不同填料错流旋转填料床气液传质特性研究

为了探索不同填料错流旋转填料床的传质性能,以Na2CO3水溶液吸收空气中硫化氢为实验体系,对装有不锈钢丝网、塑料波纹孔板和θ环填料的错流旋转填料床的气液传质性能进行研究。实验确定的适宜操作条件为:超重力因子7.8,气体流量2 m3/h,液气比20 L/m3,碳酸钠质量浓度12 g/L;在此条件下,3种填料的脱硫率均可达到90%以上。在相同操作条件下,不锈钢丝网填料的脱硫率及气相总体积传质系数大于塑料孔板填料大于θ环填料;错流旋转填料床中,规整填料的气液传质效果优于乱堆填料。文中的研究结果为错流旋转填料床填料的选取及在脱硫方面的应用提供了依据。     

新型填料结构旋转床传质特性

以CO2-NaOH溶液为工作介质,研究了填料特性、超重力因子、气体流量和液体流量等对不同填料结构旋转床传质特性的影响.结果表明:体积传质系数随液体流量、超重力因子和气体流量的增加而增大;对比六种填料结构的综合性能,不锈钢多孔波纹板和塑料多孔板填料结构较优;在相近的操作条件下,不锈钢多孔波纹板的体积传质系数比文献丝网错流旋转床高0.95～2.10倍、与逆流旋转床相当,比传统气液传质设备高1～2个数量级.对实验数据进行回归分析得出了体积传质系数的关联式,其平均误差小于10%.     

碟片旋转床气液传质特性实验研究

通过实验研究了旋转填料床在采用同心环波纹碟片填料时的气液传质特性,并考察了板间距对传质系数的影响。实验结果表明,碟片填料的体积传质系数在相同操作条件下比文献报道的金属丝网多孔介质填料高０．９～１．５倍以上。     

多级雾化旋转填料床的传质性能

以两级雾化超重力旋转床为例,用化学吸收法考察了超重力因子β、液体流量、气体流量等对体积传质系数kyα的影响。结果表明:多级雾化超重力旋转床的体积传质系数随气液流量的增加而增加,在β较小时,实验曲线的斜率较大,kyα随β的增加急剧增加;但是当β超过100后,曲线的斜率减小,kyα随β的增加缓慢增大。     

碟片填料旋转床气阻与气液传质实验研究

实验测量了超重力旋转床气液传质反应器在采用同心环波纹碟片填料的时的气相压降和气液传质特性,对不同转速,气流量,液流量条件下的气相阻力与气液传质性能进行了实验研究和分析,结果表明干床的气相压降是相同状态下采用金属丝网填料的气相压降的６０％左右。     

超重力旋转床中的传质研究

超重力旋转床是８０年代出现的新型传质设备，该设备利用远大于重力的离心力，极大地强化了气液或液固间的接触，增强了传质效果。在相同的传质条件下，与重力场中的设备相比，该设备的体积小、操作强度大、体积传质系数ＫＬα大，可广泛适用于各种气液传质，也适用于液固传质。理论研究由传统的重力作用下的传质发展到超重力场作用下的传质。本文对近年来关于超重力旋转床中的薄膜厚度、比表面积、传质系数等的研究结果作了综述、分     

不同规整填料旋转床的传质性能对比

采用Na₂CO₃-H₂S为体系,利用规整丝网填料和新型塑料填料的错流旋转床为吸收设备,探究了两种填料床的传质性能,通过理论推导气液传质系数K_y和K_ya的表达式,考察了液量、气液比、超重力因子对脱硫率、K_y和K_ya的影响。实验结果表明:在相同条件下,规整丝网填料床的脱硫率略高于新型塑料填料床,约为3%～4%,但K_y、K_ya和压降分别是新型塑料填料床的0.25～0.5、0.8～0.9和0.3～0.5倍。通过文献对比分析,在相近工况条件下,新型塑料填料床的K_ya比散装丝网填料床提高了1.45倍。并对实验数据进行回归,拟合出K_y、K_ya与气相雷诺数Re_G、液相韦伯数We_L和伽利略数Ga之间的关联式。     

新型旋转填料床强化气膜控制传质过程

转子结构为相互嵌套填料环的新型旋转填料床是基于强化气膜控制传质过程的新型高效传质设备,可适用于受气膜控制的吸收、精馏和低浓度工业气体的净化等过程。分别以化学吸收体系CO2-NaOH和物理吸收体系NH3-H2O测定了不同气量、液气比和超重力因子条件下的有效比表面积a和气相体积传质系数kya,并由此得到气相传质系数ky,对其传质性能进行研究。实验结果表明：a、kya和ky均随着气量、液气比和超重力因子的增大而增大。通过对比可知,新型旋转填料床的气相体积传质系数在相近操作条件下是文献逆流旋转填料床的2倍。并对实验数据进行了回归,拟合出了a、kya和ky分别与气相雷诺数ReG、液相韦伯数WeL和伽利略数Ga之间的关联式。     

低阻高效同心环碟片填料旋转床流阻和传质特性研究

采用新型旋转床填料———同心环波纹碟片填料 ,对三种填料间距结构 ,在干、湿床两种状态下的气相压降随碟片填料间距、转速、气液流量的变化关系进行了试验研究 ,与有关文献的多孔介质填料压降结果对比 ,在相近的操作条件下 ,同心环波纹碟片填料的阻力分别是其阻力的 2 0 % (干床 )与 40 % (湿床 ) ,同心环波纹碟片填料的体积传质系数是它们的 1 9～ 2 5倍。     

三种填料结构旋转床传质及压降性能对比

为了考察自主设计的新型板式旋转填料床传质及压降性能,分别以NaOH-H_2O和空气-水为实验体系,采用对比实验的研究方法,考察了转速、液量和气量对新型板式填料床、传统丝网填料床和鲍尔环填料床的传质与压降性能的影响。传质性能研究表明:在相同操作条件下,丝网填料床传质性能最优,但新型板式填料床传质性能与丝网填料床相差不大(<1.0 s~(-1));压降性能研究发现,气量是影响填料床压降的重要因素,且在相同操作条件下,压降值始终有丝网填料床>鲍尔环填料床>新型板式填料床,丝网填料床压降值与新型板式填料床相差33%以上。新型板式填料床在传质效率损失不大的情况下,损失了较低能耗,表现出优良的综合性能。     

蒸馏过程中旋转填料床的传质和流体力学特性

建立了一套完整的精馏实验装置,以甲醇-水溶液为物系,在常压、全回流操作条件下,研究了旋转填料床的传质和流体力学性能. 结果表明,旋转填料床的理论塔板数随超重力因子和气相动能因子的增大出现峰值,理论塔板高度最小为0.0109 m;气相压降随气相动能因子、超重力因子的增大而增大. 在实验基础上应用最小二乘法建立了旋转填料床的传质、压降实验关联式.     

旋转床填料内支撑对气膜控制传质过程的影响

采用（氨＋空气）－水这一典型的气膜控制传质体系,研究了旋转床（RPB）中填料内支撑对气膜控制传质过程的影响。实验结果表明：随着转速的增加,旋转率传质系数值提高;随着液量的增加,旋转床传质系数值降低。与无内支撑时情况相比,有内支撑时的传质效果变差。在40％－100％开孔率范围内,随着开孔率的增加,传质系数值缓慢升高,而内支撑在填料中安置位置对传质无明显影响。     

错流旋转填料床传质特性影响因素的实验研究

采用CO2-NaOH体系,在中试规模的实验装置上进行传质实验,考察了气速、液体喷淋密度、超重力因子、气液接触时间对错流旋转填料床的总体积传质系数KLa及有效传质比表面积ae的影响. 结果表明,KLa和ae均随气速、液体喷淋密度和超重力因子增加而增大,KLa随气液接触时间增加先缓慢增大后急剧下降,ae则随气液接触时间增加而缓慢下降. 最佳操作条件为：气速1.69 m/s,液体喷淋密度32 m3/(m2×h),超重力因子104,气液接触时间0.1 s. 错流旋转填料床在处理大气量气体时传质效果增强,是同类文献错报道的1.52~2.32倍. 对各操作参数下所得实验数据进行回归,得关联式KLa=1.8221(atDL/dp)ReL0.6371GrL0.0548ScL0.0623和ae/at=2980.9ReL0.2349FrL-0.045WeL0.5023f-0.5.     

超重力旋转床中水脱氧过程的模型化研究

超重力旋转床是一种高效的强化传质和混合的新型设备。今提出了超重力旋转床中的水脱氧过程的传质模型,分别采用欧拉方法和拉格朗日方法对超重力旋转床中的气相和液滴的运动行为进行了数值模拟;在此基础上计算了液滴的传质系数,计算结果和实验结果符合较好,平均误差为7．9％。当超重力旋转床中液体存在的主体形式更接近于液滴时,模型计算结果误差减小。进一步讨论分析了液体和气体流量、转速以及填料内径的变化对于超重力旋转床体积传质系数的影响,分析表明旋转填料对液体剧烈地剪切破碎分散作用是强化传质过程的主要原因。     

撞击流-旋转填料床萃取器传质性能研究

以磷酸三丁酯(煤油)-苯酚-水为试验体系,研究了IS—RPB萃取器的传质性能。在研究主要操作参数对萃取级效率影响的基础上,确定了最适宜的操作条件,得到了97％以上萃取级效率。试验结果表明,撞击流-旋转填料床萃取器是一种新型快速高效的萃取设备。     

旋转填充床传质及应用研究的新进展

旋转填充床(RPB)是一种新型高效的分离装置,该装置利用超重力场技术强化传质过程,在化工、环保、材料、生化等工业领域具有广泛的应用前景。本文概要地介绍了该装置的结构特点,国内外传质和应用研究的新进展。     

Towards the Development of Advanced Packing Design for Distillation in Rotating Packed Beds

The growing demand for flexible and compact separation technologies has promoted the application of high‐gravity technology, like rotating packed beds (RPBs). Mass transfer characterization and packing design play an important role in the development of this technology. This article provides a systematic approach towards the evaluation of packing and the development of advanced packing design for distillation in RPBs. For the latter, an additive manufacturing approach is used to develop a new Zickzack packing for RPBs. The new packing provides better mass transfer at reduced pressure drop compared to available conventional packings, while being competitive in terms of mass transfer with the industrially applied rotating zigzag bed at significantly reduced pressure drop.     

旋转填料床处理氨氮废水的技术经济分析

简要介绍了氨氮废水治理技术,在处理量为100L／h氨氮废水中试成果基础上,预测了旋转填料床处理氨氮废水的工业化前景,并对它的技术经济性进行分析,结果表明,旋转填料床处理氨氮废水技术以其明显的技术经济优势,在我国化肥企业有广阔的应用前景。     

旋转填充床中湿法脱硝的研究

氮氧化物对环境和人体有很严重的伤害,随着法规对氮氧化物排放要求越来越严厉,脱硝问题越来越受到重视。今用臭氧预氧化模拟烟气中的氮氧化物,进而分别采用氢氧化钠和双氧水溶液作为吸收剂,在旋转填充床中进行氮氧化物的吸收研究,考察了操作条件及不同添加剂对脱硝率的影响。结果表明:脱硝率随着O3/NOx摩尔比、吸收剂浓度的增大而增大,随着气液比的增大而减小,而随着旋转床转速的增大,脱硝率先增大后减小。确定最优的工艺条件为O3/NOx摩尔比为0.6,吸收剂浓度为0.025 mol·L-1,旋转床转速为800 r·min-1,气液比为14:1,此时NaOH吸收剂的脱硝率可达到80%,H2O2吸收剂的脱硝率可达85%。在NaOH吸收剂中添加高锰酸钾、双氧水等氧化剂均能有效提高吸收过程的脱硝率。     

旋转填料床生产纳米粉体材料的研究进展

本文介绍以旋转填料床为强制混合反应器进行化学液相沉淀反应,实验生产碳酸钙、氢氧化铝、硫酸钡、氧化锌、拟薄水铝石等纳米粉体材料的工艺及实验结果,考察旋转填料床转速、溶液的过饱和程度、分散剂等因素对平均粒径的影响,提出还需要完善的方面,建议用错流型旋转填料床解决气相压降过大的难题。