管壳式鼓泡降膜塔的流体力学研究

本文提出了管壳式鼓泡阵膜塔的结构构思与操作工况.该塔的列管具有两种流体分布器,上端口的液体分配器与降膜塔相似,下端口的气体分布器与鼓泡塔相似,以实现列管内上半段降膜、下半段鼓泡的鼓泡降膜联合操作.文中阐述了在φ16—36mm单管和多管(塔径φ200mm)中水-空气系统的流体力学实验结果.实验表明,该塔具有良好的操作性能:气液负荷大,操作弹性大,两相流状态稳定,鼓泡层返混较小,兼具鼓泡塔和降膜塔的特点.实验并为这种新型反应器提供了必要的设计数据.     

鼓泡塔内热质同时传递过程研究

在鼓泡塔内的热模实验表明,塔内存在一个适宜的液汽比。比较鼓泡塔和填料塔得出,完成相近的传热和传质负荷,鼓泡塔传热传质效率不及填料塔、鼓泡塔的蒸汽利用程度比填料塔高;鼓泡塔的操作弹性、设备堵塞等问题优于填料塔。故鼓泡塔亦是较理想的热水塔塔型,可用于水煤浆气化系统。     

大孔筛板传质性能研究(二)——板上流动工况对点效率的影响及数学模型

前已对大孔筛板传质的液膜控制点效率进行了测定,本文将讨论板上流动工况、操作参数及塔板结构参数对液膜控制的传质单元数的影响及其数学模型。 一、板上流动工况对点效率的影响 在筛板塔的操作过程中,当气速由小增大时,一般经历下列四种工况:鼓泡工况、蜂窝状鼓泡、泡沫工况及喷射工况。通     

鼓泡式脱硫在合成氨生产中的应用

0　前　言我厂新老系统净化均采用改良ADA法脱硫。老系统脱硫塔为瓷质拉西环填料塔,脱硫效率只有95%～96%,且硫堵严重,塔压降60～100kPa。为解决此问题,我们曾在吸收富液中添加氨,但效果不理想。因此不得不每3～4个月就停车洗塔一次。1990年,我厂扩大生产能力,二期新净化系统采用了鼓泡式脱硫塔,1991年,老系统填料式脱硫塔也改为鼓泡塔。目前两塔脱硫工况操作稳定,脱硫效率在99.8%以上,脱硫液容易再生,硫磺回收率高,消耗定额连年下降,现已降在理论值以下。1　鼓泡式脱硫塔在我厂的应用情况我厂第一台鼓泡式脱硫塔于1989年制作,塔高30850mm…     

六溢流塔盘工艺计算优化

六溢流塔盘主要应用于大直径且高液汽比的塔器中。与四溢流塔盘相比,其结构与四溢流类似,且两者均要求气液相在各鼓泡区上均匀分布。但六溢流塔盘结构更复杂,且具有更高的液相处理能力。通过介绍六溢流塔盘的主要结构,将水力学平衡用于六溢流塔盘设计中,并建立不带气相连通管和带气相连通管两种六溢流水力学平衡方程。同时,提出六溢流塔盘各鼓泡区气液相分配合理性的判定标准,为六溢流塔盘的优化设计提供参考。最后,举例说明合理的六溢流塔盘设计应在正常工况、操作上限和操作下限同时满足水力学平衡和各鼓泡区液气比偏差要求。     

填充鼓泡塔的研究

填充鼓泡塔是鼓泡塔的强化方向。文中通过测定液相的轴向分散系数,对填充物——多孔隔板的形式进行了筛选,提出了适宜隔板形式和放大尺寸。实验表明,该塔制作简单,安装方便,同时具有良好的操作性能。在本实验条件下,轴向分散系数D_e与表观液速W_i和表观气迹W_g的关联如下:     

多级鼓泡塔内液体速度分布的实验研究

液体循环流动是多级鼓泡塔重要流体力学特征之一,文中在内径为282 mm,高2000 mm的鼓泡塔内,采用不同类型的筛板将普通鼓泡塔分割成双级气液鼓泡塔.采用Pavlov管测液速的方法考察了不同筛板、不同表观气速下该鼓泡塔中上下二侧的液体速度分布.根据实验结果得出了液体速度在塔中心处最大,且与表观气速有关,随着表观气速的...     

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.     

喷射环流反应器的放大效应

实验测量了两种塔径(?200和?500mm)和两种操作模式(气体单独喷射和气液同轴喷射)下喷射环流反应器内的全塔平均气含率、局部气含率及轴向液速径向分布、循环液速,归纳出全塔平均气含率的关联式。实验发现,喷射环流反应器具有十分显著的放大效应。小塔(?200)与大塔(?500)中的全塔平均气含率存在很大差异:小塔的全塔平均气含率～气速关系曲线比大塔陡峭,低气速下小塔气含率低于大塔、较高气速下高于大塔。根据漂移通量法分析得到小塔中流型转变点在表观气速0.1 m·s~(-1)左右,在实验气速范围内只存在拟均匀鼓泡流;大塔中流型转变点在表观气速0.04 m·s~(-1)左右,随气速增大从拟均匀鼓泡流转变为湍动鼓泡流。喷射环流反应器比气升式环流反应器、一般鼓泡塔全塔平均气含率略低,但循环液速更大,适用于强化固体悬浮与混合的气液固三相反应过程。     

无动力三段鼓泡式等压净氨塔

我厂在筹建城市区域煤气站时,为了解决原循环法降膜吸收塔净氨效果不佳、柱塞泵活门易被水垢堵塞的缺点,笔者在综合考虑净氨效果,设备投资、运行费用的优化后,设计了无动力三段鼓泡式等压净氨塔。     

浅析标准鼓泡塔的气体滞留量

气体滞留量是设计鼓泡塔的关键参数,并决定塔的结构尺寸和操作性能,本文从如下几个方面对其进行了论述:气液混合相的流动状态;气体滞留量的定义与表达式;平均气体滞留量的关联式;平均气体滞留量在鼓泡塔设计中的作用。     

新型塡料

根据气-液两相的相际接触情况,傳质操作設备(塔器)可以分成两大类: (1)两相微分接触的設备;(2)两相层級接触的設备。第一类設备亦称膜式塔,液相作为分散相,沿塔器内填充物表面或塔内特殊結构向下流动,形成薄液膜,与上升的气相(連續相)相接触,例如填充塔。第二类設备亦称鼓泡塔,气相作为分散相,以鼓泡方式,逐层极通过液层(連續相)上升,例如泡罩塔。填充塔和泡罩塔乃是分别为两类塔器中具有代表性和广泛应用的塔器;但是,应該指出,目前两类中各有許多新型塔器,都在試驗和应用,傳质效率以及机械条件,都不亚于甚至超过填充塔和泡罩塔。两类塔器各有其共同性的优缺点。膜式塔中,以填充塔来讲,其优点是結构簡单,施工檢修方便,制造成本低廉,易用耐窝蝕材料制成,但其主要缺点是傅质效率不及鼓泡塔好。鼓泡塔中,以泡罩塔来讲,其优点     

泡罩塔板結构的进展

进行气-液(汽-液)两相传质过程的塔设备,目前最普遍应用的是膜式传质设备与鼓泡式传质设备两种;从传质角度来说,鼓泡式传质设备的生产强度,按每1米~3容积计算时,往往要超过一般膜式传质设备好多倍。在气泡或是液滴中的传质速度亦较液膜为大;根据哈里夫(А.Л.Халиф)的研究,在一般情况下液滴的传质速度要此液膜大10～13倍。因之,从近十年的发展来看,对于鼓泡式传质设备的研究,更多地引起人们的注意。在改进泡罩塔的基础上,先后提出了许多新型的塔板结构。为了有助于我们对这些新型塔板结构更深入的了解,先根据图1对旧有泡罩塔的操作状况进行一下分析。     

气液两相鼓泡塔流区及其过渡的混沌分析

应用确定性混饨分析技术,以气液两相鼓泡塔内的压力波动时间序列为分析对象,系统研究了鼓泡塔系统的混饨特性．结果表明,鼓泡塔内气液两相流动系统为混饨动力学系统,混饨特征参数最大Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数、Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ熵和关联维数Ｄ２等可以有效地表征鼓泡塔的流区及其过渡．混沌分析为定量判别鼓泡塔的流区及其过渡提供了新途径．操作条件对鼓泡塔内气液两相流动的混沌特性影响显著,表现为混沌特征参数值随表观气速增加而增加,随表观液速增加而减小,但是,混沌特性随空间位置的变化不显著．     

离子交换膜鼓泡现象发生的原因及预防

鼓泡是膜遭受机械性损坏的一种形式,最终会导致膜操作效率下降和膜上出现孔隙。所有用来生产30％～35％NaOH的离子交换膜都有两个聚合物层。NAFION 900系列膜包括阴极面上的羧酸聚合物层和阳极面上的磺酸聚合物层。鼓泡或层间分离就是这两层的分离。具体来说,这些鼓泡直径大于5毫米,发生在电极活性区,并会使电     

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。     

旋流塔板的板效率模型

引　言板式塔的操作通常可分为气体为分散相的鼓泡、泡沫工况和液体为分散相的喷射工况 .喷射态操作的塔板 ,虽然其效率一般较低 ,但具有通量大、压降低等重要优点 ,符合现代大工业发展趋势的要求 ,正受到越来越多的重视[1～ 3] .有关鼓泡、泡沫工况下的流体力学和传质过程的研     

鼓泡塔中浮力驱动环流特征及反应器放大

针对鼓泡塔一维流动模型,应用新分析方法首次给出环流特征参数（如速度转折点、最大Reynolds剪应力及其位置以及最大回流速度点）的具有明确物理含义的理论表达式,并比较了该关系式与既有结果的异同,分析了气含率分布与Reynolds剪应力的相互关系,提出一种基于流体动力学相似的鼓泡塔放大准则,即以所导出的最大Reynolds剪应力作为特征量,若几何尺寸不同的两个塔满足流体动力学相似,则该剪应力近似相等或具有相同的量级,对比分析表明,该准则对直径介于0.14～5.5m的鼓泡塔近似成立。     

气液及气液固三相浆态鼓泡塔的气相轴向返混系数

气液及气液固三相浆态鼓泡塔的气相轴向返混系数宋同贵，赵玉龙，苏晓丽，张碧江（中国科学院山西煤炭化学研究所，煤转化国家重点实验室，太原０３０００１）关键词：气液鼓泡塔，浆态鼓泡塔，气相轴向返混１前言在鼓泡塔反应器的设计、放大及数学模拟中，气相轴向返混系...     

散射管气体鼓泡塔流场分布特性及优化

鼓泡塔因其较好的气-液传质性能具有高污染物脱除效率,被广泛应用于生物化工和烟气处理等领域。鼓泡塔散射管气体分布器的几何尺寸和结构是影响相间传质效率的关键因素,优化塔内流场对于提高鼓泡塔内气-液两相间的传质效率至关重要。采用Fluent软件对有内构件散射管横向进气口式的鼓泡塔进行模拟研究,基于双流体方法和群体平衡模型(PBM)模型对鼓泡塔三维建模,采用一阶迎风差分格式离散,使用Phase Coupled Simple算法进行压力速度耦合。研究了散射管所在圆环直径d分别为0. 375D、0. 5D、0. 625D、0. 75D时(D为鼓泡塔直径),散射管进气口的布置对整体和局部气含率、液速和气泡尺寸等的影响。研究结果表明,随着散射管分布环直径的增大,整体气含率先增大后减少,平均气泡直径先减小后增大;当散射管所在圆环直径d=0. 5D时,鼓泡塔整体气含率和液相循环速度最大,平均气泡直径最小,鼓泡塔流场综合性能最好。