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。     

新型旋转床性能研究

研究了新型折流式旋转床的压降和传质性能。以乙醇 -水为物系 ,对不同转速和气液流量下的压降与传质性能进行了精馏试验。结果表明 ,旋转床气相压降随 F因子和旋转速度的增大而增大 ;传质效率随旋转速度的增大而增大 ,但随通量的增加几乎不发生变化。分离效果最高能达到5 .8块理论塔板 ,相当于每米 48.3块理论塔板。     

新型折流式超重力旋转床传质性能的研究

采用乙醇-水体系对新型折流式超重力旋转床进行了传质性能实验,考察了气相动能因子(F因子)、转子转速对新型折流式超重力旋转床的压降和传质性能的影响。实验结果表明,新型折流式超重力旋转床的压降随F因子、转子转速的增大而增大;每米理论板数随转子转速的增大而增大,随F因子的增大先增大后略有降低;与有液体分布器时相比,无液体分布器时新型折流式超重力旋转床的传质效果更好;与折流式超重力旋转床相比,新型折流式超重力旋转床的压降降低约70%,每米理论板数降低约40%,转子轴功率降低10%～30%。     

喷射式超重力旋转床的流体力学与传质性能的研究

采用空气-水物系和乙醇-水物系在喷射式超重力旋转床(简称喷射式旋转床)(转子直径为260mm,高45mm)中进行流体力学与传质性能实验,考察了F因子、喷淋密度和转子转速对喷射式旋转床压降和传质性能的影响。实验结果表明,喷射式旋转床压降随F因子、喷淋密度和转子转速的增加而增加;由实验数据回归得到压降关联式,干床压降的平均误差为8.7%,湿床压降的平均误差为10.5%;等板高度随转子转速和F因子的增加而减小,装有液体分布器时的等板高度比无液体分布器时的等板高度降低20%～50%。喷射式旋转床具有压降低和传质效率高的特点,尤其适用于高真空和热敏性物料的分离。     

喷射式超重力旋转床传质模型及实验研究

采用乙醇-水物系,在常压全回流条件下,对网孔板式(转子Ⅰ)和百叶窗式(转子Ⅱ)两种转子结构的喷射式超重力旋转床和折流式旋转床(RZB)进行精馏实验,并建立了旋转床理论塔板数和气相总体积传质系数(KGae)的关系式。实验结果表明,3种结构旋转床转子的每米理论塔板数均随转子转速增加而增大,且转子Ⅱ和RZB转子随气相表观动能因子(F因子)增大出现峰值;转子Ⅰ的每米理论塔板数最大为40.7块,转子Ⅱ的每米理论塔板数最大为40.0块;在转子转速为1 040r/min、F因子为1.1m.s-1(kg.m-3)0.5时,转子Ⅰ的比压降是RZB转子的10.0%,转子Ⅱ的比压降是RZB转子的13.6%;转子Ⅰ和转子Ⅱ的KGae随F因子的增大而增大。     

新型板式填料旋转床压降性能研究

为了考察自主设计的新型板式旋转填料床压降特性,以空气-水为实验体系,考察了转速、液量、气量、径向板数和周向板数对新型板式填料床压降性能的影响。研究结果发现,气量是影响填料床压降的重要因素,转速和液量对压降的影响较小;板填料通过作用于流体流动方式影响了压降性能;新型板式填料床可实现较低压降,常规操作条件下小于300Pa;对实验数据回归得出压降的关联式,计算值与实验值平均误差小于15%。本文的研究结果为超重力填料床结构设计与改进提供一定依据。     

塑料孔板旋转填料床吸收性能研究

目前旋转填料床已在天然气中选择性除硫和脱硫除尘等方面得到了较好的应用。塑料孔板填料与金属填料相比，具有气阻小、造价低、堆密度小和加工简便等优点。为此，以CO₂-NaOH为系统，研究了塑料孔板错流旋转填料床的吸收性能，重点考查了液量、超重力因子和气量等对流体力学和传质性能的影响。试验结果表明：塑料孔板错流旋转填料床的压降随气量和超重力因子的增加而增大，与液量几乎无关；传质性能随气量、液量和超重力因子的增加而增大，其综合传质性能比传统填料塔设备高1～2个数量级。应用MATLAB语言编制了应用程序，并通过对试验数据的回归分析得出了体积传质系数的关联式。     

新型旋转填料床吹脱氨氮废水的实验研究

转子结构为相互嵌套的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。以空气作为气提剂,在新型旋转填料床中对氨氮废水进行吹脱实验研究,考察了吹脱过程中气液比、pH值、超重力因子、循环次数等因素对氨氮脱除率的影响。实验结果表明:在温度10℃,气液比1000,pH值为11.0,超重力因子为67的实验条件下,单级氨氮脱除率为43.87%,而经过4次循环吹脱后,氨氮脱除率达到80.2%,经过8次循环吹脱后,氨氮脱除率达到90.1%。通过对比分析,在相近的操作条件下,新型旋转填料床的氨氮脱除率明显高于文献错流旋转填料床,表明新型旋转填料床能有效地强化气膜控制的传质过程。     

填料定子对分层填料错流超重力装置强化气膜控制传质过程的研究

以化学吸收体系CO_2-NaOH测定分层填料错流旋转填料床中不同超重力因子β、空床气速u、喷淋密度q等条件下的有效传质比表面积a_e,采用气膜控制体系—NaOH溶液吸收气体中的SO_2测定气相体积传质系数k_ya_e,从而得到气相传质系数k_y。研究了β、u、q对k_ya_e、k_y、a_e的影响规律,对比了有无填料定子时分层填料错流旋转填料床的传质性能,从而验证了填料定子对分层填料错流超重力装置气相传质的强化作用。研究结果表明,k_ya_e和a_e均随着β、u、q增大而增大;k_y随着u增大而增大,但是随着β、q增大,先增大后减小;有填料定子时,k_y增加显著,是无填料定子时的1.3~2倍,表明填料定子能够进一步有效地强化气膜控制传质过程,提高气相传质系数。     

旋转填料床流体力学性能研究

在转速为0～1200r/min的情况下,以空气-水为物系,测定了内径200mm,外径500mm,轴向高度为40mm的内置两种不同类型填料的旋转填料床气相压降.结果表明,旋转填料床的干床压降比湿床压降大.气相压降随液体流量的增大而减小,随转速的增大而增大.θ环旋转填料床的干、湿床气相压降大于阶梯环旋转填料床的干、湿床气相压降.     

不同填料结构旋转床气液换热性能对比

采用热空气-冷水为实验体系,利用不锈钢丝网填料和不锈钢乱堆填料的错流旋转填料床为换热设备,探究两种填料的换热性能,考察了气体进口温度T、超重力因子β、气速u、液体喷淋密度q对传热系数K的影响规律。实验结果表明:两种填料的传热系数均随T、β、u的增大而增大,随q的增大而缓慢增长;丝网填料的传热性能优于乱堆填料,约为乱堆填料的1.24~2.4倍;丝网填料的传热性能受u和q影响较大,更适合气速、液体喷淋密度较大的传热实验。对实验数据进行拟合,得出K与β、q、u、ae之间的关联式,通过统计检验,其计算值与实验值的平均误差小于15%。     

旋转喷射泵S形叶片复合叶轮的设计

在介绍旋转喷射泵的工作原理及特点后,重点论述了旋转喷射泵的设计理论,讨论了S形叶片复合叶轮结构参数的计算方法和取值范围。结合设计实例,给出1个S形叶片二级复合叶轮的设计结构参数,加工出复合叶轮并组装成旋转喷射泵进行试验,拟和出泵试验性能曲线。与后弯式叶片复合叶轮泵性能曲线相比,这种泵扬程和流量均有所增加,泵性能达到了设计指标和要求。     

旋转填料床用于气体除湿的研究

考虑到传统的冷却除湿法存在诸多不足,提出了采用旋转填料床对气体进行除湿的新方法并进行实验研究。以冷水为冷却介质对高温高湿气体进行除湿处理实验。实验结果表明,在超重力因子100,进气量12m3/h,气液体积比650,相对湿度100%的条件下,除湿效率达到56.7%以上,有明显的处理效果。该实验为旋转填料床除湿工业化的实现提供了基础理论与数据支持。     

吸附床传热性能的数值模拟

应用有限控制体积方法对吸附床内传热流动特性进行了模拟计算,并比较了几种吸附床的传热特性。计算结果表明:肋板式吸附床具有传热效率高和传热面积大的优点,同时得出吸附剂的导热系数、换热流体流速、温度对床层传热特性的影响,可为吸附床的实际优化设计提供参考。     

多孔介质陶瓷填料的流体力学与传质性能

对新型多孔介质陶瓷填料Ⅰ型、Ⅱ型的流体力学性能和传质性能进行了测试 ,并对 2种填料性能的实验结果进行了对比分析 ,结果表明多孔介质陶瓷填料Ⅱ型的操作压降比多孔介质陶瓷填料Ⅰ型至少降低 5 0 % ,其综合性能更为优良。