基于旋转填料床的超重力脱硫化氢计算机模拟

针对目前含硫气体净化存在的缺点,利用旋转填料床进行含硫气体脱硫,设计了相应的错流型旋转填料床。利用Aspen Plus软件,对采用旋转填料床利用超重力原理的脱硫工艺流程进行了计算机模拟,并与传统脱硫塔脱硫工艺流程进行了工艺参数对比模拟。研究结果表明,在达到相同的净化标准条件下,与传统脱硫塔对比,错流型旋转填料床的高度仅为前者的9%,其空塔体积仅为前者的1.8%,其填料体积仅为前者的2.2%。     

超重力旋转填料床中柠檬酸钠法脱除低浓度SO_2

在超重力旋转填料床中以柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液为吸收液进行模拟烟气中SO2吸收的实验。考察了超重力因子(β)、液气比(L/m3)、入口烟气中SO2质量浓度、气体流量、吸收液中柠檬酸浓度、pH值等对SO2脱除率(η)和气相传质系数(KGa)的影响。实验结果表明,η和KGa随超重力因子、液气比(L/m3)、吸收液中柠檬酸浓度和pH的增加而增加,随入口烟气中SO2浓度的增加先增大后降低,随气体流量的增加而降低。采用超重力旋转填料床用柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液吸收SO2的最佳工艺条件是:吸收液中柠檬酸浓度1.0mol/L,初始pH 4~5,液气比3L/m3~7L/m3,超重力因子54.53~90.14。在此条件下,出口气体中SO2质量浓度低于80mg/m3,η稳定在98%左右。     

超重力旋转填料床中络合铁法选择性脱除酸气中H_2S

在超重力旋转填料床中,以络合铁为脱硫剂,对模拟酸气中的H2S进行了选择性脱硫实验研究。考察了气/液体积流量比、转速、pH值、温度、总铁浓度、原料气CO2含量对脱硫率及选择性的影响。结果表明,在气、液接触极短时间内,脱硫率达到98%以上,选择性达到90以上,实现了高选择、快速、高效脱除酸气中H2S的目标。     

旋转填料床用于气体除湿的研究

考虑到传统的冷却除湿法存在诸多不足,提出了采用旋转填料床对气体进行除湿的新方法并进行实验研究。以冷水为冷却介质对高温高湿气体进行除湿处理实验。实验结果表明,在超重力因子100,进气量12m3/h,气液体积比650,相对湿度100%的条件下,除湿效率达到56.7%以上,有明显的处理效果。该实验为旋转填料床除湿工业化的实现提供了基础理论与数据支持。     

折流式超重力场旋转床及其在精馏中的应用

开发了一种新型的折流式超重力场旋转床。它的核心结构是一对相嵌的动静折流盘组合,动静折流盘均由不同直径的一组板圈构成,特点是可以完成中间进料和设置多组折流盘。冷模和热模实验结果表明,折流式超重力场旋转床有良好的操作弹性。将两层折流盘共20对动静圈的装置用于精馏过程时,环隙气相动能因子在小于14m.s-1(kg.m-3)0.5的状态下,总理论板数大于11.5块。折流式超重力场旋转床在工业上已成功地应用于甲醇精制和热敏物系脱溶剂的过程。     

整体旋转折流式超重力床液相功耗

针对折流式超重力床(RZB)功耗过高的问题,开发了一种新型的整体旋转折流式超重力床(nRZB)。以水为介质进行实验,考察了液量及转速对液相功耗的影响,并建立了液相功耗的计算模型。实验结果表明,液相功耗随液量的增大近似呈线性增大,随转速平方的增大亦近似呈线性增大;由实验数据回归得到液相功耗计算模型的参数,实验值与模型计算值的平均相对偏差为5.3%;在相同的操作条件情况下,n RZB的液相功耗降低了65%～75%,每块理论塔板液相功耗降低了约35%。     

喷射式超重力旋转床传质模型及实验研究

采用乙醇-水物系,在常压全回流条件下,对网孔板式(转子Ⅰ)和百叶窗式(转子Ⅱ)两种转子结构的喷射式超重力旋转床和折流式旋转床(RZB)进行精馏实验,并建立了旋转床理论塔板数和气相总体积传质系数(KGae)的关系式。实验结果表明,3种结构旋转床转子的每米理论塔板数均随转子转速增加而增大,且转子Ⅱ和RZB转子随气相表观动能因子(F因子)增大出现峰值;转子Ⅰ的每米理论塔板数最大为40.7块,转子Ⅱ的每米理论塔板数最大为40.0块;在转子转速为1 040r/min、F因子为1.1m.s-1(kg.m-3)0.5时,转子Ⅰ的比压降是RZB转子的10.0%,转子Ⅱ的比压降是RZB转子的13.6%;转子Ⅰ和转子Ⅱ的KGae随F因子的增大而增大。     

错流旋转填料床中络合铁法脱除气体中硫化氢

以H2S和N2模拟含硫工业气体,以错流旋转填料床为脱硫设备,采用自制的络合铁脱硫液进行脱硫实验。考察了不同配方溶液、气体流量、脱硫液流量、液气比、超重力因子等因素对脱硫率的影响。研究结果表明,配方溶液工作硫容可达4.25g/L;在气液接触时间仅为0.6s的情况下,脱硫率达到94%以上。错流旋转填料床络合铁法脱硫工艺可实现快速、高效脱硫,且脱硫设备体积小、操作弹性大,符合节能减排的发展趋势,有广阔的发展空间。     

新型板式填料旋转床压降性能研究

为了考察自主设计的新型板式旋转填料床压降特性,以空气-水为实验体系,考察了转速、液量、气量、径向板数和周向板数对新型板式填料床压降性能的影响。研究结果发现,气量是影响填料床压降的重要因素,转速和液量对压降的影响较小;板填料通过作用于流体流动方式影响了压降性能;新型板式填料床可实现较低压降,常规操作条件下小于300Pa;对实验数据回归得出压降的关联式,计算值与实验值平均误差小于15%。本文的研究结果为超重力填料床结构设计与改进提供一定依据。     

利用超重力旋转床制备高碱值石油磺酸钙的研究

超重力工程技术是利用离心力强化传递与微观混合的高效多相反应与分离技术。这一技术主要靠超重力旋转床来实现。超重力旋转床所处理的介质是多种多样的,根据不同需要可以是气、液和液、液两相,又可以是气、液、固三相。提出的超重力场制备方法就是在超重力旋转床中进行的。介绍了超重力旋转床的构造、特点、超重力技术的应用领域。用旋转床超重力法制备高碱值石油磺酸钙的工艺流程和超重力旋转床所起的作用。最后介绍利用旋转床超重力法制备出的高碱值石油磺酸钙产品质量达到了要求。     

逆流旋转填料床中络合铁脱硫富液的再生研究

针对络合铁脱硫工艺中脱硫富液再生效率低、耗时长、设备大、降解严重等缺点,以逆流旋转填料床为再生设备,以脱硫富液再生为研究对象,考察了超重力因子、气体流量、液体流量、再生温度对再生率的影响;在相同操作条件下,与传统再生装置对比分析吸收-再生循环次数对脱硫液络合剂降解的影响。研究结果表明：脱硫富液的再生效率随超重力因子、气体流量的升高先增大后减小,随再生温度的升高而增大,随液体流量的增大而减小。在适宜的工艺参数下,逆流旋转填料床对脱硫富液的再生率可达到60%以上;在相同吸收-再生循环次数条件下与传统再生装置相比,逆流旋转填料床可有效缓解脱硫液络合剂的降解。因此,逆流旋转填料床再生技术具有传质效率高、再生耗时短、设备小、络合剂降解少等优点,应用前景广阔。     

Preparation and characterization of NaY zeolite in a rotating packed bed

NaY Zeolite was synthesized in a rotating packed bed (RPB) for the first time. A Si-Al gel with a specific composition was used as the structure-directing agent. The as-synthesized NaY Zeolite was characterized with scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) and specific surface area (BET). The characterization result showed that the NaY Zeolite had a particle size of approximately 200 nm, n(Si02)/n(Al203) ratio of 5.03, crvstallinitv of 96% and specific surface area of 714 m2/g. The experimental results indicated that the structure of NaY Zeolite was related to the synthesis conditions (such as reactors, crvstalhzation time and so on). The micromixing efficiency was proven to be the most important factor for synthesis of NaY Zeolite in the high-gravity environment in RPB.     

折流式旋转床电功率消耗特性

转速为 6 0 0～ 1330r/min、液体体积流量为 0～ 12 4 0L/h的情况下 ,以空气 水为物系 ,在转子直径为 6 0 0mm、厚度为 80mm的折流式旋转床内 ,进行了不同气体体积流量下电功率消耗特性的实验测量。结果表明 ,折流式旋转床电功率随着液体体积流量和转速的增大而增大 ,随气体体积流量增大的趋势比较缓慢 ,并且在小喷淋量下有先略减小后增大的过程。结合实验结果 ,提出了电功率消耗的回归关联式     

超重力旋转填料床中混合胺回收低分压二氧化碳的传质行为研究

采用超重力旋转填料床反应器,用水、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、三乙烯四胺(TETA)水溶液作为吸收剂进行低分压二氧化碳吸收实验,考察了超重力因子β、液体流量L、气体流量G等对二氧化碳的传质系数KGae的影响。研究发现,KGae随β的增加有所增大,随液体流量的增加而增大,随气量的增加而减小。适宜的操作条件下,旋转填料床具有良好的二氧化碳吸收性能。研究建立了估算吸收总传质系数KGae的数学模型,通过实验数据拟合得到的数学模型与实验值符合较好。     

超重力法脱除合成氨原料气中二氧化碳的实验研究

对应用旋转填料床于脱除合成氨原料气中二氧化碳进行了实验研究。采用在MDEA(N-甲基二乙醇胺)水溶液中加入少量烯胺TETA(三乙烯四胺)或氨基酸盐组成的复合溶液。主要考察了不同类型吸收液、吸收液二氧化碳负荷、超重力因子β、气液比等因素对合成氨原料气中二氧化碳脱除效率的影响。实验结果表明,在MDEA水溶液中加入TETA或氨基酸盐添加剂,大大提高了脱除效率,改善了传质速率,其中以TETA作为添加剂的混合吸收液的脱除效率在2种混合吸收液中最好,相对于单一的MDEA吸收液,混合吸收液的脱除效率平均提高了101.19%。在相同的操作条件下,脱除效率随着超重力因子β增大而增大,β大于120后对脱除效率的影响不明显;脱除效率随液气比的增大呈现出先增大后减小的趋势,其最佳液气比约为10 L/m3。超重力旋转填料床与传统塔设备相比,具有二氧化碳脱除效率高、低液泛、处理能力大、能耗和运行费用低、占地面积小、操作简便等优点,具有良好的工业应用前景。     

错流旋转填料床中空气法再生络合铁脱硫液

采用错流旋转填料床空气法对络合铁脱硫液进行了再生实验研究。考察了气/液流量比、超重力因子、液体流量、苯酚类催化剂浓度对络合铁脱硫液再生率的影响。结果表明,在气、液接触极短时间内,双错流旋转填料床串联再生体系的再生率可达89%以上,显著提升了络合铁脱硫液的再生效率。