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。     

新型折流式超重力旋转床传质性能的研究

采用乙醇-水体系对新型折流式超重力旋转床进行了传质性能实验,考察了气相动能因子(F因子)、转子转速对新型折流式超重力旋转床的压降和传质性能的影响。实验结果表明,新型折流式超重力旋转床的压降随F因子、转子转速的增大而增大;每米理论板数随转子转速的增大而增大,随F因子的增大先增大后略有降低;与有液体分布器时相比,无液体分布器时新型折流式超重力旋转床的传质效果更好;与折流式超重力旋转床相比,新型折流式超重力旋转床的压降降低约70%,每米理论板数降低约40%,转子轴功率降低10%～30%。     

新型旋转床性能研究

研究了新型折流式旋转床的压降和传质性能。以乙醇 -水为物系 ,对不同转速和气液流量下的压降与传质性能进行了精馏试验。结果表明 ,旋转床气相压降随 F因子和旋转速度的增大而增大 ;传质效率随旋转速度的增大而增大 ,但随通量的增加几乎不发生变化。分离效果最高能达到5 .8块理论塔板 ,相当于每米 48.3块理论塔板。     

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。     

超重力旋转床填料结构研究进展

过程强化是近年来国内外科技工作者的研究热点,超重力技术作为一种过程强化的新技术正是在这样的背景下产生的。文中综述了超重力场散装填料和规整填料结构的研究进展,对该领域的研究进行了分类和细致的描述,并对其流体力学和传质性能进行了论述。对比散装填料,规整填料结构的研究开发将是今后旋转床填料结构研究的发展方向。     

旋转填料床流体力学性能研究

在转速为0～1200r/min的情况下,以空气-水为物系,测定了内径200mm,外径500mm,轴向高度为40mm的内置两种不同类型填料的旋转填料床气相压降.结果表明,旋转填料床的干床压降比湿床压降大.气相压降随液体流量的增大而减小,随转速的增大而增大.θ环旋转填料床的干、湿床气相压降大于阶梯环旋转填料床的干、湿床气相压降.     

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%。     

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。     

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%。     

喷射式并流填料塔板流体力学及传质性能的研究

以空气水为物系,在0 27m×0 12m的方形有机玻璃塔内对3种开孔率相同、开孔形式不同的喷射式并流填料塔板流体力学以及传质性能进行了实验测试与比较。结果表明,开两个孔的塔板显示出最好的流体力学和传质性能。采用加和模型对湿板压降数据进行处理,得到的关联式准确度较高,计算结果与实验数据吻合较好。     

旋转填充床中径向传质强度分布的研究

在旋转填充床(转子内半径70mm,外半径200mm)内利用水逆流吸收SO2的实验,考察了气体流量、液体流量、转子转速以及气相中SO2的含量对旋转填充床填料层径向传质强度分布的影响。实验结果表明,除填料层的内缘处,填料层内径向的体积传质系数(KLa)随气相中的SO2含量的增加变化不大,随液体流量、气体流量及转子转速的的增加而增大;填料层内径向的KLa随半径的增大呈非线性变化,KLa在半径70~90mm段内随半径的增大而逐渐减小,在半径大于90mm后随半径的增大而逐渐增大;旋转填充床填料层存在内端效应区,还存在外端效应区。     

Hydrodynamics and Mass Transfer in a Modified Three-phase Airlift Loop Reactor

A modified internal-loop airlift reactor (MIALR) with a continuous slurry phase was studied to investigate the local hydrodynamic characteristics, including gas holdup, bubble size, bubble rise velocity and local mass transfer properties. Based on the analysis of geometrical construction and fluid properties of gas and slurry, MIALR was divided into six flow regions. In these flow regions, the local hydrodynamic characteristics were investigated over a wide range of operating variables. Furthermore, a new method was developed to measure the dissolved oxygen concentration. The volumetric mass-transfer coefficient in six flow regions was also calculated for comparison.     

耐蚀瓷质波纹填料流体力学与传质性能的研究

耐蚀瓷质波纹填料具有很强的抗高温硫化氢和环烷酸腐蚀的性能,在腐蚀严重的高温传质环境中应用,可以替代不锈钢填料,延长检修周期。实验研究了耐蚀瓷质波纹填料的流体力学和传质性能,回归了经验关联式,可供工程设计参考。在试验范围内实测的25℃时的传质单元高度等于90 -410mm,最大气速操作范围可达F=3.5m/s,与一般常用填料相比,瓷质波纹填料具有较好的流体力学和传质性能,良好的再分配性能,较低的液相传质单元高度。同时指出了瓷质板波纹填料结构尺寸的优化方向。     

催化裂化外取热器传热与流动特性的大型冷模实验

为了深入认识催化裂化外取热器内的传热和流动特性,在1套Ø500 mm×3.0 m、内设9根竖直翅片取热管的大型催化裂化外取热器冷态模型中,采用和工业装置类似的传热机制,测量了不同操作条件下外取热器内取热管传热系数的变化规律,并结合床层密度轴、径向变化规律进行了分析。结果表明,取热管传热系数随表观气速(u)增大呈现先增大后减小的趋势,峰值点出现在0.4 m/s时,这一趋势和床层从鼓泡到湍动的流域转变密切相关,工业设计中可以选用床层的起始湍动速度作为最佳操作气速;由于中心区域气泡和颗粒更为强烈的运动,因此中心处取热管的传热系数显著高于边壁区域取热管的传热系数,和床层中心稀、边壁浓的床层密度径向分布相对应;随着床层高度的不断降低,取热管传热系数呈现单调下降的趋势,因此改变床层高度可以作为调节外取热器取热负荷的一个有效手段。     

新垂直筛板帽罩单元传质性能的测试与分析

根据新垂直筛板帽罩单元两相流动的实际情况，在新双池模型〔３〕的基础上提出了罩内外两段组成传质及其各段传质的模型。通过对帽罩效率的测定，得出了罩内外传质单元数的关联式。