鼓泡填料塔中清水的氧传质研究

城市污水多采用好氧生物处理技术,曝气是污水好氧生化处理系统中最重要的工艺环节,曝气过程中的传质过程是当前污水处理的重要课题,而氧传质是传质的重要过程。利用溶质渗透模型对生物填料塔中的氧传质过程进行了理论分析与推倒,通过定义气液接触时间,导出鼓泡填料塔中清水的氧传质系数与操作条件和填料特征之间的关系式。并通过实验确定关系式中的特征参数。     

组合型填料与焦炭填料塔中餐厅污水氧传递研究

本文分别以焦炭和自行开发的新型组合填料为塔内构件，对清水和餐厅污水中的氧传递特征进行了分析和实验研究，纯氧和空气供氧实验结果证实氧传递过程为液膜控制；通过实验测定了清水和餐厅污水在组合型填料和焦碳填料塔中曝气过程溶解氧的变化规律，从实验结果回归得到了上述填料塔内清水与餐厅污水氧转移系数计算关联式，计算值与实测值吻合较好；最后，对相同操作条件下焦炭与组合型填料在清水与餐厅污水中的氧转移系数进行了比较。     

采用填料强化的鼓泡塔直接接触换热性能研究

以正戊烷-水为物系,进行了采用填料强化的鼓泡塔直接接触蒸发换热实验。实验采用顺流操作,考察了分散相流量、温差以及分布器孔径对体积换热系数和汽化高度的影响。实验得出：在戊烷流量为23.868 L/h,分布器孔径为2.5 mm时加填料的鼓泡塔的体积换热系数约为未加填料的2倍;在一定的操作条件下,加填料的鼓泡塔中汽化高度随分散相流量和分布器孔径的增大而增加,随温差的增大而减小;加填料的鼓泡塔中体积换热系数随分散相流量的增加而增加,随分布器孔径的增大而减小,与温差成负幂指数关系。     

用氧传递法(OTR)测量鼓泡反应塔中的传质

用耐温银—铅原电池型测氧探头连续测定φ50mm 鼓泡塔中乙醛氧化,丁醛氧化液中的氧含量,用极谱型氧探头测定了氧溶解在氧化溶液中的亨利常数。在φ55mm 的石英玻璃塔中测定了工况条件下的气含率。体积传质系数 K_La 在1000±300h~(-1)范围。     

《化工学报》2003年第54卷第8期目次

传递现象多孔介质电渗流动计算流体力学模拟与实验研究Ⅰ 多孔介质电渗流动的CFD模拟佘铭钢　刘　铮………………………多孔介质电渗流动计算流体力学模拟与实验研究Ⅱ 电渗流动与传质特性佘铭钢　刘　铮……………………………………鼓泡填料塔中水与餐厅污水氧传递特征邹华生　陈焕钦…………………………………………………………………………粗糙肋面上湍流热量传递中场协同关系的数值分析陈　颖　邓先和　王杨君…………………………………………………多相流气固流化床信息传输和流型识别王晓萍　黄轶伦…………………………………     

鼓泡塔中液相环流速度分布模型

提出鼓泡塔中液相环流预测的一维流动模型和相应的湍流封闭关系式,并对模型求解方法进行了改进。通过模拟结果和文献数据的对比分析表明,环流速度与塔内液相的流型密切相关。在平稳鼓泡流和剧烈湍流两种流型下,应用本文推荐的涡粘系数关系式可预测液相环流速度的分布,精度令人满意。     

不同类型鼓泡塔气液并流时液相轴向扩散系数

在相同尺寸的鼓泡塔、筛板鼓泡塔、振动筛板鼓泡塔中采用脉冲示踪法对空气-水体系进行轴向返混实验研究,考察了水和空气流速对鼓泡塔、鼓泡筛板塔液相轴向扩散系数(EZ)和水、气体流率、筛板振动强度对振动筛板鼓泡塔液相轴向扩散系数的影响.结果表明,鼓泡塔EZ与uL0.696～1.158成正比(uL为液速);筛板鼓泡塔EZ与uL和气速(uG)关系式为EZ=0.798uG0.77uL1.252;振动筛板鼓泡塔的EZ与uL0.8354～1.2740成正比.     

多层筛板并流鼓泡塔中液体轴向混合的研究

本文检验了级内完全混合-级间有返混的模型对于多层筛板鼓泡塔中液体轴合混合的适用性。在空气-水系统中,用示踪剂研究了级间返混系数与设备参数、操作参数间的关系,对返混机理进行了考察,得到了返混系数与主要设备参数、操作参数间的关系式。实验中发现,气体分布板附近四层的返混系数受到气体分布板即端效应的影响。因此只有第四层以上的返混系数才逐层相等。     

臭氧在对硝基苯酚溶液中的吸收与模拟过程

研究了鼓泡塔中臭氧在对硝基苯酚溶液中的吸收传质过程。首先探讨了pH值和气速对对硝基苯酚降解速率的影响。在 298K下,臭氧被连续通入对硝基苯酚溶液中,臭氧的传质速率因为溶解臭氧与对硝基苯酚的快速反应而大大加强。然后运用与实验条件相同的操作参数,进行了臭氧在鼓泡塔中吸收过程的模拟研究,采用MATLAB软件求解吸收过程的质量平衡方程,模拟了吸收过程中臭氧和对硝基苯酚浓度的变化,并与实验值进行了比较。结果表明,在短的鼓泡塔中,应用全混流模型来描述气相和液相的流体状态是可行的,在 80%的对硝基苯酚降解之前,模拟值和实验值能很好地一致。     

水力自旋填料在生物反应器处理工艺中的传质性能

SCMT型自旋传质填料在气流作用下无规则旋转,显著改善了反应器中的传质条件,提高了氧传质的速率与效率.试验结果表明：生物反应器内物系间的传质条件对氧传递效率有较大影响,SCMT型自旋传质填料能够创造理想的传质条件,使生物反应器内溶解氧值基本保持一致.SCMT型自旋传质填料与常规聚丙烯阶梯环填料相比,可有效地减少反应时间和降低能耗.使用SCMT型自旋传质填料生物反应器处理城市污水,可以在停留时间为1.0h,气水比为4：1的情况下使出水水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GBl8918-2002）中规定的二级标准.     

鼓泡反应器中幂律型流体流动与传质特性

很多废水处理装置涉及非牛顿型流体中的多相流动和传质问题,研究其中的气液传质过程有助于实现装置的优化设计和高效节能运行。以鼓泡反应器内清水和不同质量分数的羧甲基纤维素钠（CMC）水溶液为实验对象,分别研究气相表观气速和液相流变特性对气泡尺寸分布、全局气含率和体积氧传质系数的影响。实验结果表明,液相的流变特性对其传质特性参数均有较大影响。与清水相比,CMC水溶液中气泡平均直径和分布范围更大;清水和CMC水溶液的全局气含率均随表观气速的增加而增大;CMC水溶液的体积氧传质系数随CMC水溶液质量分数的增加而减小。基于实验研究,得出修正的体积氧传质系数公式和适用于幂律型非牛顿流体流动体系氧传递过程的无量纲关联式,可很好地实现非牛顿流体流动的废水处理装置中气液传质参数的计算。     

超重力法臭氧处理三硝基甲苯碱性废水传质模型

在前期试验研究的基础上建立了超重机中硫酸水溶液物理吸收臭氧的体积传质模型和三硝基甲苯(TNT)碱性废水化学吸收臭氧的体积传质模型。模型计算表明:硫酸水溶液物理吸收臭氧的体积传质系数为0.0191 s-1;臭氧氧化TNT碱性废水的体积传质系数在反应初始达到0.258 s-1,臭氧利用率达到93%,远高于鼓泡塔中臭氧氧化硝基苯类化合物的化学体积传质系数(0.005 88—0.017 s-1),模型的建立为以后的工业放大提供了理论依据。     

生物填料塔处理餐厅污水传质反应研究

从传质和生化反应基本过程出发,将复杂的生物填料塔中三相传质-生化反应综合简化为一个有效生化反应过程,并得到其数学模型,模型综合参数———总传质有效因数ηt可通过容易测定的本征反应和实际反应速率来确定;实验研究了入塔污水CODC r和入塔水量对总传质有效因数影响,结果表明,入塔污水CODC r较高时,有较大的总传质有效因数;当入塔水量增大,传质效果增加,总传质有效因数增大。     

新型均流填料塔的传质性能研究

提出了一种新型均流填料塔设备,在Φ600 mm的圆形冷模实验塔中,以空气-水-CO2为工质进行了CO2解吸试验,利用滴定法测定了多种气液负荷下新型均流填料塔的传质性能,并在相同工况下与鲍尔环填料塔进行了对比研究。试验结果表明:在试验喷淋密度下,新型均流填料塔与鲍尔环填料塔相比,液相传质单元高度降低了19%以上;随着喷淋密度的降低,液相传质单元高度降低更加显著。在正常操作范围内,新型均流填料塔的传质效率远高于鲍尔环填料塔,是一种传质性能优良的新型填料塔设备。     

化学吸收法测定多级离心雾化旋转填料床有效相界面积及体积传质系数

对多级离心雾化旋转填料床的有效相界表面积及体积传质系数,用化学吸收法做了实验测量。实验结果表明：多级离心雾化旋转填料床不仅具有超低气阻,而且可产生良好的喷雾扩展相界面积的作用,体积传质系数比传统填料塔提高一个数量级,接近气液逆流型旋转填料床。多级离心雾化旋转填料床开拓了新的气液传热传质途径。     

Mass transfer performance of a rotating packed bed equipped with blade packings in removing methanol and 1-butanol from gaseous streams

The removal of methanol and 1-butanol from gaseous streams by absorption with water was investigated in the RPB equipped with blade packings. The overall volumetric gas-phase mass transfer coefficient (K_Ga) for methanol and 1-butanol absorption was observed to increase with the rotational speed, the gas flow rate, and the liquid flow rate. Also, the local volumetric gas-phase mass transfer coefficient (k_Ga) was estimated, and then the portion of the total resistance to mass transfer in gas phase was determined. The result indicated that more than 90% of the total resistance to mass transfer in methanol and 1-butanol absorption was found to be due to the gas phase. Comparison with the conventional packed tower demonstrated that mass transfer efficiency in the RPB equipped with blade packing was higher than that in the conventional packed tower. Consequently, the RPB equipped with blade packings would be an excellent absorber for the removal of alkanols from the exhausted gases.     

Experimental researches on mass and heat transfer in new typical cross-flow rotating packed bed

New typical cross-flow Rotating Packed Bed(RPB)called multi-pulverizing RPB was manufactured.There is enough void in multi-pulverizing RPB,where liquid easily flows and is repeatedly pulverized by light packing,which decreases the material consumed,lightens the weight,and compacts the structure.Mass and heat transfer property in the new type PRB were studied by two experimental models.In the mass transfer model,the axial fan pumping gas press is only 100 Pa,mass transfer coefficient and volumetric mass transfer coefficient are similar to countercurrent RPB,which are an order quantity lager than that in the conventional packed tower.In the heat transfer experiment,the axial fan pumping gas press is only 120 Pa;volumetric heatwhich especially suits the treatment of large gas flow and lower gas pressure drop.     

石灰石／石灰—石膏湿法脱硫反应塔模型比较

就二氧化硫的污染控制最常用方法－石灰石／石灰－石膏湿法脱硫的几种主要的反应塔模型进行了比较。讨论了已经发展的几种基本传质吸收模型,包括薄膜理论、渗透理论以及表面更新理论在脱硫反应塔建模中的应用,特别是对于新型脱硫塔－液柱脱硫塔的建模作了初步探索,并从模型基本理论的角度分析了现行的各种脱硫反应塔工艺之间的差别,以及如何通过加强传质反应来提高脱硫设备的运行效率等问题。