生物滴滤塔处理甲苯工艺过程的影响因素研究

采用陶粒为填料的生物滴滤塔降解甲苯,实验研究了浓度和气、液体流量对甲苯降解能力的影响,实验结果表明,随着气、液体流量的增大,净化效率降低。对影响气体进出口温差的因素和填料床内液膜温度分布的结果进行实测和分析发现：进口甲苯浓度和液体流量、气体进出口温差成正比,而与气体流量成反比。液膜在填料床内的温度分布是沿塔高先降低后升高。     

喷淋塔尾气除氨的实验研究

在喷淋吸收塔中,以氨气、空气、稀硝酸溶液为实验物系,通过条件试验,分别考察了喷淋密度、空塔气速、入口氨浓度、吸收液p H值及气液相温度对氨吸收率的影响。结果表明:氨吸收率随吸收液喷淋密度的增加而增大;增加空塔气速将导致氨吸收率下降;氨吸收率随吸收液p H值增大呈先下降后趋缓的趋势。p H值大于3时,p H值对吸收率影响不显著;入口氨浓度和气体温度对吸收率的影响较小;系统温度主要受液温控制,且吸收率随液体温度的升高而降低。     

分层填料错流旋转床吸收甲醇气体的传质性能

在分层填料错流旋转床中用水吸收挥发性有机物甲醇气体,研究了超重力因子(β)、空床气速(u)、液体喷淋密度(q)和甲醇气体进口浓度等操作参数对甲醇气相总体积传质系数KGa的影响.结果表明,甲醇气体的KGa值随β,u和q增加而增加,随甲醇气体进口浓度增大变化较小.在β=100, u=0.9 m/s, q=17.6 m~3/(m~2×h)和甲醇气体进口浓度14000 mg/m~3时,甲醇气体的吸收率为97%,KGa达27 s~(-1)以上,是挡板填料逆流旋转床的1.1～3.9倍,是挡板填料错流旋转床的2～7.7倍,表明分层填料错流旋转床可有效减小气膜控制为主的传质阻力.当甲醇气体入口浓度稳定时,在u大、q小的情况下,β对甲醇气体的KGa影响较大,有效强化了吸收甲醇过程中的传质效率.分层填料错流旋转床中u达1 m/s,是挡板填料错流旋转床中的3～12倍.     

生物膜滴滤床内温度及其分布特性对废气净化性能的影响

对不同温度下,陶瓷球填料生物膜滴滤塔净化低浓度有机废气的降解性能以及填料床内温度分布进行了实验研究,实验结果表明：填料床内微生物生长环境温度对微生物酶活性影响很大,从而造成温度对滴滤塔净化性能的显著影响.微生物酶活性最高时的温度为30℃,最高滴滤塔净化性能所对应的温度在30～40℃.在滴滤塔顺流操作条件下,滴滤床内温度沿气液流动方向升高;在进口碳源浓度一定时,滴滤床内沿气液流动方向的温升随着液体流量的减小和气体流量的增大而升高;废气进口浓度及系统操作方式对滴滤床温度分布也有显著影响.     

超重力反应器中甘氨酸钠吸收混合气体中CO_2的实验研究

CO2减排已经成为国际关注的热点问题。近年来,化学吸收法以其效率高、适应范围广、技术成熟等优点,逐渐占据主导地位。采用甘氨酸钠溶液为吸收剂,在超重力反应器中进行了CO2吸收实验,考察了转速、吸收液温度、吸收液浓度、气液比等对CO2吸收率的影响。结果表明:CO2的吸收率随着转速的增加而上升,当转速达到1000 r?min?1后,吸收率基本趋于稳定;CO2的吸收率随着吸收液温度的升高而升高,在90℃时可以达到83%以上;在实验范围内,CO2的吸收率随吸收液浓度的增加略有增加,随气液比的增加而逐渐降低并趋于稳定。     

水力喷射-空气旋流器用于湿法烟气脱硫及其传质机理

在一种新型高效的气液传质设备--水力喷射-空气旋流器(WSA)中,以Ca(OH)₂料浆为吸收剂进行了模拟烟气湿法脱硫的实验研究。结果表明:脱硫率随进口气速增加而增加;随液体喷射速度增加先增加,增加到一定程度后几乎不变;随烟气中SO₂的进口浓度增加而减小,存在一适宜的Ca(OH)₂浓度和回流比。在气体流量24～72 m³·h^-1、循环液体量0.4～0.8 m³·h^-1、料浆中Ca(OH)₂浓度7500 g·m^-3时,对SO₂浓度为1891～6373 mg·m^-3的烟气进行湿法脱硫,脱硫率达88.9%～97.7%,且WSA的旋流气体和喷射液体在湿法脱硫中具有自清洁能力,未发现内部结垢和喷孔堵塞现象。总体积传质系数K_Ga、有效相界面积a均随进口气速u_G增大而增大,而总传质系数K_G随u_G增加变化较小;当液体喷射速度 u_L≤0.26 m·s^-1时,K_Ga和K_G随u_L增加快速增大,之后增加缓慢,而a随u_L几乎线性增加,K_Ga和K_G随吸收剂中Ca(OH)₂浓度c_L增加有一最大值。结合实验数据拟合得到了相关的经验公式,这些关联式能较好地预测WSA的湿法脱硫传质性能。气体旋流场强度对总体积传质系数K_Ga和有效相界面积a起支配作用,脱硫传质过程同时受气膜和液膜阻力控制,但以液膜控制为主。     

三角形螺旋填料旋转床全回流精馏性能研究

为了寻找强化气液传质过程的有效途径,自制了1套小型旋转填料床,床内填充了φ2mm×2mm三角形螺旋填料,以乙醇-水为实验物系,进行全回流精馏实验研究.实验结果表明:三角形螺旋填料旋转床存在一最佳转速nopt=1050r/min,当转速nnopt时,理论板数随液体流量和气体流量的增大而减小,且减小的很快.在nopt=1050r/min、液体流量L=14.7L/h、气体流量V=7.4m3/h时传质效果最好,每米填料相当于88块理论板,在适宜的转速范围内每米填料相当于62～88块理论板.三角形螺旋填料旋转床使传质过程得到极大强化,其传质效果比重力场三角形螺旋填料塔提高1倍左右.     

微通道内离子液体/乙醇混合溶液吸收CO_2的传质特性

采用高速摄像仪对微通道内离子液体/乙醇混合溶液吸收CO_2的传质行为进行了实验研究。考察了弹状流型下气液两相流量比和离子液体浓度对液侧体积传质系数kLa和液侧传质系数kL的影响。当离子液体浓度不变时,kLa、kL均随气液流量比的升高而增大并逐渐趋于恒定。当液相流量不变时,对于不同浓度的离子液体溶液,液侧体积传质系数kLa和液侧传质系数kL随气液流量比的变化曲线出现了交叉点。在交叉点之前,kLa和kL均随着离子液体浓度的增大而减小;在交叉点之后,kLa和kL均随着离子液体浓度的增大而增大。提出了用于预测液侧体积传质系数kLa的新的量纲1经验关联式,预测效果良好。     

不同流型下离子液体-MEA复合工质降膜吸收CO2特性

以氨基酸离子液体和乙醇胺混合水溶液为吸收剂研究逆流气体对竖直平板降膜流型转换的影响,考察了3种流型下液体流量和入口温度、气体流量和进口CO₂浓度对CO₂吸收性能的影响。结果表明:随着液体流量的增加,液膜呈现溪流、片状流和完整流3种流型,降膜流型转换临界流量随逆流气体流量增大而增加;溪流和片状流时CO₂吸收速率随液体流量的增加而增加,但在完整流条件下基本不变;完整流下具有较高的CO₂吸收速率,然而溪流下的液相传质系数最高。     

吸收塔工艺设计与操作运行

二转二吸制酸装置SO_3吸收率取决于最终吸收塔,SO_3总未吸收率为最终吸收塔未吸收率的1/20。SO_3吸收率达到设计值容易,但控制酸雾较难。控制水分、酸分布均匀性、气体分布是填料塔设计三要素,控制水分最重要,极限是不结露;酸分布均匀性在于分酸器;分酸、填料及填料支撑均影响气体分布,填料支撑对气体分布的影响随气速增大而增大。高温吸收的关键在于出塔硫酸温度高、低液气比,唯有提高气速才能兼顾两者,提高气速还有利于除去酸雾。泛点气速随喷淋密度降低而减小,随硫酸温度升高而增大,最佳操作气速为泛点气速的80%左右。     

天然气聚结过滤器气液分离性能的实验研究

为了系统地评价天然气聚结过滤器的气液分离性能,采用两种加入液滴方式,获得较大范围的液滴粒径分布,液滴中位粒径分别为8.7、40.0μm,在流量为94~220m3/h范围内进行实验研究,并通过Winner318B激光粒度仪对出口粒径进行在线测量。实验结果表明:压降会随加液时间发生变化,液滴粒径对分离效率的影响显著;当流量为94~182m3/h、入口液体浓度为30~75g/m3时,气液分离效率随着气体流量和入口液体浓度的增加而增大,当流量超过220m3/h时,分离效率迅速降低;分离器出口处粒径大于8μm的液滴基本除尽。     

多效膜蒸馏技术分离尿素水溶液的研究

应用新型多效膜蒸馏技术,对尿素水溶液体系进行分离试验研究。用正交试验方法对操作条件进行优化设计,结果表明,在试验范围内,当膜侧进口温度90℃,料液流量30 L/h,料液初始质量分数0.5%,膜通量最大;当膜侧进口温度90℃,料液流量10 L/h,料液初始质量分数0.5%,造水比最大;膜通量随膜侧进口温度升高而增加,膜通量随进料流量增大而增加,造水比反之。     

响应面法优化PDS脱硫过程的吸收工艺

采用现场脱硫液,在填料塔内模拟实际PDS(酞菁钴磺酸盐)脱硫工艺中吸收H_2S的过程,通过试验测定了总传质系数KG。采用单因素试验分别考察了流体和气体流量对传质系数的影响,确定了适宜的液体和气体流量范围。在此基础上设计了响应面法的因素和水平,进行了试验。采用响应面法拟合了试验结果,分析了喷淋密度、气速和Na_2CO_3质量浓度对KG的影响。结果表明:KG随喷淋密度和Na_2CO_3质量浓度的增加而增加,其中Na_2CO_3质量浓度对KG的影响最显著。随着气速的增加,KG总体呈先增大后减小的趋势。当气速为0.101 9 m/s、喷淋密度为20.51 m~3/(m~2·h)、脱硫液中Na_2CO_3质量浓度9 g/L时,KG达到最大值0.002 4 kmol/(m~2·h·kPa)。     

在并/逆流喷雾蒸发器中浓缩净化磷酸的研究

为获得较高浓度磷酸以满足对磷酸使用和运输的要求,采用正交实验和单因素实验对净化稀磷酸进行了喷雾蒸发浓缩的系统实验研究.实验结果发现:影响净化稀磷酸蒸发浓缩效果的因素由主到次依次为稀磷酸流量、热风进口流量、二次风比例、热风进口温度、喷嘴气液比;浓缩的效果正比于热风进口流量、热风进口温度、稀磷酸流量的倒数,且在喷嘴气液质量比大于0.8时受其影响不大;二次风的引入对稀磷酸浓缩不利.在实验装置上经喷雾浓缩,成功获得了质量分数不低于85%的浓磷酸,并发现相应的热风出口温度不宜低于110℃.由此可见,通过喷雾蒸发浓缩得到较高浓度的磷酸是可行的.     

在并/逆流喷雾蒸发器中浓缩净化磷酸的研究

为获得较高浓度磷酸以满足对磷酸使用和运输的要求,采用正交实验和单因素实验对净化稀磷酸进行了喷雾蒸发浓缩的系统实验研究。实验结果发现:影响净化稀磷酸蒸发浓缩效果的因素由主到次依次为稀磷酸流量、热风进口流量、二次风比例、热风进口温度、喷嘴气液比;浓缩的效果正比于热风进口流量、热风进口温度、稀磷酸流量的倒数,且在喷嘴气液质量比大于0.8时受其影响不大;二次风的引入对稀磷酸浓缩不利。在实验装置上经喷雾浓缩,成功获得了质量分数不低于85%的浓磷酸,并发现相应的热风出口温度不宜低于110℃。由此可见,通过喷雾蒸发浓缩得到较高浓度的磷酸是可行的。     

填料塔中乙二胺/磷酸溶液吸收SO2的体积总传质系数

SO2减排已经成为国际关注的焦点问题,近年来,湿法烟气脱硫技术以其脱硫效率高、适应范围广、技术成熟等优点,成为当今占主导地位的烟气脱硫方法。可再生胺法脱硫技术作为一种新的脱硫方法得到了普遍关注。为进一步的工业设计提供参考依据,今采用乙二胺/磷酸溶液为吸收剂,测定和计算了在填料塔中乙二胺/磷酸溶液吸收烟气中SO2的体积总传质系数KGa,并研究了液气比、乙二胺浓度、进口气体中初始SO2浓度、吸收液初始pH值及反应温度对KGa的影响。实验结果表明,KGa随液气比的增大、乙二胺浓度的升高、吸收液初始pH值的增大而增大;体积总传质系数随初始SO2浓度的升高、反应温度的升高而降低。     

微通道内离子液体/乙醇混合溶液吸收CO2的传质特性

采用高速摄像仪对微通道内离子液体/乙醇混合溶液吸收CO₂的传质行为进行了实验研究。考察了弹状流型下气液两相流量比和离子液体浓度对液侧体积传质系数k_La和液侧传质系数k_L的影响。当离子液体浓度不变时,k_La、k_L均随气液流量比的升高而增大并逐渐趋于恒定。当液相流量不变时,对于不同浓度的离子液体溶液,液侧体积传质系数k_La和液侧传质系数k_L随气液流量比的变化曲线出现了交叉点。在交叉点之前,k_La和k_L均随着离子液体浓度的增大而减小;在交叉点之后,k_La和k_L均随着离子液体浓度的增大而增大。提出了用于预测液侧体积传质系数k_La的新的量纲1经验关联式,预测效果良好。     

填料塔中的NaOH水溶液脱除空气中微量CO2的传质动力学

在填料吸收塔中测定了25℃时NaOH水溶液吸收空气中微量CO2的体积传质总系数(KGαv)．并研究了进口气体中CO2的含量、气体流量、吸收液喷淋密度以及NaOH浓度对体积传质总系数的影响。进口气体中CO2的含量、气体流量、吸收液喷淋密度对KGαv的影响较小;NaOH浓度对KGαv的影响较大,随着NaOH浓度的增加,KGαv显著提高。     

旋流气液两相强化吸收CO2的传质性能

为强化二氧化碳的吸收过程,采用一类旋流逆向气液多级接触的方式,以NaOH溶液为吸收剂,研究其与大跨度浓度CO₂(2.5%～15%)接触反应的传质性能。分别探讨了吸收剂浓度、吸收剂流量、烟气CO₂浓度、烟气流量及反应温度对气相总体积传质系数(K_ga)的定量影响。结果表明,在实验条件下,其K_ga可达(4.53×10^-5)～(9.22×10^-5)kmol·m^-3·s^-1·kPa^-1。与双级直流喷雾和单级旋流喷雾相比,旋流逆向气液多级接触能够有效强化大跨度浓度CO₂的吸收过程。K_ga随吸收剂浓度、流量和反应温度的增加而增加,随CO₂浓度增加呈现先增加后减小(CO₂浓度大于5%)的非线性关系,随气体流量增加先增加后趋于稳定。     

膜气提法去除水体中甲基叔丁基醚的实验研究

对采用聚丙烯中空纤维膜组件运用膜气提法去除水体中甲基叔丁基醚(MTBE)进行了初步研究,着重考 察了温度、气体流速、液体流速及气体压力等因素对去除效果的影响.结果表明,膜气提法是一种比较有效地去除水中MTBE的技术,去除率98%左右;温度、气体流速和液体流速对去除率有显著影响:去除率随水温的升高而增大,随气体流速和液体流速的增加而升高;而气体压力对去除率的影响则不明显.