用旋转填充床以双碱法脱除烟气中的SO_2

在旋转填充床中,以NaOH溶液为吸收液,进行SO2气体吸收的实验。考察了吸收液和气体流量的比(简称液气比)、旋转填充床转速、吸收液浓度和入口气体中SO2质量浓度对SO2脱除率(θ)和气相传质系数(KGa)的影响。实验结果表明,θ和KGa随液气比和吸收液浓度的增大而增加;随旋转填充床转速的提高,先降低后增加;随入口气体中SO2质量浓度的增大而降低。采用旋转填充床用NaOH溶液吸收SO2的最佳工艺条件是:吸收液浓度100mmol/L,液气比3.00～4.00L/m3,旋转填充床转速1200～1600r/min,入口气体中SO2质量浓度小于5g/m3。在此条件下,出口气体中SO2质量浓度低于50mg/m3,θ稳定在99%以上。     

旋转填充床脱除裂解气中酸性气体的冷模实验

用空气和CO2的混合气体模拟裂解气,在旋转填充床中进行酸性气体吸收实验。考察了吸收液流量、吸收液浓度、空气流量、空气中CO2含量、旋转填充床转速和吸收液温度对气相传质系数(KGa)的影响。实验结果表明,KGa为0.2~3.0s-1时,KGa随吸收液流量、吸收液浓度、空气流量、旋转填充床转速和吸收液温度的升高而增大,随空气中CO2含量的增加而减小。用冷模数据推算工业操作条件(约1.5M Pa,50℃)下旋转填充床的吸收效果,预计可将裂解气中酸性气体的体积分数由1.00%降至1×10-6以下。旋转填充床脱除裂解气中酸性气体的效果优于传统的脱除工艺。     

旋转填充床中径向传质强度分布的研究

在旋转填充床(转子内半径70mm,外半径200mm)内利用水逆流吸收SO2的实验,考察了气体流量、液体流量、转子转速以及气相中SO2的含量对旋转填充床填料层径向传质强度分布的影响。实验结果表明,除填料层的内缘处,填料层内径向的体积传质系数(KLa)随气相中的SO2含量的增加变化不大,随液体流量、气体流量及转子转速的的增加而增大;填料层内径向的KLa随半径的增大呈非线性变化,KLa在半径70~90mm段内随半径的增大而逐渐减小,在半径大于90mm后随半径的增大而逐渐增大;旋转填充床填料层存在内端效应区,还存在外端效应区。     

旋转填充床脱除空气中水的研究

以三甘醇(TEG)为吸收剂,用空气和水蒸气的混合气体模拟含水蒸气的天然气,在旋转填充床(RPB)中进行脱水实验。研究了TEG流量及纯度、空气流量、RPB转子转速对脱水后空气露点的影响。实验结果表明,空气露点随TEG流量的增加和RPB转子转速的增大而降低;TEG纯度对空气露点的降低有较重要的作用,在RPB转子转速1000r/min、TEG流量600L/h、空气流量10m3/h、空气中水的质量浓度25g/m3的条件下,出口空气露点达到-15℃以下,脱水的平衡度在95%以上。     

错流旋转填料床中空气法再生络合铁脱硫液

采用错流旋转填料床空气法对络合铁脱硫液进行了再生实验研究。考察了气/液流量比、超重力因子、液体流量、苯酚类催化剂浓度对络合铁脱硫液再生率的影响。结果表明,在气、液接触极短时间内,双错流旋转填料床串联再生体系的再生率可达89%以上,显著提升了络合铁脱硫液的再生效率。     

逆流旋转填料床中络合铁脱硫富液的再生研究

针对络合铁脱硫工艺中脱硫富液再生效率低、耗时长、设备大、降解严重等缺点,以逆流旋转填料床为再生设备,以脱硫富液再生为研究对象,考察了超重力因子、气体流量、液体流量、再生温度对再生率的影响;在相同操作条件下,与传统再生装置对比分析吸收-再生循环次数对脱硫液络合剂降解的影响。研究结果表明：脱硫富液的再生效率随超重力因子、气体流量的升高先增大后减小,随再生温度的升高而增大,随液体流量的增大而减小。在适宜的工艺参数下,逆流旋转填料床对脱硫富液的再生率可达到60%以上;在相同吸收-再生循环次数条件下与传统再生装置相比,逆流旋转填料床可有效缓解脱硫液络合剂的降解。因此,逆流旋转填料床再生技术具有传质效率高、再生耗时短、设备小、络合剂降解少等优点,应用前景广阔。     

超重力旋转填料床中络合铁法选择性脱除酸气中H_2S

在超重力旋转填料床中,以络合铁为脱硫剂,对模拟酸气中的H2S进行了选择性脱硫实验研究。考察了气/液体积流量比、转速、pH值、温度、总铁浓度、原料气CO2含量对脱硫率及选择性的影响。结果表明,在气、液接触极短时间内,脱硫率达到98%以上,选择性达到90以上,实现了高选择、快速、高效脱除酸气中H2S的目标。     

错流旋转填料床中络合铁法脱除气体中硫化氢

以H2S和N2模拟含硫工业气体,以错流旋转填料床为脱硫设备,采用自制的络合铁脱硫液进行脱硫实验。考察了不同配方溶液、气体流量、脱硫液流量、液气比、超重力因子等因素对脱硫率的影响。研究结果表明,配方溶液工作硫容可达4.25g/L;在气液接触时间仅为0.6s的情况下,脱硫率达到94%以上。错流旋转填料床络合铁法脱硫工艺可实现快速、高效脱硫,且脱硫设备体积小、操作弹性大,符合节能减排的发展趋势,有广阔的发展空间。     

新型径向叶片式旋转床传质性能研究

在新型径向叶片式旋转床中采用乙醇胺-二氧化碳物系的化学吸收,建立了相应的传质模型,研究了表观气速、液体喷淋密度和转速对新型径向叶片式旋转床传质性能的影响,并将径向叶片式旋转床与折流式旋转床和填料叶片复合式旋转床进行了对比。实验结果表明,气相总体积传质系数随表观气速、液体喷淋密度和转速的增加而增加;在相同条件下,折流式旋转床的传质性能最好,但功耗和压降比较大;填料叶片复合式旋转床的气相总体积传质系数、压降和有效功耗都稍大于新型径向叶片式旋转床;新型径向叶片式旋转床传质性能差,但功耗和压降较小。     

旋转填料床在天然气净化中应用的探索

旋转填料床(RPD)是一种利用强大离心力促使重力加速度g增大以强化气液传质的设备。由于描述常规填料接触塔中气液吸收过程的理论与模型基本都不适用于RPD,故多年来虽开展了大量RPD相关研究,但其实际应用却十分有限。以往的试验数据表明:RPD作为强化传质设备,不适用于净化气TEG深度脱水和原料天然气选吸脱硫。用RPD替代SCOT法尾气处理工艺中的选吸脱硫塔以进一步降低CO2共吸收率的思路是正确的,但必须同时严格控制贫液质量和贫液入塔温度。RPD的商业化应用当前存在两方面风险:实际风险主要是旋转设备机械设计的可靠性,包括密封、轴承和转子的稳定性;潜在风险则来自对过程原理还缺乏深刻了解。     

逆流旋转填料床中络合铁法脱除气体中H2S

以逆流旋转填料床为脱硫设备,络合铁为脱硫剂,对模拟气中的H₂S进行了脱硫实验研究。考察了气/液流量比、超重力因子、气体流量、H₂S入口质量浓度对脱硫率的影响,并对比分析了逆流旋转填料床与错流旋转填料床的脱硫性能。结果表明,相比错流旋转填料床,逆流旋转填料床更适合于低硫尾气的精脱硫,脱硫率可达99%以上。与传统塔式脱硫技术相比,逆流旋转填料床络合铁法脱硫技术脱硫效率高、气/液流量比大、设备体积小,具有工业化应用潜力。     

基于旋转填料床的超重力脱硫化氢计算机模拟

针对目前含硫气体净化存在的缺点,利用旋转填料床进行含硫气体脱硫,设计了相应的错流型旋转填料床。利用Aspen Plus软件,对采用旋转填料床利用超重力原理的脱硫工艺流程进行了计算机模拟,并与传统脱硫塔脱硫工艺流程进行了工艺参数对比模拟。研究结果表明,在达到相同的净化标准条件下,与传统脱硫塔对比,错流型旋转填料床的高度仅为前者的9%,其空塔体积仅为前者的1.8%,其填料体积仅为前者的2.2%。     

超重力环境下甲基二乙醇胺选择性脱除H_2S的模拟

应用反应-扩散模型对超重力环境下甲基二乙醇胺(MDEA)溶液从CO2和H2S混合气中选择性脱除H2S过程进行了定量描述。模拟结果表明,CO2在向MDEA溶液液膜渗透的过程中,需耗时1s渗透进2.0×10-5m才能够建立起稳定的浓度梯度;对于H2S,仅需约2.0×10-9s渗透进入液膜1.0×10-8m便可建立起稳定的浓度梯度,液膜中CO2的传质过程对于H2S的吸收基本没有影响;MDEA在液膜中存在扩散,H2S的存在对于CO2吸收的抑制作用明显。在旋转填充床中于不同的温度下进行了MDEA选择性脱除H2S的实验。实验结果表明,旋转填充床可以获得较高的H2S脱除率;反应-扩散模型的模拟结果和实验结果吻合较好。     

错流旋转填料床中湿式氧化法脱除气体中硫化氢

以H₂S和空气模拟含硫工业气体,以错流旋转填料床为脱硫设备,采用湿式氧化法进行脱硫实验。考察了气/液体积比、气体流量、超重力因子、Na₂CO₃浓度、原料气中H₂S含量等工艺参数对脱硫率和气相总体积传质系数的影响规律。研究结果表明,在气液接触时间小于1 s的情况下,脱硫率达到95％以上。错流旋转填料床湿式氧化法脱硫工艺可实现快速、高效脱硫,且脱硫设备体积小、操作弹性大、节能降耗,具有工业化应用潜力。     

折流式超重力场旋转床及其在精馏中的应用

开发了一种新型的折流式超重力场旋转床。它的核心结构是一对相嵌的动静折流盘组合,动静折流盘均由不同直径的一组板圈构成,特点是可以完成中间进料和设置多组折流盘。冷模和热模实验结果表明,折流式超重力场旋转床有良好的操作弹性。将两层折流盘共20对动静圈的装置用于精馏过程时,环隙气相动能因子在小于14m.s-1(kg.m-3)0.5的状态下,总理论板数大于11.5块。折流式超重力场旋转床在工业上已成功地应用于甲醇精制和热敏物系脱溶剂的过程。     

旋转床丝网填料内部气相流场对混合过程中液滴粒径影响规律

Rotating packing bed （RPB） has a better mixing performance than traditional mixers and shows potential applicationin the petroleum industry. However, acquisition of information about the mixing process directly through experimentsis difficult because of the compact structure and complex multiphase flow pattern in RPB. To study the mixing characteristic,Fluent, the computational fluid dynamics （CFD） software, was used to explore the effect of airflow field on dropletdiameter. For conducting calculations, the gas-liquid two-phase flow inside the packing was simulated with the RNG k-εturbulence model and the Lagrange Discrete Phase Model （DPM）, respectively. The numerical calculation results showedthat coalescence and breakup of droplets can take place in the gas phase flow inside the packing and can be strengthenedwith increased rotating speed, thereby leading to the enlargement of the average diameter.