错流旋转填料床气相压降特性

旋转填料床的气相压降是旋转填料床应用和设计的一项重要指标。在气液两相错流流动条件下,利用空气-水系统对错流旋转填充床的气相压降进行分段模型化和实验研究。按照错流旋转填料床气体流动的路径将气相压降分为进口压降、填料层压降、集气段旋转动能转化压降和出气段压降。推导出压降与操作工况的关联式,其计算值与实测值吻合较好。实验表明错流旋转填料床的气相总压降与气体流量、旋转床转速、液体流量有关。在高转速和小气量的条件下,气相压降随气量增大先下降后上升;其他情况随气量增大而上升。错流旋转填料床气相压降随转速上升而下降,在小气量情况下转速对气相压降有明显影响。气相压降随进液量的增大而增大,当旋转填料床在低转速时进液量对气相压降有明显影响。     

错流旋转填料床气相压降的研究

利用空气-水系统对错流旋转填料床的气相压降进行了实验研究。采用因次分析的方法推导出错流旋转填料床气相压降的无因次关联式。结果表明,错流旋转填料床欧拉准数在旋转填料床转速与气速之比(旋流比)小于30时,欧拉准数随旋流比的增大反而减小;当旋流比大于30时,欧拉准数随旋流比的增大而增大。旋流比小于30时欧拉准数与填料层轴向厚度的0.9次方成正比,旋流比大于30时欧拉准数与填料层轴向厚度的0.5次方成正比。湿床旋流比小于30时,欧拉准数随进液量的增大而上升;旋流比大于30时,欧拉准数随进液量的增大而下降。     

错流旋转填料床脱除细颗粒物研究

细颗粒物对环境和人体都会产生较大危害, 传统除尘设备无法高效脱除。超重力旋转填料床复合了多种除尘机制, 除尘效率高, 能耗低。本文采用平均粒径为2.25μm的粉煤灰模拟细颗粒物, 错流旋转填料床为湿式除尘设备, 搭建了中试规模的实验系统。提出了使用激光粒度分析仪测量粉尘粒度分布并计算分级效率的方法, 通过实验考察了转速、液气比和气量对错流旋转填料床分级效率的影响。研究表明, 分级效率随转速、液气比、气量的增大而增大, PM_2.5的脱除效率可达到96%, 为超重力湿法除尘的工业化推广提供有力的数据支撑。对分级效率曲线进行拟合, 相关系数R=0.9808。对比发现, 错流旋转填料床的分级效率高于一般湿式除尘器, 对微米级粉尘也有很高的脱除率, 可以高效脱除气体中的细颗粒物, 应用前景广阔。     

错流旋转填料床气相压降特性研究

旋转床的气相压降是旋转床工程设计的一项重要指标。笔者利用空气,水系统对错流旋转填料床的气相压降进行实验研究。结果表明：在实验范围内,错流旋转床压降是逆流旋转床的十分之一;对错流旋转床压降影响较大的是转速和气量,与液流量几乎无关。     

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。     

气流剪切错流旋转填料床气相压降特性

以空气-水为研究体系,采用单因素法,在气流剪切错流旋转填料床中分别考察了气速和超重力因子对干床压降的影响及气速、超重力因子和液体喷淋密度对湿床压降的影响.结果表明,气流剪切错流旋转填料床干和湿床压降均随气速和超重力因子增大而增大;气速较低、超重力因子较大时,湿床压降随液体喷淋密度增大而减小;在高气速和小超重力因子时,湿床压降随液体喷淋密度增大而增大.关联实验数据可得到气流剪切错流旋转填料床的压降关联式,与实验结果的偏差在±15%以内.     

密封式错流旋转填料床气膜控制传质过程研究

在密封式错流旋转填料床中,利用浓度为0.926 mol/L的NaOH溶液吸收空气中体积分数为0.5%—1%的CO2气体,对气膜控制过程传质性能进行了研究。实验表明:密封式错流旋转填料床CO2的吸收率随气体流量的增大而减小,在低转速下随旋转填料床的转速增大气体吸收率上升较快,高转速时影响变小;转速大于1 000 r/min情况下,CO2的吸收率随液量的增大而上升,转速小于1 000 r/min情况下,CO2的吸收率随液量增大而变小。建立了密封式错流旋转填料床气膜控制过程的气体吸收模型,经验证实验结果与模型计算结果吻合较好。     

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.     

新型错流旋转填料床气相流场的三维CFD模拟

目前鲜有关于错流旋转填料床结构改进研究方面的报道。以自主研发的错流旋转填料床为计算模型,建立了三维物理模型,采用标准k-ε湍流模型和SIMPLE算法,填料层用多孔介质模型,运用CFD方法对其内部气相流场进行了模拟,研究了转速和气量对速度场和干床压降的影响规律,并通过实验进行了验证。由结果可知:干床压降几乎不受转速的影响,模拟值与实验值相对误差在11.2%以内;旋转填料层内气相流场主要以旋流场为主,切向速度与填料线速度大小相当,且不受气量的影响。轴向速度值受气量的影响,其径向分布受转速的影响。与切向速度和轴向速度相比,径向速度小1—2个数量级,说明气体在径向的偏移量很小;中间静止填料层能够有效减小气旋,强化气相流场扰动,表明新型错流旋转填料床能够强化气相传质。     

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.     

错流型超重力旋转填料床中液滴的运动模型

首次从气体的流场、液滴的碰合出发,用液滴粒径-位置联合分布模型描述了液滴群运动的特征,提出了错流型超重力旋转填料床中液滴的运动模型.采用四阶Runge-Kutta法计算,模型计算值与实测值吻合良好.     

旋转填料床净化磷肥尾气中的氨气

针对当前磷肥生产工艺尾气中氨气的处理现状,采用旋转填料床代替传统塔设备,以酸性废水为吸收液,对脱除磷肥尾气中的氨气进行了中试研究.结果表明:在进气量500m3/h、气液比1000m3/m3、超重力因子90的条件下,吸收效率达到90%以上.经连续运转,系统运行稳定,处理后磷肥尾气中的氨气达到了国家排放标准.     

卧式错流填料层洗涤器的开发

介绍一种新的磷肥厂除氟除氨洗涤器－卧式错流填料层洗涤器。该洗涤器气液呈错流接触。传质效果好,压力降低,采用卧式结构和可卸式聚丙烯丝填料,便于安装,清洗和维护。     

旋转填料床最新研究进展

本文对旋转填料床的研究进展进行了评述,具体介绍了几种常见和新型的旋转填料床工作原理并进行了对比,最后对旋转填料床的发展趋势与侧重点做了简要分析。     

多孔波纹板错流旋转床流体力学性能研究

以空气-水为介质,研究了两种板间距填料结构的流体力学性能。结果表明：多孔板错流旋转床气相压降随填料板数、气量、超重力因子的增加而增大,与液量几乎无关;在相近操作条件下该床压降不足逆流床的1／10;应用MATLAB语言编制应用程序对实验数据的回归分析得出了气相压降的关联式。     

多孔波纹板错流旋转床的传质性能

以CO2-NaOH为介质,研究了两种板间距填料结构的传质性能。结果表明：多孔波纹板错流旋转床的体积传质系数在相近的操作条件下分别比文献丝网错流旋转床高0.95～2.1倍、比逆流旋转床略低,比传统气液传质设备高1～2个数量级。应用MATLAB语言编制应用程序对实验数据的回归分析得出了体积传质系数的关联式。     

旋转填料床最新研究进展

旋转填料床是20世纪80年代发展起来的一种新兴气液传质设备,经过20多年的发展,旋转填料床在设备构型、气液进料上不断得到改进。就旋转填料床的研究进展进行了详细阐述,并介绍了几种常见的旋转填料床。     

错流同心圆环旋转床的气相压降

在转速为865～1 300 r/min、液体体积流量为0～1600 L/h的情况下,以空气-水为体系,在直径为400 mm的错流同心圆环旋转床内,对其气相压降进行分段模型化和实验研究,并得到了压力降与操作工况的关联式.该关联式的计算值与实测值比较吻合.实验结果表明,错流同心圆环旋转床的湿床压降比干床压降大,气相总压降随气量和转速增大而明显增加,但随液量增大而缓慢增加.     

多孔波纹板错流旋转床的性能研究

以空气-CO2-NaOH为系统,研究了多孔波纹板错流旋转床的流体力学和传质性能。实验结果表明:在相近的操作条件下,多孔波纹板错流旋转床的压降与文献丝网错流旋转床的相近,不足逆流床的十分之一;体积传质系数分别比文献丝网错流旋转床高0.95—1.47倍,比逆流旋转床略低,比传统气液传质设备高1—2个数量级。多孔波纹板错流旋转床填料具有传质效率高、压降低、动平衡性好等优点。