微气泡技术在鼓泡塔中的实验研究北大核心CSCD

将微气泡发生装置与传统鼓泡塔相结合,设计搭建了一套微气泡鼓泡塔实验装置,选取影响鼓泡塔返混虚拟级数的进水压力、进水流量、进气流量、高径比等主要因素,设计了混合正交实验,分别在微气泡与普通气泡两种不同进气方式下,开展了鼓泡塔内液相返混程度对比实验,并进一步采用碱吸收二氧化碳法进行了塔内气液两相反应过程的模拟实验研究。实验结果表明,各因素对微气泡鼓泡塔内液相返混影响程度依次为:进气流量>进水流量>进水压力>高径比;且与传统鼓泡塔相比,微气泡鼓泡塔能够有效改善塔内液相返混程度,并可一定程度上加速鼓泡塔中气液反应进程。     

晃动工况下络合铁法脱硫反应器流体力学行为分析

探究晃动对鼓泡塔液位及气液分布的影响,为海上络合铁法脱硫工艺应用提供理论指导。利用自主搭建的鼓泡塔晃动实验装置,进行了鼓泡塔晃动实验;并利用CFD数值模拟软件,对晃动工况下鼓泡塔内流场分布进行了三维数值模拟。结果表明,双主管交叉式气体分布器用于鼓泡塔具有更好的均布性能,相比单管式气体分布器,气体分布不均匀度降低15.76%;晃动工况下鼓泡塔液位呈周期性变化,气体分布器浸没深度降低,液位波动幅度最高可达21.1%;整体气含率随晃动角度增加而降低,增大表观气速或降低初始液位高度可减小晃动的影响;塔内气液分布随晃动呈周期性变化,气体分布不均匀度增大,且在高径比小于1.5的塔段内,气液分布受晃动影响较为显著。     

鼓泡塔内气液两相流的研究

用激光多普勒测速仪和粒子成象测速仪详细测量了气液鼓泡塔内气液并流和气液逆流时的流速分布、湍流度分布和气含率分布,并总结出了湍流度、气含率径向分布关联式。在气含率关联式中,首次考虑了塔高的影响。气泡的存在增强了液相湍动。气液并流时,在升力作用下气泡集聚在塔中心区。气液逆流时,气泡集聚在塔壁面附近。中心速度较大且随着表观气速的增大而增大。塔壁附近出现返混区,零轴向速度和最大湍流度均发生在相对半径ｒ／ Ｒ≈０－７ 左右。     

微型鼓泡器中甲烷水合物的生成特性

研究了高压鼓泡装置中进气速率、压力、温度及滤网目数对纯水体系甲烷水合物的生成动力学和形态的影响。实验结果表明,提高进气速率和压力、降低温度均可提高甲烷水合物的生成速率,但随着进气速率的提高,甲烷气体转化率减小;增加滤网可显著提高水合物生成速率和甲烷气体转化率,最优的滤网目数为200目。甲烷水合物极易在气液界面生成,形成水合物泡。进气速率对水合物形态有显著影响,进气速率较低时水合物泡保持原有形态不易被破坏,不断聚集,水合物较疏松;进气速率较高时,气体溢出,水合物易变形破裂,不断堆积,水合物较致密。压力和温度对水合物形态的影响较小;增加滤网可显著减小气泡体积,形成较多的水合物泡。     

漩流鼓泡塔反应器中平均气含率的研究

采用空气-羧甲基纤维素钠水溶液-固体物料体系,对漩流鼓泡塔反应器的气液传质性能进行了研究。在常温(20℃)、常压、非牛顿流体条件下,测试了反应器的平均气含率,漩流鼓泡塔反应器分别装有直板型和弯板型(3种直径)气体喷流器。由实验数据回归得出平均气含率与流体性能、空塔气速之间的关联式。与直流鼓泡塔反应器相比,漩流鼓泡塔反应器的平均气含率较高,其中CBⅡ型漩流鼓泡塔反应器比直流鼓泡塔反应器的平均气含率高20％左右。     

喷管分布器大型浆态鼓泡床反应器气含率的研究

采用内径0 284m、高3m的浆态鼓泡反应器,研究液体流速、分布器形式、高径比、固体质量分数及颗粒粒径大小等因素对反应器内气含率及气泡大小的影响规律。实验结果表明,气含率随体系内固相浓度增加和颗粒粒径的增大而减小,大气泡含率随表观气速、固相浓度增加和颗粒粒径增大而增大,液体逆流、静液高度及分布器形式对气含率无影响。并得出气含率的关联式。     

空冷塔空气带水原因事故浅析

空冷塔即空气冷却塔(亦称喷淋冷却塔见图1),是大型空气装置空气预冷的重要设备,有填料塔和筛板塔2种类型.大庆石化分公司水气厂使用的为筛板塔,空气自下而上,水经水泵加压通过喷头向下喷射.塔内气液两相通过塔板上的筛孔逆流接触,气体穿过筛孔鼓泡上升,液体翻过溢流板下流,在筛板上剧烈运动,形成鼓泡层,增加了气液两相的接触面积和扰动强度,使气液进行良好的热传递[1].     

烟气脱硫除尘的新解决方案——文氏棒塔洗涤技术

针对催化裂化烟气脱硫中存在引进技术费用高、烟气阻力大及运行成本高等问题,提出了文氏棒喷淋塔和文氏棒液柱塔两种高效低阻的新型烟气洗涤吸收设备,即在气液吸收塔内设置文丘里棒,将文丘里棒与空塔喷淋或液柱喷射技术有机结合,使新的文氏棒塔具有喷淋空塔压力降低、填料塔气液分布好、鼓泡塔“液包气”传热及传质推动力大、脱硫除尘效率高、能耗低等特点.该技术在35 t/h煤粉炉烟气脱硫装置示范结果表明:脱硫塔操作运行液气比(体积比)维持在2 L/m3左右,压力降小于1.20 kPa,脱硫率在93.05％ ～ 98.59％,NOx脱除率在55.62％以上,脱硫过程消耗商品氨液量在0.3 t/h以下,氨利用率达到97％以上.装置处理能力及脱硫效果均达到预期目标.该技术可替代国外引进工艺,实现对催化裂化烟气除尘、脱硫一体化治理.     

鼓泡床流体力学特性研究

在直径45 mm的鼓泡床冷态装置中,以煤油作为液相,氮气作为气相,研究了气含率、气泡平均粒径、两相相间滑动速度的变化规律。结果表明:反应器内流体的流动处于气泡聚并控制区,气含率随着两相流速的增加而增加;气泡平均粒径随着气相表观流速的增加而增加,随着液相表观流速的增加而降低。实验发现,在相同的条件下,与较小直径反应器相比,随着反应器直径的增大,气泡聚并作用增强,气含率下降,气泡粒径增大。     

两种三溢流塔盘设计方法的比较

三溢流塔板对于处理大液相负荷有优势,其较长的溢流堰可有效解决塔板溢流强度过高的问题。三溢流塔盘设计方法主要有等鼓泡面积法和等通道长度法,设计中应合理分配偏心降液管和边降液管的面积和位置,以保证各通道气液比相等以及三种形式降液管出口堰溢流强度相等。通过对降液管底隙的处理来平衡各个底隙出口阻力,并通过设置辅堰和栅栏堰的方法对各板上液层高度和各个通道上的液体量进行调节。阐述了两种方法的计算过程,并通过塔盘设计实例进行比较,结果表明:等通道长度法的栅栏堰和辅堰结合的方案能够更好的处理塔板的气液分布和传质均匀问题,其操作的灵活性也比等鼓泡面积法有明显的优势。     

高温鼓泡床内气固两相流动的数值模拟

针对高温鼓泡床内的气固两相流动,在热态鼓泡床中试装置的基础上建立了鼓泡床物理模型,采用团聚曳力模型对高温鼓泡床内气固两相流动进行模拟研究。模拟结果表明,当颗粒当量直径为235μm时,模拟得到的床层密度与实验值吻合较好;随温度的升高,气固曳力增大,使得床层密度有所降低;对颗粒体积分数的概率分布及压力脉动方差的分析表明,随温度的升高,固相中的颗粒减少,而气相中的颗粒增多,同时气泡尺寸有所增大,床层气固两相运动更加剧烈。     

折皱金属丝网填料气含率的研究

在鼓泡塔和气升式环流反应器中,对单嘴气体分布器上加置折皱金属丝网填料(简称丝网)进行了研究。实验证明,加置丝网可以使气液均衡地穿过填料筛孔,变大气泡为均匀的小气泡,改善了两相流中气液的分散状况,但液体循环阻力有所增加。作者还在实验的基础上,提出了计算气含率的经验公式。     

化学反应技术开发的理论和应用(V)——第5章 气—液相反应过程

本章介绍以分离为目的的化学吸收和以反应为目的的一般气—液相反应过程的宏观动力学分析及填料塔、鼓泡塔和鼓泡搅拌釜这三类主要反应设备的传递特性以及选型、研究、设计和放大方面的一些主要问题,章末并附有例题。     

低含液率混输管路气量变化过程压力特性实验

在大型混输实验管道上进行了大量的气量变化的瞬态实验,详细分析了低含液率混输管路中气量瞬变时的压力变化特性,证实气量瞬变过程管道内压力会出现过增和过降现象。为了研究压力过增的特性,首次提出压力过增比的概念,并分析了其变化规律。选择液相雷诺数、欧拉数等9个控制气液两相管流的无量纲数进行灰色关联分析,确定出各个无量纲数对压力过增比的影响程度,并选择影响最大的3个因素,即气相折算速度准数增加值(ΔNgw)、气相折算速度准数(Ngw)以及液相折算速度准数(Nlw),回归了气量增加过程压力过增比的计算关系式,该实验具有一定的理论研究价值。     

射流鼓泡反应器内气泡分布特性

采用气体分布盘和缩径式液体喷嘴的射流鼓泡反应器冷模实验装置,以空气-水作为模拟体系,考察了表观气速(ug)和喷嘴出口液速对气泡分布特性的影响。实验结果表明,在不同ug下,平均气含率均随着喷嘴雷诺数(Re_j)的增大而增大,平均气含率经验关联式计算值与实际值的平均相对偏差为8%。射流鼓泡反应器中心处气含率较高,边壁处气含率较低;随着Re_j的增大,气含率最高点向壁面方向移动,径向气含率分布趋于均匀。随着Re_j的增大,气泡具有不同的运动轨迹和分布状态,从类似字母"C"逐步演变为类似字母"B"和"A"。     

上流式反应器中分布器气泡发生性能研究

气液分布器是上流式液相加氢反应器重要的内构件,一般为带有多组气液上升管的多孔板分布器。在上流式三维床冷态实验装置中,采用高速摄像法研究了单个圆柱形上升管和文丘里上升管的气泡发生性能,并考察了气速和液速对文丘里上升管气泡发生性能的影响。结果表明,在相同操作条件下,与圆柱形上升管相比,文丘里上升管产生的气泡数量更多,气泡平均尺寸更小,更有利于气体的均匀分布,其气泡发生性能更好。在相同液速下,随着气速增大,微气泡分率略有增大,气泡Satuer平均直径变大,气泡尺寸分布变宽;在相同气速下,随着液速增大,微气泡分率增大,气泡Satuer平均直径变小,气泡尺寸分布变窄。     

苯酚丙酮装置脱烃塔产品质量不合格原因分析及对策

中沙（天津）石化有限公司苯酚丙酮装置精制工段在开车初期，脱烃塔塔顶及塔底产品指标均不合格。采取调整回流比、再沸量、塔顶采出量等手段未达到明显效果后，分析造成脱烃塔塔顶塔底产品质标不合格的主要原因是塔内件及支撑造成气液分布不均。在无法改变塔内件结构的情况下，通过在粗苯酚与脱烃塔之间增加液封管，并采用连续串级控制回流量，使该装置正常稳定运转，保证了脱烃塔的产品质量合格。     

焦碳塔设计的改进

我厂焦化装置有4座焦碳塔,在压力、温度周期性变化的作用下,出现塔节外鼓、焊缝裂纹并逐年严重问题.本文对塔节外鼓、焊缝裂纹现象进行了分析,并提出按疲劳设计所采取的各种措施,以达优化设计和安全生产之目的。一、原焦碳塔设计和使用情况我厂延迟焦化装置是联合装置的重要组成部分之一,焦碳塔又是焦化装置的关键设备,是接受来自焦化加热炉的高温渣油(495℃)在塔内进行焦化反应的压力容     

空气泡沫封堵效率影响因素研究

采用正交实验法对影响空气泡沫驱封堵效果的五种因素进行研究,对实验数据进行逐步回归得出渗透率、流量、气液比、温度和压力五个因素与阻力因子的回归方程,通过回归方程分析得出阻力因子随渗透率的增加而增大;随气液比和流量的增加先增大后减小;随压力的增加而增大;随温度的增加而减小.对阻力因子影响程度按大小排列依次是渗透率,温度,压力,气液比,最后是流量.实验所得数据可为空气泡沫驱进一步研究提供参考.     

蓄能液气泡钻井液的制备

针对普通泡沫流体抗压能力弱的缺点,研究了蓄能液气泡的制备原理,并设计研制出了蓄能液气泡钻井液发生装置,其可提供在0.1~20 MPa不同压力下产生的蓄能液气泡钻井液。蓄能液气泡内部是黏膜包裹的独立内气核,外部是由表面活性包裹水分子构成的双层膜结构,平均粒径约为0.29 mm,累计体积分布最多的气泡直径在0.25~0.33mm之间。研究表明:与常规泡沫相比,蓄能液气泡表现出很强的抗压能力,例如成泡气核压力为0.5 MPa的蓄能液气泡,其直径随压力的增加而下降,当压力增加到5 MPa时气泡直径分布在0.29 mm左右,压力大于7 MPa后气泡体积不再发生较大变化,趋于稳定,而且仍然能够有效降低钻井液密度。蓄能液气泡钻井液是对泡沫流体认识的一次飞跃。