加压滴流床中液体返混系数的测算与实验误差分析

采用“扰动—响应”技术，在内径５０ｍｍ，填料高度６００ｍｍ，硅胶球当量直径为２．９ｍｍ，操作压力０．２～２．０ＭＰａ的滴流床内进行了液体返混的实验研究。通过研究参数估计时实验误差的传递方式及特点得出结论：在采用传递函数法时，τｓ的最佳取值范围为Ｐｅ／８～Ｐｅ／４。在该范围内，参数估计的精度与时间域法基本一致，但计算工作量减少数十倍。对加压滴流床内液体返混系数和平均停留时间的测算表明，液体返混程度随液体流率及系统压力的增加而增大，随气体流率增大而稍有增加。     

气液并流向上填充床径向混合的研究

在内径０．０８１ｍ的气液并流向上填充床中，研究了塔内的径向混合性质。利用稳态拟均相二维扩散模型得到了径向Ｐｅｃｌｅｔ准数，解释了填料直径、两相流速及流型对径向混合的影响，并与滴流床进行了比较。     

可视化图象法评价滴流床液体分布

液体在床层中的分布与润湿情况直接影响到滴流术反应过程的表观反应速率,产品收率及催化剂效率等,而大型工业滴流床中液体的径向分布可以看成多个分配器作用产生的液体径向分布的相互叠加,测定单个分配器作用产生的液体径向分布性能有助于研究和表征整个床层液体的径向分布情况,利用可视化图象技术,着重对二维滴流床中单个分配器进液情况下,不同分配器性能,喷淋点密度,操作负荷,液体粘度,床层预润湿等多种因素对床层内流体径向分布和润湿情况的影响进行了直观,定量地评价,结果发现;操作负荷提高,喷淋点密度增加,液体粘度较大,以及采用喷射型分配器,对床层预润湿等,均有利于改善滴流床液体分布,而且后两种方法的效果尤为显。     

几种工艺体系中离心传质机的传质性能

对５种工艺体系进行了离心传质机离心强化传质的实验研究。结果表明在旋转填料床内相间传质的平均传质单元高度为０．０１０－０．０３０ｍ，与传统填料相比，其传质性强化了１－２个数量级，而且旋转填料内的相间传质可以在更接近平衡的条件下完全。     

二维滴流床反应器内分配器与液体分配

作为反应原料的液相在反应器床层中的分配和润湿情况直接影响反应过程的效率、反应产物的质量和收率等 ,而床层内液体分配情况与分配器性能有直接关系。为了更好地了解滴流床反应器内液体分配情况 ,以及液体分配器对床层内液体分配的影响 ,利用二维滴流床反应器可视化图像技术 ,分别考察了使用普通垂直管分配器和喷射型分配器时 ,二维滴流床反应器内的液体分配情况。通过对实验得到的大量图片分析发现 ,液体的初始分配对床层液体分配有很大的影响 ;液体在床层顶部的初始分配状态会在床层中延续很长一段距离 ,因此液体初始分配致关重要 ;喷射型分配器能使液体均匀地喷洒到床层上 ,使液体实现良好的初始分配 ,液体在床层内的分配情况明显优于使用普通垂直管分配器     

塔填料生物成膜工艺及其特性参数研究

研究了陶瓷、塑料及金属板波纹等填料上的微生物成膜工艺,对膜填料的膜厚、空隙率、压降等特性参数进行了测定,比较了不同膜填料对甲苯废气的净化性能。研究结果表明,陶瓷、塑料填料对微生物具有较好的成膜性,成膜时间均为１２ ｄ左右,金属板波纹填料成膜时间约３０ ｄ ;膜呈褐色,略带黄色,膜厚分别为０．５ ～１ ．５ｍｍ 、０ ～０ ．６ ｍｍ ,空隙率５２－５ ％ ～６３－６ ％ ;当进口气流量０－４０ ｍ３／ｈ 、循环液流量３０ Ｌ／ｈ、废气质量浓度３ ０００ ｍｇ／ｍ３ 时,压降４００ ～１ ０００ Ｐａ,三种膜填料对甲苯废气的去除率分别可达８６ ％ 、８５ ％ 和６５ ％ ,当进气质量浓度＜２ ０００ ｍｇ／ｍ３ 时,陶瓷膜填料对甲苯废气的去除率可达９３ ％ 。     

二维滴流床反应器内分配器与流体分配

作为反应原料的液相在反应器床层中的分配和泣湿情况直接影响反应过程的效率、反应产物的质量和收率等,而床层内液体分配情况与分配器性能有直接关系。为了更好地了解滴流诃反应器内液体分配情况,以及液体分配器对床层内液体分配器对床层内液体分本的影响,利用二维滴流床反应器可视化图像技术,分别考察了使用普通垂直管分配器和喷射型分配器时,二维滴流床反应器内的液体分配情况。通过对实验得到的大量图片分析发现,流体的寝分     

滴流床中催化剂与惰性填料不同配比下的气液传质研究

研究了滴流床中催化剂与惰性填料不同配比时的气液传质情况。实验装置包括逆流填料塔和并流滴流床２个主要部分。在填料塔中氧气向上,水向下流动;在滴流床中气液向下并流。滴流床中使用北京服装学院化工研究所研制的沸石ＦＸ－０１柱形十字环催化剂,惰性填料为金属环,填料吸收塔中的填普用陶瓷拉西环,实验中通过逆流填料塔吸收氧气,将吸收氧气后的水通过并流滴流床进行解析,然后采用传感器法测量滴流床进出口水中的氧含量,计     

无烟煤—石英砂滤料无曝气除工业冷却水中锰和铁

研究了无曝气无烟煤－石英砂滤料接触氧化法工业冷却水中锰、铁的工艺条件的研究,滤料径０．５－１．０ｍｍ,滤床高８００ｍｍ,滤速１０－１２ｍ／ｈ,工作周期９６小时,反冲洗强度１０Ｌ／ｍ＾２．ｓ,反冲洗时间５－７ｍｉｎ,出水Ｍｎ＾２＋浓度为０．０４ｍｇ／Ｌ以下,去除率可达９０％以上,总Ｆｅ浓度一般可达检验不出的水平。     

导向管充气喷动床的流动与传热特性研究

在直径９２ｍｍ的有机玻璃制导向管充气喷动床反应器内,以玻璃珠为实验物料,以空气为喷动和充气气体,在导向管充气喷动床的最大允许充气速度范围内,考察充气速度对导向管充气喷动床的最小喷动速度、床层压降、中心喷泉高度的影响,采用示踪粒子的方法,研究充气速度对颗粒在壁效应区的下移速度的影响。并考察了热模装置内充气速度对壁与床层间传热系数的影响。结果表明：充气有利于导向管喷动床的喷动床的喷动及操作稳定性;充气     

滴流床中三叶草催化剂的流体力学性能

建立了一套测定滴流床反应器中催化剂流体力学性能的装置．在此装置中对我院化工研究所研制的ＦＸ-０１三叶草形催化剂,利用计算机数据采集系统,进行了床层压降及液体持液量的测定;系统研究了滴流床中当气-液两相流动处于滴流区和脉冲区时,两相流量大小对其流体力学性能的影响,得到对实际生产过程具有指导意义的结果．     

周期性脉冲流体对滴流床反应器性能的影响

用铜铬催化剂催化的过氧化氢分解反应作为液体限制反应的例子来研究周期性脉冲流体对滴流床反应器性能的影响.初步研究表明:当催化剂非完全润湿时,周期性脉冲流体能够提高反应器的性能;当催化剂完全润湿时,周期性脉冲流体不能提高反应器的性能,甚至还会产生不利影响.     

超重力法炼厂干气MDEA选择性脱硫实验研究

炼厂干气含有大量H₂S和CO₂ 组分,为了提高炼厂干气脱硫效率,提高胺液选择性吸收脱硫的效果,采用超重力旋转床作为吸收脱硫反应器代替传统板式吸收塔进行实验研究。考察了旋转床转速、胺液流量以及吸收温度对脱硫脱碳吸收效果的影响。实验得出较优的操作条件:在干气流量4500m3/h,压力0.8MPa,胺液流量8m3/h,转速800r/min,吸收温度42~45℃的条件下,可以获得较好的吸收效果,吸收后干气中H₂S体积分数为0.01%,满足后续硫含量排放要求。结果表明,吸收剂在反应器中的停留时间越短,H₂S的选择性吸收效果越好;采用旋转床反应器可以代替传统板式吸收塔是可行的。     

烟气催化脱硫反应器化学反应的数值模拟

烟气催化脱硫反应器主要通过在含有脱硫催化剂的填料表面发生脱硫反应,实现降低出口烟气的SO₂浓度,使之达到排放标准。为了准确预测脱硫率,需要探明脱硫反应器的主要结构和操作参数对其的影响。借助于ANSYS软件,利用脱硫有效容积逐渐减少的稳态计算方法,模拟反应器内的非稳态流动和催化氧化反应,可以探明烟气SO₂浓度、空速和填料高度对脱硫率的影响,找到反应器脱硫率随时间变化及出口SO₂浓度随时间变化的规律,并通过流动模拟数据和实验结果的对比修正适合催化脱硫的计算模型。研究结果表明：在脱硫催化剂加热阶段对脱硫速率的影响较大,会使脱硫率降低;进口烟气SO₂浓度的增加会使反应器脱硫率下降、出口SO₂浓度增大;空速对脱硫率有较大的影响,过高或过低的空塔气速均不利于脱硫系统的运行;催化剂床层高度越高,脱硫率越高。因此,考虑到实际工业操作中烟气加热催化剂阶段的影响,对反应速率常数表达式进行温度修正,所得的结果可与工业试验数据很好的吻合;将实际工况中反应表面的减少简化为反应空间的减少,并将床层划分为若干个子空间,采用逐渐减少计算域催化反应总空间容积进行非稳态流动和化学反应模拟是可行的;为了达到较高的脱硫率,空速在0.2~0.3 m/s的范围内选取较为合适;催化剂填料床层高度适宜的范围为1 600~1 800 mm。这些为工程设计提供了重要的依据。     

气相沿面放电等离子体反应器降解水中对硝基苯酚的研究

采用气相沿面放电等离子体反应器降解水中对硝基苯酚(PNP).考查了载气流量、氧气体积含量和溶液初始pH值对PNP降解效果的影响.结果表明:PNP的降解率随着载气流量的增加而增加,当载气流量增加到1.50 m3/h时,PNP的降解率可达90％以上;载气中氧气体积含量为41％时,PNP降解率为99％;pH值为弱碱性时,PN...     

滴流床反应器中气液传质系数的测定

采用NaOH CO2 N2系统,在液相进行拟一级瞬时不可逆反应的化学吸收方法,研究了滴流床反应器中气液传质.实验得到了气速、液速分别对总传质系数KG液膜传质系数kL和气膜传质系数kg的影响.     

内循环流化床颗粒循环速率实验研究

采用热颗粒示踪和信号相关法对气固内循环流化床的颗粒循环速率进行实验研究.考察操作气速、提升管下部孔径和提升管高度对于颗粒循环速率的影响.结果表明：在所考察的实验条件下,颗粒循环速率在15～70,kg/（m2.s）之间变化.操作气速增大时,颗粒流化程度增强,颗粒循环速率增加;提升管下部开孔数目不变而孔径增加时,颗粒循环阻力减小,颗粒循环速率明显增加;提升管高度由235,mm增加到295,mm时,颗粒循环速率呈现先升后降趋势,在提升管高度为265,mm时存在极大值.     

基于数值仿真的离心风机叶片优化设计

为了提高离心风机的效率,提出一种基于CFD数值模拟仿真分析的优化设计方法,首先对离心风机内部流场进行数值模拟,然后根据数值模拟获得的风机性能数值进行优化设计。以9-26-10D型离心风机为研究对象,改变叶片相关参数,通过数值模拟计算与分析可得到:当风机的流量在19 000 m3/h附近时,效率较高;将离心风机的叶片数量更改为18片,与16叶片数的原始模型相比,在流量为19 000 m3/h处,风机的全压提高了130.70 Pa,效率提高了1.75%;将离心风机的叶片圆弧半径更改为112.5 mm时,与125 mm半径的原始模型相比,在流量为19 000 m3/h处,风机的全压提高了429.33 Pa,效率提高了5.77%。结果表明:这种方法可以对离心风机叶片进行优化设计。     

气-固环隙流化床纳米TiO_2聚团的流化特性

在高640 mm,内外径分别为140 mm和180 mm的环隙流化床反应器内,选用平均粒径为20～30 nm的TiO2催化剂P25进行冷态流化实验。运用预测颗粒粒径模型,应用计算流体力学软件FLUENT 6.2对流化床内床层局部固含率和压降进行了模拟计算。模拟结果显示:气体进入分布板之后呈螺旋状上升;环隙流化床内径向局部固含率分布呈现W形状,而且局部固含率随着床层高度的增高而增大。模拟结果与实验数据基本一致,说明纳米TiO2催化剂颗粒在环隙流化床中以微米级的聚团形式流化。