分散颗粒和超声场对鼓泡塔内传质性能的影响

用双电导探针气泡特征参数测量系统实时测定超声场与分散颗粒(活性炭)对鼓泡塔水+CO₂体系气泡Sauter直径和体积传质系数影响的变化规律。实验结果表明:无活性炭颗粒添加时,多频超声场比单频超声场更有利于提高体积传质系数,输入功率为100 W、组合超声频率为20-50-100 kHz时,体积传质系数增幅达40%~64%;加入活性炭颗粒后,体积传质系数随加入活性炭固含量的增大呈现先增大后逐渐减少的趋势,气泡Sauter直径变化规律相反,当体系中活性炭固含量为1.0 kg·m^-3时,传质增强最明显。体积传质系数随加入活性炭粒径的减小呈现增大的趋势。与无活性炭颗粒(d_s=0)比较,活性炭(固含率1.0 kg·m^-3)粒径d_s=38 μm时,液相体积传质系数在扣除吸附传质效果后仍增大1.58倍,同时引入超声场后,当组合超声频率为20-50-100 kHz,超声功率100 W时,液相体积传质系数增大2.02倍,可见超声场和分散颗粒对气液传质有显著的协同强化作用。     

超声场与添加剂对鼓泡塔中传质性能的影响?

利用超声场鼓泡塔和双电导探针气泡特征参数测量仪实时测定了加入不同种类和不同浓度添加剂前后鼓泡塔内氨气气含率与传质系数变化规律。实验结果表明：无添加剂时,超声频率为20-50-100 kHz组合,功率100 W时,鼓泡塔内气含率比无超声作用时增加了37%~74%,传质系数增大了39%~61%;气含率和传质系数随加入正辛醇浓度的增大呈现逐渐增长的趋势,当正辛醇浓度超过1.0%(V)时,气含率和传质系数趋于稳定;超声频率为20-50-100 kHz组合,超声功率100 W,正辛醇浓度为1.0%时鼓泡塔内气含率比无添加剂加入时增加了20%,传质系数增大了16%,可见超声场与添加剂协同作用有利强化气液相间分布、提高传质效果。     

超声场与添加剂对鼓泡塔中传质性能的影响

利用超声场鼓泡塔和双电导探针气泡特征参数测量仪实时测定了加入不同种类和不同浓度添加剂前后鼓泡塔内氨气气含率与传质系数变化规律。实验结果表明:无添加剂时,超声频率为20-50-100 kHz组合,功率100 W时,鼓泡塔内气含率比无超声作用时增加了37%~74%,传质系数增大了39%~61%;气含率和传质系数随加入正辛醇浓度的增大呈现逐渐增长的趋势,当正辛醇浓度超过1.0%(V)时,气含率和传质系数趋于稳定;超声频率为20-50-100 kHz组合,超声功率100 W,正辛醇浓度为1.0%时鼓泡塔内气含率比无添加剂加入时增加了20%,传质系数增大了16%,可见超声场与添加剂协同作用有利强化气液相间分布、提高传质效果。     

射流鼓泡反应器中液相体积传质系数的测定

羰基合成反应一般采用射流鼓泡反应器,该类反应器气液混合的方式采用射流而非机械搅拌,其主要优点是结构简单、制作简便、维护费用低。研究该类型反应器的传质系数对于其设计、优化及放大操作均具有重要意义。本研究采用缩颈式圆形喷嘴,以动态溶氧法对射流鼓泡反应器内的液相体积传质系数进行测定,考察了表观气速、射流雷诺数对液相体积传质系数的影响。研究发现,随气速增大液相体积传质系数的变化规律为先增大而后保持不变。维持表观气速不变,随雷诺数增加液相体积传质系数增大,但当表观气速小于0.0012 m/s时,雷诺数对传质改善较小。建立了液相体积传质系数的经验关联式,当气体输入功率占总功率56%时,液相体积传质系数最大,气体鼓泡和液体射流的协同作用最强。     

微泡强化臭氧传质及其对产生羟基自由基的影响

为提高臭氧在水中的传质效率,设计了微泡反应器强化臭氧传质,考察了在该反应器中不同压力、温度、臭氧进口浓度及流量对液相中臭氧浓度以及羟基自由基产生的影响。结果表明,液相中臭氧浓度受压力影响较小,反应器压力增加可使液相中羟基自由基产生量增大;进口臭氧浓度及流量的增加,可使液相中臭氧浓度以及羟基自由基产生量增大;液相温度升高导致液相中臭氧浓度降低,但可以提高液相中羟基自由基产生量。同时还将该微泡反应体系与传统鼓泡反应器进行对比研究,结果表明,微泡反应器能有效地提高传质效率,液相中臭氧浓度达到稳定状态时约为14 mg/L,比鼓泡反应器高约10%。微泡加压反应器中羟基自由基产生效果更好,臭氧通入5 min,微泡反应器中羟基自由基浓度高达121.45×10~(-6)mol/L,比鼓泡反应器提高了约11倍,且微泡反应器中废水脱色及矿化效率都高于传统鼓泡反应器。     

水溶液中甲苯分散相增强难溶气体吸收

利用难溶气体的物理吸收过程,在具有恒定气液界面面积的吸收装置中研究了常压和室温条件下分散液相(甲苯)对气液传质的增强作用。通过测定气相(丙烷和氢气)压力随时间的变化,计算出液侧传质系数和传质增强因子。试验发现,当传质组分在分散液相与连续液相内的分配系数较大,或在两相间的相对扩散系数较大,且分散相形成的液滴较小时,加入分散液相可显著增强气液传质;增强因子随分散液相含率的增大而增大,但增大幅度逐渐减小;当气体在纯水中的传质系数增大时,同等条件下分散相对气液传质的增强作用减小。     

陶瓷膜曝气强化臭氧传质研究

为了探究陶瓷膜曝气对臭氧气液传质的影响,对三种陶瓷膜进行了性能的表征与评价,并从陶瓷膜孔径、臭氧投加量、进气流量、温度、pH等方面对液相臭氧浓度和表观传质系数进行了考察。结果表明：1号陶瓷膜传质效果最好,其液相臭氧平衡浓度和表观体积传质系数（K_La）分别为微孔曝气的3倍和2.1倍。最佳的液相平衡臭氧浓度（10.20 mg/L）和K_La(0.519 2 min^-1)在1号陶瓷膜、臭氧投加量为43.92 mg/L、温度20℃、进气流量400 L/h,pH为7条件下取得。     

微通道内离子液体/乙醇混合溶液吸收CO_2的传质特性

采用高速摄像仪对微通道内离子液体/乙醇混合溶液吸收CO_2的传质行为进行了实验研究。考察了弹状流型下气液两相流量比和离子液体浓度对液侧体积传质系数kLa和液侧传质系数kL的影响。当离子液体浓度不变时,kLa、kL均随气液流量比的升高而增大并逐渐趋于恒定。当液相流量不变时,对于不同浓度的离子液体溶液,液侧体积传质系数kLa和液侧传质系数kL随气液流量比的变化曲线出现了交叉点。在交叉点之前,kLa和kL均随着离子液体浓度的增大而减小;在交叉点之后,kLa和kL均随着离子液体浓度的增大而增大。提出了用于预测液侧体积传质系数kLa的新的量纲1经验关联式,预测效果良好。     

超重力旋转填充床氧解吸过程的数值模拟

基于旋转填充床流体流动的可视化结果,建立了超重力旋转填充床气液传质过程的数学模型,模拟氮气解吸水中溶解氧的传质过程。模拟结果表明,缩短液相停留时间、提高液相扩散系数都能增大液相传质分系数k_L;总体积传质系数K_La随超重力因子的增加而增大、随温度的上升而增大、随气相流率的增加略有下降、随液相流率的增加明显增大;空腔区传质贡献率随空腔区的增大而增大,随超重力因子的增大而减小;且短暂的停留时间是超重力旋转填充床对传质过程强化的本质原因。模型较好地符合文献的实验数据,误差在±16%以内。     

超重力旋转填充床氧解吸过程的数值模拟

基于旋转填充床流体流动的可视化结果,建立了超重力旋转填充床气液传质过程的数学模型,模拟氮气解吸水中溶解氧的传质过程。模拟结果表明,缩短液相停留时间、提高液相扩散系数都能增大液相传质分系数kL;总体积传质系数KLa随超重力因子的增加而增大、随温度的上升而增大、随气相流率的增加略有下降、随液相流率的增加明显增大;空腔区传质贡献率随空腔区的增大而增大,随超重力因子的增大而减小;且短暂的停留时间是超重力旋转填充床对传质过程强化的本质原因。模型较好地符合文献的实验数据,误差在±16%以内。