总传质系数

目前,CO₂排放问题已经成为世界各国可持续发展面临的重要挑战。以化学溶剂吸收法工艺为基础的燃烧后脱碳是当前比较成熟的已进入工业规模实验的技术路线。而氨水作为一种新的吸收剂受到广泛关注。以气相体积传质系数（K_Ga_e）作为表征,对规整填料塔中氨水吸收CO₂的传质性能进行了研究,探索了气速、CO₂分压、液速和氨水浓度对K_Ga_e的影响。实验结果表明,在本文的工况条件下,K_Ga_e随液速和氨水浓度的增大而增大,随CO₂分压的增大有所减小,气速对K_Ga_e的影响不大。实验结果对今后填料塔的设计工作的经济性和合理性有一定指导作用。     

填料塔中哌嗪二胺吸收低浓度SO_2的传质性能

为满足有机胺法脱硫设计开发的需要,采用动态吸收法测定了填料塔中哌嗪二胺(PA-A)水溶液吸收低浓度SO2的体积总传质系数KGa,考察了吸收工艺参数如吸收液中的PA-A浓度和初始pH值、液相流率、吸收温度、进气SO2浓度及流速等对KGa的影响。结果表明:KGa随着吸收液中的PA-A浓度和初始pH值、液相喷淋密度的增加而增大;随着吸收温度、气相流率及进气SO2浓度的增加而减小。通过实验结果分析得到体积总传质系数KGa与气液相流率比(qG/qL)之间符合指数关系式,该经验关系可用于工程设计计算。     

填料塔中混合胺吸收二氧化碳的研究

在填料塔中考察了常压下混合胺吸收剂[20%乙醇胺(MEA)+2% N-甲基二乙醇胺(MDEA),20%羟乙基乙二胺(AEE)+2% MDEA]对CO_2的吸收与解吸效果.同时测得了AEE+MDEA混合胺体系吸收剂脱除空气中体积分数约10%的CO_2的体积总传质系数K_Ga_v的近似值,并考察了进口气体中CO_2摩尔流量、气体流量、液体流量等因素对K_Ga_v的影响.实验结果表明,AEE+MDEA吸收效果明显好于MEA+MDEA,并且二者解吸效果相同;K_Ga_v随CO_2摩尔流量、气体流量、液体流量增大而增大.     

醇胺法吸收二氧化碳在填料塔中的应用

采用工业流程中的填料吸收塔和解吸塔,研究了乙醇胺(MEA)、哌嗪(PZ)、二乙烯三胺(DETA)、三乙烯四胺(TETA)与N-甲基二乙醇胺(MDEA)的混合溶液作为吸收剂对模拟合成气中CO2的吸收性能. 结果表明,胺活化性能依次为TETA>DETA>PZ>MEA;含TETA的吸收液可将尾气中CO2的浓度降至0.05%(mol),CO2脱除率达98.62%;增加活化剂浓度和降低气体流量有利于提高CO2脱除率;吸收-解吸循环条件下吸收速率是随吸收时间和活化剂浓度变化的指数递减函数.     

规整填料塔中离子液体吸收CO2的传质与流体力学性能

在规整填料塔中采用离子液体吸收二氧化碳气体,利用计算流体力学(CFD)软件建立可靠的数学模型,系统考察了离子液体结构及规整填料几何参数对吸收过程的传质特性和流体力学性能的影响规律。结果表明,床层压降随气体流速增大而增大,液相传质系数随液体流速的增大而增大。相同阴离子时,随着阳离子碳链长度的增长,吸收过程压降增大,同时液相传质系数减小。相同阳离子时,不同阴离子的离子液体压降大的同时传质系数也大。但离子液体的结构对压降影响不明显。离子液体筛选主要考虑传质系数和溶解度因素,但二者与离子液体结构表现出相反的规律。两种折线结构的规整填料传质性能优于传统的X型和Y型结构。     

低表面张力物系在规整填料塔中的传质性能

为了研究低表面张力物系在高比表面积的规整填料塔中的流体力学性能和传质性能,选用正庚烷-甲基环己烷物系,在内径400mm的不锈钢精馏塔中对Mellapak 500Y和750Y型规整填料进行全回流精馏实验。通过测定气相负荷从小到大直至液泛的过程,得到了不同操作条件下的压降、泛点气速、传质效率的数据,给定了操作的极限。结果表明:750Y填料的传质效率优于500Y填料,但稳定性比500Y填料差,处理量比500Y填料小。且实验中气相负荷递增变化时的传质效率略低于气相负荷递减变化时的传质效率。同时,为了考察传质效率随塔高的变化,填料塔在不同高度处设置了4个取样口,测定了不同取样口中样品的组成。通过分析传质效率随塔高的变化,阐述了不同负荷范围内气相总体积传质系数沿塔高的变化规律。     

填料塔中磷酸钠缓冲溶液吸收低体积分数SO2的体积传质系数

为满足磷酸一钠和二钠缓冲溶液脱硫设计开发的需要,采用磷酸钠缓冲盐溶液为吸收剂,测定和计算了在鲍尔环填料塔中磷酸钠溶液吸收模拟烟气中SO2的体积总传质系数KYa.在常温常压下,考察了空塔气速、喷淋密度、入口SO2体积分数、吸收液磷酸根浓度和初始pH等工艺参数对KYa的影响.结果表明,KYa随着空塔气速、喷淋密度、初始pH和磷酸根浓度的增加而增大;随着入口SO2体积分数的增加先增加后减小;该体系的传质过程受气膜和液膜共同控制.     

横纹管氨水降膜吸收强化性能与传质机理

建立了氨水溶液竖直降膜层流和湍流的数学模型,推导出降膜溶液氨气吸收速率的理论公式。该公式指明可以通过提高氨水溶液喷淋密度和氨水溶液的氨气溶解度来提高氨气吸收速率。当2^#横纹管管外氨水溶液喷淋密度从615 kg·m^-1·h^-1增加到3191 kg·m^-1·h^-1,氨气吸收速率提高了220%。在冬季保持吸收段吸收压力为0.15 MPa,当氨水溶液平均温度从25℃提高到34℃,则氨气吸收速率下降了130%。在夏季维持吸收段吸收压力为0.25 MPa,当氨水溶液平均温度从35℃增加到50℃,氨气吸收速率相比下降了86%。影响横纹管降膜吸收性能的一个重要参数是凹槽尺寸的综合影响因子即e²/pd。以该影响因子和管外溶液降膜Reynolds数作为自变量,建立了管外氨水溶液Sherwood数的关联式。     

横纹管氨水降膜吸收强化性能与传质机理

建立了氨水溶液竖直降膜层流和湍流的数学模型,推导出降膜溶液氨气吸收速率的理论公式。该公式指明可以通过提高氨水溶液喷淋密度和氨水溶液的氨气溶解度来提高氨气吸收速率。当2#横纹管管外氨水溶液喷淋密度从615kg·m-1·h-1增加到3191kg·m-1·h-1,氨气吸收速率提高了220%。在冬季保持吸收段吸收压力为0.15MPa,当氨水溶液平均温度从25℃提高到34℃,则氨气吸收速率下降了130%。在夏季维持吸收段吸收压力为0.25MPa,当氨水溶液平均温度从35℃增加到50℃,氨气吸收速率相比下降了86%。影响横纹管降膜吸收性能的一个重要参数是凹槽尺寸的综合影响因子即e2/pd。以该影响因子和管外溶液降膜Reynolds数作为自变量,建立了管外氨水溶液Sherwood数的关联式。     

鼓泡填料塔中清水的氧传质研究

城市污水多采用好氧生物处理技术,曝气是污水好氧生化处理系统中最重要的工艺环节,曝气过程中的传质过程是当前污水处理的重要课题,而氧传质是传质的重要过程。利用溶质渗透模型对生物填料塔中的氧传质过程进行了理论分析与推倒,通过定义气液接触时间,导出鼓泡填料塔中清水的氧传质系数与操作条件和填料特征之间的关系式。并通过实验确定关系式中的特征参数。     

填料塔中碳酸钾/哌嗪混合吸收液脱除CO2的体积传质系数

The process of removing dilute CO2 from air by using me mixtures of K2CO3 and piperazine (PZ) was conducted in a random packed tower at 25℃. The results showed that PZ increased the absorption rate of CO2 into aqueous K2 CO3 much more effectively than MEA or DEA. The volumetric overall mass transfer coefficient (KGa) of dilute CO2 absorption into K2CO3/PZ was measured. The KGa value was evaluated over the ranges of main operating variables: the concentration of CO2 in inlet gas, gas flow rate, liquid loading, CO2 loading in liquid phase, and the concentrations of K2CO3 and PZ. The test showed that KGa could be remarkably improved by increasing liquid loading and the concentration of PZ, and decreasing the concentration of CO2 in inlet gas, as well as the gas flow rate and CO2 loading in liquid phase.     

逆流旋转填料床吸收异丙醇气体的传质性能研究

在逆流旋转填料床中用水吸收挥发性有机化合物异丙醇气体,考察了超重力因子(β)、空床气速(u)、液体喷淋密度(q)、异丙醇气体进口体积分数等操作参数对异丙醇气相总体积传质系数(K_G^a)和吸收率(E)的影响。结果表明,异丙醇气体的KGa随着β、u和q的增大而增大,且异丙醇气体进口体积分数对K_G^a、E的影响较小; E随着β、q的增大而增大,但随着u的增大而降低。在β=60、u=0.9 m/s、q=15.92 m³/(m²·h)、异丙醇进口体积分数为10 000μL/L时,吸收率为96%,K_G^a达21.7 s^-1,是板填料式逆流RPB的2.1～3.2倍,是板填料式错流RPB的4～6.2倍,表明逆流旋转填料床可有效强化吸收异丙醇气体。     

分层填料错流旋转床吸收甲醇气体的传质性能

在分层填料错流旋转床中用水吸收挥发性有机物甲醇气体,研究了超重力因子(β)、空床气速(u)、液体喷淋密度(q)和甲醇气体进口浓度等操作参数对甲醇气相总体积传质系数KGa的影响.结果表明,甲醇气体的KGa值随β,u和q增加而增加,随甲醇气体进口浓度增大变化较小.在β=100, u=0.9 m/s, q=17.6 m~3/(m~2×h)和甲醇气体进口浓度14000 mg/m~3时,甲醇气体的吸收率为97%,KGa达27 s~(-1)以上,是挡板填料逆流旋转床的1.1～3.9倍,是挡板填料错流旋转床的2～7.7倍,表明分层填料错流旋转床可有效减小气膜控制为主的传质阻力.当甲醇气体入口浓度稳定时,在u大、q小的情况下,β对甲醇气体的KGa影响较大,有效强化了吸收甲醇过程中的传质效率.分层填料错流旋转床中u达1 m/s,是挡板填料错流旋转床中的3～12倍.     

石膏氨水悬浮液吸收二氧化碳的实验研究

本文以利用氨水脱碳净化合成氨原料气的过程实现磷石膏转化为硫酸铵为目的，模拟该体系气-液-固三相条件进行了石膏氨水悬浮液吸收二氧化碳的实验研究。探讨了反应机理，考查了原料配比和浓度对石膏转化率的影响、反应温度对反应速率的影响。初步结果表明，在适宜的工艺条件下，石膏的转化率可达96％以上。     

填料塔传质通用关联式及填料传质性能的评选

本文改进了Monsanto传质模型,将模型中的系数回归成数学公式,并且对我国近年来实测数据进行关联,结果误差尚小,能满足工程设计要求,同时提出了填料传质性能的定量评选方法,为正确选用填料提供了较可靠的依据。     

四氯化碳车间C111氯气吸收填料塔传质性能研究

四氯化碳车间氯气吸收填料塔经常出现氯气吸收不完全的状况．鉴于以上原因，对吸收塔进行核算并对塔设备和操作状况加以改进。强化氯气吸收收效率，以提高产品质量．减少环境污染。     

规整填料和散堆填料传质性能比较

通过对苯 -甲苯精馏传质系数的计算 ,比较了规整填料 ( 2 5 0 Y)和散堆填料 ( 5 0 #鲍尔环 )的传质性能。结果表明 ,规整填料的传质性能优于散堆填料。这一优势主要得益于前者的比表面积远大于后者。若以传质系数 k L、k G来比较 ,新型散堆填料要强于规整填料。如何提高规整填料单位面积的传质强度是新型规整填料发展的重要方向     

一种氨水垂直降膜吸收传质模型

在Harriott理论的基础上,提出一种新的垂直降膜吸收传质模型,将降膜过程中漩涡的作用点由一个几何点扩展到一个区域,将整个降膜流动过程划分为非湍流区和全湍流区.非湍流区内,波峰和波谷域采取了不同的Levich厚度处理方法.在全湍流区,对波动速度进行了修正.理论数据与氨水光管降膜吸收实验数据相比较,偏差在非湍流区不超过10%,在全湍流区不超过15%.扩散系数、Levich厚度及波动周期对传质系数的影响被表示为两个量纲1量之间的关系.     

填料塔中乙二胺/磷酸溶液吸收SO2的体积总传质系数

SO2减排已经成为国际关注的焦点问题,近年来,湿法烟气脱硫技术以其脱硫效率高、适应范围广、技术成熟等优点,成为当今占主导地位的烟气脱硫方法。可再生胺法脱硫技术作为一种新的脱硫方法得到了普遍关注。为进一步的工业设计提供参考依据,今采用乙二胺/磷酸溶液为吸收剂,测定和计算了在填料塔中乙二胺/磷酸溶液吸收烟气中SO2的体积总传质系数KGa,并研究了液气比、乙二胺浓度、进口气体中初始SO2浓度、吸收液初始pH值及反应温度对KGa的影响。实验结果表明,KGa随液气比的增大、乙二胺浓度的升高、吸收液初始pH值的增大而增大;体积总传质系数随初始SO2浓度的升高、反应温度的升高而降低。