开式吸收式热泵内冷型吸收器的实验研究

建立开式吸收式热泵内冷型吸收器实验台,以CaCl2溶液为吸收剂在该实验台上对比不同操作参数、外部参数和装置尺寸下,从HAT循环高湿排烟中回收水的性能。实验表明:提高进口溶液浓度、液气比、冷却比和降低进口溶液温度可提高水回收率;进气含湿量增加会提高水回收率,而进气温度增加会降低水回收率;吸收器高度存在最优值,此时水回收率最大。还分析了产生这些影响的原因,并从实际应用出发给出了这些参数的限制条件和使用范围。     

填料塔内相变凝结促进燃烧源超细颗粒的脱除

在填料塔洗涤器中,利用蒸汽相变原理进行了促进燃烧源超细颗粒凝结长大并高效脱除的实验研究,通过调节进口烟气含湿量及进口烟气与洗涤水的温差建立微粒凝结长大所需的过饱和水汽环境.研究了细颗粒粒径分布、进口烟气与洗涤水的温差、蒸汽添加量和液气比等对脱除效率的影响.结果表明:使烟气在填料塔内达到过饱和状态可高效脱除燃烧源超细颗粒,脱除效率随气液温差、液气比的增大而提高.在蒸汽添加量为0.08 kg/m3、气液温差为50 °C时,燃煤超细颗粒脱除效率达到81%;在相同气液温差下,增大进口烟气含湿量,可显著提高超细颗粒的脱除效率.     

HAT循环湿化器内部传热传质实验研究

为了研究湿空气透平(HAT)循环湿化器内部气液两相间的传热传质规律,搭建了高压填料湿化器实验系统,并自主开发了加压气液两相温度和相对湿度测量装置,得到15个工况下湿化器内湿空气温度(气温)、水的温度(水温)以及相对湿度沿湿化器高度的分布规律,研究了水气比、进口水温对湿化器内湿化过程的影响规律。结果表明:气液两相温度分别沿流动方向先降低后升高,湿空气在湿化器底部就已达到饱和状态;水气比对湿化器性能和内部气液参数的影响较大,水气比增大,进口水温升高,同一位置的水温和气温均升高,总体加湿量增大;进口水温升高时,底部湿空气更快达到饱和状态。     

雾化加湿除湿海水淡化中蒸发过程实验研究

将雾化强化加湿技术引入加湿除湿海水淡化系统,搭建雾化加湿过程性能测试平台,并对不同操作下雾化加湿器内的雾滴蒸发与空气热湿过程进行实验研究。实验表明,气液体积比与进口空气温度对加湿器的加湿性能影响较大,当加湿器进口空气温度为90℃,气液体积比为(20~25)×10~3时,加湿器出口温度约为36℃,出口相对湿度在90%以上,蒸发率在50%以上。     

沼气水洗提纯吸收塔的体积吸收系数研究

文章以设计处理量为25 m~3/h的沼气压力水洗提纯装置为实验对象,研究了温度、压力、液气比、进气量和浓度等参数对提纯气CO_2浓度和吸收塔平均体积吸收系数KYa的影响,并提出了优化的操作参数条件。沼气提纯过程具有高浓度和高液气比的特点,文章分析了高CO_2浓度下的KYa理论计算公式,建立了以液、气相速度比UL/UG为基础的KYa数学模型,该模型和实验数据的偏差为-22%～17%。该模型既强调了沼气提纯过程具有高液气比的特点,又为沼气水洗提纯技术提供了合理的吸收性能分析经验公式,具有重要的工程价值。     

内置卧式气液分离器重力再循环制冷系统的实验研究

把卧式气液分离器放置在冷库内部,应用于重力再循环供液制冷系统中。在不同实验工况下,对比研究供液高度为0.8、1.0、1.2和1.6m下的重力再循环供液制冷系统和直接膨胀供液制冷系统的制冷量、压缩机功率、COP、蒸发温度和传热系数的变化。结果表明:冷库温度高于-16.5℃,内置卧式气液分离器重力再循环供液制冷系统的COP随供液高度的升高而增加,冷库温度低于-16.5℃时,供液高度为1.0m的重力再循环供液系统的COP最大;相同蒸发温度下,采用重力再循环供液制冷系统的冷库温度比采用直接膨胀供液制冷系统的冷库温度低8.0℃左右,内置卧式气液分离器重力再循环供液制冷系统能够达到更低的冷库温度;内置卧式气液分离器重力再循环供液制冷系统与直接膨胀供液制冷系统相比,冷库温度越低,系统制冷量、性能系数和蒸发器传热系数增加幅度越大,低冷库温度下的内置卧式气液分离器重力再循环供液制冷系统运行性能越好。     

高炉余热驱动鼓风除湿技术实验研究

为了研究液体除湿装置应用于高炉鼓风的可行性。基于某高炉,对采用LiCl溶液脱湿鼓风装置进行理论分析和模化实验。研究表明:除湿效果与溶液液气比、温度、浓度有关。液体除湿液气质量比在1. 4时质交换效率可达38. 1%,为最佳液气质量比;除湿过程中溶液喷淋温度由37. 1℃降至27. 0℃,质交换效率由14. 68%升高至59. 98%,即除湿过程中,溶液温度越低、浓度越高除湿效果越好;全年运行时,浓度保持40%不变,除湿溶液采用冷却塔冷却,月均除湿量均可满足。在模拟最湿热工况时,当空气水蒸气分压力为3 500 Pa时,相对湿度在90%以上,即含湿量为22. 15 g/kg,本实验台除湿结果可达到9. 6 g/kg。     

苛性碱吸收模拟燃煤电厂烟气CO2性能研究

以散堆填料吸收塔作为反应器,采用单因素分析方法研究了吸收液进口温度、吸收当量比、停留时间和吸收液浓度等因素对CO₂捕集的影响,并采用正交试验对这些参数进行优化。结果表明：在实验条件下,各因素对CO₂捕集影响由大到小依次为吸收液进口温度、停留时间、吸收当量比和吸收液浓度;吸收液进口温度与停留时间对CO₂捕集有显著影响,吸收当量比和吸收液浓度对CO₂捕集影响较小;最佳工况组合为吸收液进口温度为40℃,停留时间为5 s,吸收当量比为100%,吸收液浓度为2.0 mol/L。     

吸收_喷射复合式高温热泵系统模型与性能分析

本研究提出一种吸收-喷射复合式高温热泵,可将工业生产中普遍存在的湿热废气转换为0.3-0.4 MPa的蒸汽回用于生产。在热力学分析的基础上,利用Engineering Equation Solver软件对该新型热泵系统建立了数学模型,并对其性能进行模拟分析。结果表明:在参考工况下,系统可以输出0.4 MPa的工艺蒸汽,COP(系统性能系数)可达到1.32;湿热废气热量回收率大于60%,且提温幅度大于70℃,COP随废热源温度、相对湿度、吸收器进口溶液浓度、新蒸汽压力及喷射系数的增高而上升;随液气比、一效发生比的增加而下降。     

烟气汞液相脱除试验及传质-反应动力学研究

为了探究Hg0与KMnO4的反应机理,利用鼓泡反应器考察了模拟烟气Hg0在不同条件下的脱除率,分析了KMnO4溶液初始浓度、pH值和反应温度对Hg0脱除率的影响,并进行了传质-反应动力学计算.结果表明:提高KMnO4溶液初始浓度和降低pH值,均可提高Hg0的脱除率;反应温度升高不利于Hg0的脱除;Hg0与KMnO4的反应为复杂的气液传质反应过程,提高KMnO4溶液初始浓度,反应增强因子E和Hg0的气液相传质系数比KG/kL增大,表明化学反应对传质吸收的影响增大且液膜阻力减小,从而Hg0脱除率提高;提高反应温度,Hg0的气液相传质系数比KG/kL减小,表明反应温度升高,增大了液膜阻力,不利于反应进行,导致Hg0脱除率降低.     

气液分离

<正>为满足油气处理、贮存和外输需要,气、液混合物要进行分离。气、液分离工艺与油气组分、压力、温度有关。高压油井产物宜采用多级分离工艺。生产分离器分为两相和三相两类。因油、气、水比重不同,可采用重力、离心等方法将油、气、水分离。分离器结构型式有立式和卧式;     

5×10~4m~3/h(标准)制氢装置低负荷生产运行分析

中国石油锦西石化公司5×10~4m~3/h(标准)制氢装置在43%负荷、50%负荷与75%负荷时生产运行状况表明,装置低负荷运行时,通过提高水碳比、调整配氢量和降低转化炉出口温度等措施优化转化炉操作,水碳比提高到4.7,较设计值提高1.7个单位,配氢量为天然气进料量的25%,较设计值提高15个百分点,转化炉炉膛最高温度控制在950℃,较设计值降低60℃以上,转化出口温度控制在760℃,较设计值降低100℃以上,保障转化炉平稳运行;通过调整空冷入口温度和除盐水预热器换热负荷等措施,优化中变气换热系统,保证设备不超温、除氧器上水温度不超温和除氧水质量合格;转化进料不能再降低的前提下,适当提高PSA系统吸附时间,降低氢气回收率,仅为73.12%,较设计值降低16.88个百分点,减少产氢外送量。同时,针对低负荷运行出现的问题,提出中变气换热系统低温热回收、过剩除氧水回收和炉膛氧含量自动控制等合理化建议。     

液体除湿在高炉鼓风中应用的可行性分析

为了验证液体除湿在高炉鼓风中应用的可行性,以上海某高炉为例进行模化实验,讨论高炉液体除湿系统全年运行时各参数对除湿效果的影响并提出调节手段,测量Cl~-离子夹带量并进行经济性分析。对于本LiCl液体除湿系统,溶液与空气的质量比存在最佳值,除湿塔最佳液气比为1.39;再生塔最佳液气比为1.34。浓度超过40%或除湿溶液温度低于29℃后,吸湿量提升不再显著。再生溶液温度高于75℃后,析湿量提升不再显著,全年运行时宜保持溶液浓度为(39±1)%。此实验Cl~-离子夹带量为1.585 ppm,可认为几乎不存在污染。相较冷冻除湿,采用液体除湿可以获得显著的节电、节水效果,可扩大规模至工程化实施。     

百公斤级烧结余热冷却炉结构和操作参数优化

为了确定和优化一台处理量为100 kg/h竖罐式冷却炉最优结构和操作参数,在分析竖罐冷却段内的气固传热过程后,根据竖罐内气固换热的特征数关联式给出竖罐内的气固传热计算步骤。在此基础上确定影响罐体内冷却过程的结构和操作参数,主要包括冷却段的高度、冷却段的直径、冷却风进口温度和冷却风流量,并依次分析了各影响参数对冷却过程的影响规律和出口参数即冷却风出口温度、烧结矿出口温度、出口冷却风所携带的值及料层阻力损失的变化规律。利用正交分析法确定其适宜的结构参数和操作参数组合。经计算分析可知,对一台处理量为100 kg/h的竖罐炉,要使烧结矿温度、冷却风温度达到要求时,最佳的结构参数和操作参数是冷却段高度为1.4 m,直径12.2 cm,冷却风的表观流速为3.0 m/s,冷却风进口温度40℃。     

气缸盖鼻梁区水腔结构及两相流动参数对沸腾传热影响研究

针对高强化柴油机气缸盖鼻梁区严重的热负荷问题,将鼻梁区结构简化为一个矩形加V形截面形状,建立了参数化模型。采用气液两相流沸腾传热计算模型,对其简化模型进行了流固耦合传热仿真计算。在此基础上,采用试验设计方法,研究了冷却水进口速度、温度和沸腾时所产生的气泡尺寸等两相流动参数及在矩形尺寸不变的条件下,V形高度和下部宽度的变化对鼻梁区最高温度的影响。研究结果表明:鼻梁区最高温度随冷却水进口速度、气泡尺寸、V形高度及下部宽度的增大而降低,随冷却水进口温度的升高而升高;V形高度方向的变化对沸腾传热产生的影响比下部宽度方向的变化更明显,冷却水进口速度的变化对沸腾传热产生的影响比进口温度的变化更明显。     

降膜反应法氢氧化钠烟气脱硫的实验研究

基于降膜反应法,采用氢氧化钠溶液进行烟气脱硫的实验研究,重点考察了气液在不同工况下的脱硫效果。实验表明:脱硫效率随SO2初始浓度的增大而减小;液气比越高,系统的脱硫效率越高,但到一定程度后提高不明显;在pH=8～13.3范围内,pH值越大脱硫效率越高,较低的pH值时液气比对脱硫效率的影响更明显;脱硫效率随着吸收液温度的上升而呈下降趋势;NaOH吸收液的脱硫效果要比CaO吸收液脱硫效果更好。实验研究旨在为探讨绿色低碳的脱硫技术提供参考。     

新型喷淋鼓泡塔钙基吸收烟气中气相As2O3实验研究

在喷淋鼓泡塔实验台上研究了新型喷淋鼓泡技术对气相As2O3的吸收特性,探讨了液气比、浸液深度、CaCO3质量分数和进口SO2体积分数等因素对脱砷效率的影响.结果 表明:脱砷效率随着CaCO3质量分数的增大先提高后降低,随液气比的增大而不断降低;增大浸液深度会使脱砷效率不断降低,这主要与鼓泡阶段散射孔与液面之间的压降变大、气液反应不充分密切相关;脱砷效率随进口SO2体积分数的增大先提高后降低,当进口SO2体积分数达到15×10-4时,脱砷效率达到最高;主要工艺参数对脱砷效率的影响大小依次为CaCO3质量分数、液气比、进口SO2体积分数和浸液深度.     

纳米悬浮液热虹吸管的传热性能试验研究

在相同的试验条件下,对比研究了纳米CuO-去离子水(DW)悬浮液重力热管与普通DW重力热管的启动性和等温性,研究了纳米工质热管的充液率和颗粒浓度对热管工作特性的影响,对纳米工质热管的强化传热机理进行了初步探讨。研究表明:纳米工质热管比普通热管启动快;纳米工质热管蒸发段外壁温的高低与充液率、纳米浓度和加热条件有关;纳米颗粒浓度和充液率对热管的传热性能影响较大,且存在最佳浓度(本研究为5%)和最佳充液率(本研究为44.3%);高浓度纳米工质热管比普通DW重力热管易于达到传热极限;试验中纳米悬浮液重力热管的传热强化率为16.19%～146.27%。     

压力水洗法沼气脱碳的模拟研究

采用PRO II 8.0电解质模型模拟了压力水洗法沼气脱碳单元的运行成本和CH_4回收率,要求净化气CO_2浓度3.0%,CH_4收率96%。通过改变进口浓度、吸收塔理论板数、吸收压力、吸收温度、闪蒸压力和再生气-液比,模拟对运行成本和收率的影响。结果表明:高理论板数、低温、高压、高闪蒸压力有利于降低运行成本。吸收压力为0.8 MPa,吸收温度为5℃,闪蒸压力为0.35 MPa时,沼气压力水洗脱碳单元的运行成本为14.4分/m~3,CH_4回收率可以达到98.4%。     

微波水热处理提高玉米芯总糖收率的研究

借助微波水热法在温度160～200℃、反应时间10～60 min、固液比1∶20～1∶5条件下处理玉米芯,以提高其总糖收率。结果表明:温度与时间是影响微波水热处理的主要因素,在180℃、30 min,固液比1∶8条件下,总糖收率为75.67%,72 h酶解率为82.42%;固体残渣微观结构形貌分析表明,相对于高压釜水热反应,微波水热可显著改变纤维素的结晶度、破坏物料表面结构并增大比表面积,有助于提高残渣的酶解率。