超重力过程工程装置结构研究进展

综述了超重力过程工程装置结构近年来的研究进展,分析了各种装置的结构特点、适用场合,重点分析论述了撞击流-旋转填料床、折流板式超重力旋转床、分裂填料旋转填料床、多级雾化超重力旋转填料床、螺旋通道型旋转床等新型特殊装置的结构特点及优缺点. 认为优化进液方式、延长气液停留时间及针对性集成设计是未来超重力过程工程装置的发展方向.     

超重力旋转床气相压降模型研究进展

超重力旋转床是一种高效的气液接触设备,可极大地强化气液传质过程,在化工、材料、冶金、能源、环保等领域有着广泛的应用前景。气相压降是超重力旋转床设计、选型时需要考虑的一项重要指标。自从超重力旋转床问世以来,人们对其气相压降进行了较为广泛的研究。对近年来国内外超重力旋转床的气相压降模型研究进展进行了综述。分别从逆流式旋转填料床、错流式旋转填料床、折流式旋转床3方面具体介绍了各压降模型的研究方法并进行了对比,最后对超重力旋转床气相压降模型研究的方向与重点做了简要分析。     

超重力除尘装置的设计

超重力场在化工过程中的应用是通过填料层的高速旋转来完成的,此种装置称为超重力装置,也称为旋转填料床,是一种强化相间传质、反应及微观混合的新型设备。对超重力除尘装置的结构设计及电机功率计算进行了简要介绍,并分析了液气比和超重力因子对除尘效率的影响,为超重力除尘装置的设计提供参考。     

超重力旋转床中水脱氧过程的模型化研究

超重力旋转床是一种高效的强化传质和混合的新型设备。今提出了超重力旋转床中的水脱氧过程的传质模型,分别采用欧拉方法和拉格朗日方法对超重力旋转床中的气相和液滴的运动行为进行了数值模拟;在此基础上计算了液滴的传质系数,计算结果和实验结果符合较好,平均误差为7．9％。当超重力旋转床中液体存在的主体形式更接近于液滴时,模型计算结果误差减小。进一步讨论分析了液体和气体流量、转速以及填料内径的变化对于超重力旋转床体积传质系数的影响,分析表明旋转填料对液体剧烈地剪切破碎分散作用是强化传质过程的主要原因。     

超重力旋转床转子结构与性能研究进展

超重力旋转床自问世以来受到了广泛的关注,并已应用于化学工业之中。目前,超重力旋转床转子结构的改进主要是根据其流体力学以及传质性能的要求不断地进行优化。本文根据超重力旋转床转子结构的不同,将其分为填料式、板式和复合式3种类型,并据此介绍了不同类型超重力旋转床的转子结构特点和研究现状,并对其流体力学和传质性能进行了总结、对比和分析,指出了不同类型超重力旋转床转子的优点和可能存在的问题,对化工生产过程中超重力旋转床的选型以及转子结构的研究具有指导作用。最后提出了超重力旋转床在应用方面研究的不足,并对其未来可能的发展方向进行展望,指出超重力旋转床转子结构的改进可以从填料和液体分布等方面进行研究,应用范围可以从装备集成方面进行拓展。     

气流剪切错流旋转填料床气相压降特性

以空气-水为研究体系,采用单因素法,在气流剪切错流旋转填料床中分别考察了气速和超重力因子对干床压降的影响及气速、超重力因子和液体喷淋密度对湿床压降的影响.结果表明,气流剪切错流旋转填料床干和湿床压降均随气速和超重力因子增大而增大;气速较低、超重力因子较大时,湿床压降随液体喷淋密度增大而减小;在高气速和小超重力因子时,湿床压降随液体喷淋密度增大而增大.关联实验数据可得到气流剪切错流旋转填料床的压降关联式,与实验结果的偏差在±15%以内.     

超重力旋转床液体流动的可视化研究

超重力旋转床是一项强化混合与传质的新技术,在石油化工、环境保护、制药等行业有着广阔的应用前景。今以水为研究对象,拍摄超重力旋转床内从不同丝径的填料甩出的液体形态图片,利用后处理软件计算得到液滴的平均直径和速度。研究结果表明,液滴平均直径随填料径向厚度、转速的增大而减小,随液量增加而增大;液滴速度则随填料径向厚度、转速及液量增大而增大,同时关联出填料层内液滴平均直径和速度的关系式。研究结果为超重力旋转床的理论研究和工业上的应用提供了一定的依据。     

旋转填料床精馏过程流体力学性能研究

在对旋转填料床精馏特性研究的基础上,以塑料多孔板为填料,乙醇-水为体系,在全回流操作条件下,进一步研究了气相动能因子F、超重力因子β和回流量L对旋转填料床流体力学特性的影响,证明了旋转填料床的低耗能特性。     

蒸馏过程中旋转填料床的传质和流体力学特性

建立了一套完整的精馏实验装置,以甲醇-水溶液为物系,在常压、全回流操作条件下,研究了旋转填料床的传质和流体力学性能. 结果表明,旋转填料床的理论塔板数随超重力因子和气相动能因子的增大出现峰值,理论塔板高度最小为0.0109 m;气相压降随气相动能因子、超重力因子的增大而增大. 在实验基础上应用最小二乘法建立了旋转填料床的传质、压降实验关联式.     

同心圈式旋转床的精馏实验

同心圈式旋转床是一种新型超重力旋转床,其转子由一组多孔板同心圈构成,相邻同心圈之间无填料或填充填料。液体在同心圈上存在滑移效应,滑移效应能够增大气液比表面积和改善液体在同心圈上的周向分布。本文采用乙醇-水物系对转子直径为1.0m的大型同心圈式旋转床进行全回流常压精馏实验,实验选用无丝网填料同心圈和填充丝网填料同心圈两种转子。实验结果表明,本大型同心圈式旋转床具有较大的处理量,其等板高度（HETP）随F因子和超重力因子的增大先减小后增大。填充丝网填料同心圈转子的HETP小于无丝网填料同心圈转子。在超重力因子为563.4和F因子为5.5(m/s)(kg/m³)^0.5时,填充丝网填料同心圈转子的等板高度达到最小值51.5mm,每块理论板气相压降为1.5kPa。通过实验数据拟合得到了两种同心圈转子的HETP经验关联式。与折流式旋转床相比,同心圈式旋转床具有高通量和低压降的优点。     

折流式旋转床液相功耗数学模型

折流式旋转床是新型的超重力旋转床,其转子由安装动折流圈的动盘与安装静折流圈的静盘上下相互嵌套而成。液体在转子中流动,把转子分成数个膜流区。对膜流区建立了液相功耗的理论数学模型,求解模型得到了液相功耗计算值。实验在转子直径600mm、高度80mm的折流式旋转床中进行,物系为水,测得了液相功耗的实验值。比较了模型计算值和实验测量值,两者比较接近,实验值是计算值的0.611～0.820倍。根据液相功耗数学模型,得出液相功耗与液体流量、液体密度呈正比,与转速的平方呈正比。该模型的建立为旋转床液相功耗的研究提供了一定的理论基础。     

旋转填料床气液反应制备超细氧化锌工艺研究

以氨气和硝酸锌为原料,在旋转填料床中通过气液反应制备前驱体氢氧化锌.经煅烧后可得超细氧化锌粒子,经XRD和FEM检测得到其粒径为20-80nm。重点研究旋转填料床转速、原料浓度、氨气分率、气液比等对前驱体氢氧化锌粒径的影响,选择洗涤条件及优化煅烧温度和时间.确定了旋转填料床气液反应制备超细氧化锌的最佳工艺条件。     

超重力旋转床转子结构研究进展

超重力旋转床作为如今非常重要的过程强化设备,已被广泛应用于各种化工单元操作过程之中。超重力旋转床内部的转子作为最核心的元件,其结构已发展出很多种不同的形式。本文按照转子形式的不同将超重力旋转床分为两大类,即一体化转子旋转床和分区转子旋转床,据此详细总结并介绍了各种具有典型意义的超重力旋转床的基本结构和研究近况。通过对流体动力学、传质和能耗三方面指标的讨论与分析,指出了各种类型超重力旋转床性能上的优势和存在的缺陷,对不同分离过程的结构选型具有一定的指导意义,为未来超重力旋转床转子的结构设计与优化提供了更加广阔的思路。最后,指出了现有超重力旋转床在机械方面研究的不足以及未来从基本原理的角度出发对转子进行结构设计与优化的必要性。     

旋转填料床最新研究进展

旋转填料床是20世纪80年代发展起来的一种新兴气液传质设备,经过20多年的发展,旋转填料床在设备构型、气液进料上不断得到改进。就旋转填料床的研究进展进行了详细阐述,并介绍了几种常见的旋转填料床。     

折流式旋转床有效功耗的初步研究

折流式旋转床是一种新型的同心圈式超重力设备,电机功率消耗是折流式旋转床设计时需要考虑的重要因素.本文对折流式旋转床的有效功耗进行了初步的实验研究,并提出了一种新的有效功耗计算方法,为旋转设备功耗研究和折流式旋转床工业应用提供了一定基础.折流式旋转床有效功耗可以分成两部分,即分散液体功耗和加速液体功耗.通过理论分析,得到了折流式旋转床有效功耗的计算模型.实验以水为介质,在不同液量和转速下测得有效功耗.结果表明,转速一定时,有效功耗随着液量的增加近似呈线性增加,且转速越大,有效功耗随液量增加越快.通过对实验数据的回归,得到单个同心圈转子有效功耗的计算模型,实验值与回归计算值相对偏差基本在20%以内.通过对包含4个同心圈转子的折流式旋转床有效功耗的验证结果可知,4个动圈有效功耗计算值的总和比实验测量值高20%左右,对折流式旋转床的工程放大有一定意义.     

旋转填料床治理氮氧化物废气的研究

介绍了氮氧化物的来源及危害,简要评述了湿法治理的特点,通过考察氮氧化物湿法吸收机理,以气液传质理论为依据,提出采用超重力旋转填料床作为新型吸收设备,并对其原理和研究现状简要介绍。     

多孔波纹板错流旋转床的性能研究

以空气-CO2-NaOH为系统,研究了多孔波纹板错流旋转床的流体力学和传质性能。实验结果表明:在相近的操作条件下,多孔波纹板错流旋转床的压降与文献丝网错流旋转床的相近,不足逆流床的十分之一;体积传质系数分别比文献丝网错流旋转床高0.95—1.47倍,比逆流旋转床略低,比传统气液传质设备高1—2个数量级。多孔波纹板错流旋转床填料具有传质效率高、压降低、动平衡性好等优点。     

超重力场内气液传质强化研究进展

气液传质过程广泛存在于化学工业当中。气液传质强化技术的研究, 对缩短工艺流程、缩小设备尺寸、降低投资和运行成本等具有重要的意义。以旋转床为核心装备的超重力技术, 是气液传质过程强化的有效技术之一。经过30多年的发展, 超重力过程强化技术在基础和应用研究方面都取得了长足的进展, 特别是在受混合和传递限制的过程中得到广泛应用。本文从旋转床转子结构出发, 综述了整体旋转式、双动盘式、动静结合式等转子结构的超重力旋转床气液传质强化的研究进展和理论成果, 并展望了超重力旋转床气液强化传质的发展方向。     

错流旋转填料床传质特性影响因素的实验研究

采用CO2-NaOH体系,在中试规模的实验装置上进行传质实验,考察了气速、液体喷淋密度、超重力因子、气液接触时间对错流旋转填料床的总体积传质系数KLa及有效传质比表面积ae的影响. 结果表明,KLa和ae均随气速、液体喷淋密度和超重力因子增加而增大,KLa随气液接触时间增加先缓慢增大后急剧下降,ae则随气液接触时间增加而缓慢下降. 最佳操作条件为：气速1.69 m/s,液体喷淋密度32 m3/(m2×h),超重力因子104,气液接触时间0.1 s. 错流旋转填料床在处理大气量气体时传质效果增强,是同类文献错报道的1.52~2.32倍. 对各操作参数下所得实验数据进行回归,得关联式KLa=1.8221(atDL/dp)ReL0.6371GrL0.0548ScL0.0623和ae/at=2980.9ReL0.2349FrL-0.045WeL0.5023f-0.5.     

错流旋转填料床脱除细颗粒物研究

细颗粒物对环境和人体都会产生较大危害, 传统除尘设备无法高效脱除。超重力旋转填料床复合了多种除尘机制, 除尘效率高, 能耗低。本文采用平均粒径为2.25μm的粉煤灰模拟细颗粒物, 错流旋转填料床为湿式除尘设备, 搭建了中试规模的实验系统。提出了使用激光粒度分析仪测量粉尘粒度分布并计算分级效率的方法, 通过实验考察了转速、液气比和气量对错流旋转填料床分级效率的影响。研究表明, 分级效率随转速、液气比、气量的增大而增大, PM_2.5的脱除效率可达到96%, 为超重力湿法除尘的工业化推广提供有力的数据支撑。对分级效率曲线进行拟合, 相关系数R=0.9808。对比发现, 错流旋转填料床的分级效率高于一般湿式除尘器, 对微米级粉尘也有很高的脱除率, 可以高效脱除气体中的细颗粒物, 应用前景广阔。