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。     

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.     

错流填料塔流体力学性能和传质性能的实验研究

研究了设置折流挡板对Ф10mm×10mm不锈钢丝网拉西环填料塔流体力学性能和传质性能的影响，重点考察了不同的板间距（以折流挡板间距H与塔径D之比表征）对压力降、传质单元高度和液相总体积吸收系数Kxa的影响并与普通填料塔相比校。实验证明，压力降随着气液两相流量的增加而增加，在错流填料塔内这种增加的趋势随着H／D的减小而加剧，并且当H／D等于0．6、气量大于3．3m^3/h（气速大于0．117m／s）时，填料塔因压力降过大而液泛。传质单元高度在H／D等于0．8～1．2时，随着气速的增加而减小，随着H／D的增加而增加；当H／D等于0．6时，随着气速的增加而增加。Kxa均随着液相流量的增加而增加，气相流量对普通填料塔的Kxa几乎没有影响，但是对于错流填料塔（H／D等于1．2～0．8），气相流量增加可使Kxa增加；当H／D在0．8左右时，气液两相传质效果最好；当H／D等于0．6时，随着气相流量增加，气液两相传质效果反而有所减弱。使用STATISTICA将实验数据进行回归，得出了相应的Kxa经验关联式。     

填料定子对分层填料错流超重力装置强化气膜控制传质过程的研究

以化学吸收体系CO_2-NaOH测定分层填料错流旋转填料床中不同超重力因子β、空床气速u、喷淋密度q等条件下的有效传质比表面积a_e,采用气膜控制体系—NaOH溶液吸收气体中的SO_2测定气相体积传质系数k_ya_e,从而得到气相传质系数k_y。研究了β、u、q对k_ya_e、k_y、a_e的影响规律,对比了有无填料定子时分层填料错流旋转填料床的传质性能,从而验证了填料定子对分层填料错流超重力装置气相传质的强化作用。研究结果表明,k_ya_e和a_e均随着β、u、q增大而增大;k_y随着u增大而增大,但是随着β、q增大,先增大后减小;有填料定子时,k_y增加显著,是无填料定子时的1.3~2倍,表明填料定子能够进一步有效地强化气膜控制传质过程,提高气相传质系数。     

新型旋转填料床吹脱氨氮废水的实验研究

转子结构为相互嵌套的填料环的新型旋转填料床是基于强化气膜控制传质过程的新型高效传质设备。以空气作为气提剂,在新型旋转填料床中对氨氮废水进行吹脱实验研究,考察了吹脱过程中气液比、pH值、超重力因子、循环次数等因素对氨氮脱除率的影响。实验结果表明:在温度10℃,气液比1000,pH值为11.0,超重力因子为67的实验条件下,单级氨氮脱除率为43.87%,而经过4次循环吹脱后,氨氮脱除率达到80.2%,经过8次循环吹脱后,氨氮脱除率达到90.1%。通过对比分析,在相近的操作条件下,新型旋转填料床的氨氮脱除率明显高于文献错流旋转填料床,表明新型旋转填料床能有效地强化气膜控制的传质过程。     

撞击流-旋转填料床萃取器

将撞击流 旋转填料床作为萃取器进行研究 ,考察了该设备的水力学和传质等性能。结果表明 ,撞击流 旋转填料床萃取器是 1种新型、快速、高效的萃取设备     

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。     

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。     

不同填料结构旋转床气液换热性能对比

采用热空气-冷水为实验体系,利用不锈钢丝网填料和不锈钢乱堆填料的错流旋转填料床为换热设备,探究两种填料的换热性能,考察了气体进口温度T、超重力因子β、气速u、液体喷淋密度q对传热系数K的影响规律。实验结果表明:两种填料的传热系数均随T、β、u的增大而增大,随q的增大而缓慢增长;丝网填料的传热性能优于乱堆填料,约为乱堆填料的1.24~2.4倍;丝网填料的传热性能受u和q影响较大,更适合气速、液体喷淋密度较大的传热实验。对实验数据进行拟合,得出K与β、q、u、ae之间的关联式,通过统计检验,其计算值与实验值的平均误差小于15%。     

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。     

新型塑性添加剂在纤维水泥体系中基本性质研究与应用

在水泥中加入纤维材料，使水泥具有一定塑性是提高水泥石承受井下作用的较好方法。纤维水泥不仅能改善水泥石的微观结构，使得水泥浆体系具有较好的流动性、稳定性，而且对水泥石的抗压强度、抗拉强度、抗冲击强度、胶结强度及射孔时出现的裂纹现象都有所改善，并能保证水泥环与地层、套管间的良好胶结，提高了固井质量。文章通过对海泡石的各项实验研究及机理分析不难看出海泡石是石棉纤维等的理想天然替代产品，而且储量丰富，成本不高。     

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对液化天然气公交车供气系统中的燃料储罐等关键部件进行了研究，并对所选用的燃料储罐、供气管路等部件在Cummins CG—250发动机试验台架上进行了试验研究。台架试验结果表明：发动机采用所选择的供气系统基本达到了原机的功率和扭矩水平；同时发动机具有明显的低速大转矩特征，而且随发动机转速的变化，转矩曲线比较平坦。在台架试验的基础上，与上海申沃客车有限公司合作开发了SWB6115LQ—3型液化天然气公交车，样车试制完成后，委托上海机动车检测中心对样车进行了车辆参数和有关性能的测试；测试结果表明，所开发的液化天然气公交车具有较好的动力性和排放指标，能够满足公交车的使用要求。     

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在低渗透油气藏开发过程中，随着流体的产出，油气层压力是逐渐降低的，储层岩石的敏感性效应使得渗透率也是随着地层压力的降低而降低，根据地层压力的分布特征，表明渗透率漏斗也客观存在。根据渗透率漏斗在地层中的分布特性，以及油气渗流力学中的单相流体的平面径向流渗流理论，通过复合模型得到了计算描述油气储层应力敏感性的等效表皮系数的方法。实例分析表明，在开发过程中，油气层压力降低幅度越大，即地层压力越低（有效压力越高），储层岩石的应力敏感性越明显，对应的等效表皮系数的值也越大，并且低渗透储层的应力敏感性等效表皮系数不容忽视，在实际的油气井测试和分析工作中需要认真考虑。     

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伴热管伴热是石油化工中应用广泛的伴热方式，如何提高伴热管的伴热效率一直是工程界关心的课题。为此，对伴热管的伴热效率进行了有限元分析。结果证明，伴热管和工艺管道之间存在的微小间隙是造成伴热管伴热效率低下的主要因素；在伴热管和工艺管之间敷设导热胶泥后可使伴热管的伴热效率得到很大的提高。通过实际测定发现，一根带导热胶泥伴热管的伴热效率，其传热效率至少相当于3根不采用导热胶泥的伴热管。     

高压天然气管网水力计算精度的研究

随着我国城市能源天然气化的发展，出现了高压、超高压管网。对此类管网进行水力计算，必须考虑管路中燃气的可压缩性，而现有燃气管道水力计算公式不适合超高压的情况。为此，筛选出精度较高的BWR状态方程用于高压天然气管网水力计算中的物性计算，以解决原有城市高压天然气管网水力计算公式不能满足高压低温时精度要求的问题；提出了两种解决原有水力计算公式不能满足高压管网精度要求问题的计算方法，并用实例验证了采用该方法的燃气管网水力计算结果。结果表明，采用该方法可提高高压和超高压管网的水力计算准确性。〖JP〗     

高含硫气藏气体渗流规律研究

在高含硫气藏开发过程中，随着高含硫气体从地层中采出，地层压力不断下降，使元素硫从含硫饱和态气相中析出，并沉积到地层孔隙或喉道中，造成地层渗流通道的严重堵塞，增大气体渗流阻力。文章从物质平衡原理出发，推导了由于受元素硫沉积影响的地层物性参数随生产时间等的变化关系，并建立了高含硫气藏气体渗流模型。通过实例模拟分析了该类气藏气体渗流过程中孔隙度和渗透率的变化规律以及地层压力等的变化特征。研究结果表明，元素硫在地层中的沉积对储层的伤害沿径向呈不均匀变化；气体的渗流阻力增加，地层能量更多地消耗在近井地带，且气体渗流表现为强烈的流固耦合特征。该认识为高含硫气田的合理高效开发提供了参考依据。     

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鄂尔多斯盆地上古生界气藏是一个低压、低渗透、以河流相沉积为主的大面积分布的岩性气藏，以辫状河发育为特征。有效储层的成因分析认为，有效砂体以孤立状或条带状为主。从目前已进行过单点法和修正等时试井测试的气井来看，两者确定的气井产能相差很大，表现为单点法确定的气井产能明显偏大，故无法指导配产。文章在分析条带状储层的渗流特征的基础上，建立了其渗流模型，导出了条带状储层的不稳定产能方程和拟稳定产能方程，通过现场测试资料的分析，取得了令人满意的效果。     

凝析气藏微观渗流实验研究

认清近井地带凝析油形成、分布及流动规律，可以为凝析气藏的开采提供重要的理论依据。文章给出了一种通过微观渗流实验研究近井地带凝析油分布及流动规律的实验方法，用具有与真实储层相似的孔隙结构微观仿真玻璃模型模拟地层孔隙介质，并在高温高压条件下观测凝析气液在模型中分布与流动规律。微观实验研究结果表明，凝析油容易聚集在小孔道、喉道、部分死孔隙以及孔壁表面，并逐渐演化形成段塞，而大孔道中凝析油不容易聚集。凝析油主要有携带、贴壁爬行、段塞流等3种流动方式。     

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天然气管道系统在运行过程中，由于供气量和用气量的变化、阀门的开关、压缩机的启停等，往往会使管网系统处于不稳定的运行状态，加上目前管网运行中存在着区域供用气不平衡、管网服役时间长、运行环境恶劣、管线破漏频繁、事故隐患严重等问题。因此对管道系统进行动态分析是很有必要的。文章通过建立管道数学微分模型以及管网中非管元件数学微分模型，并用隐式差分法将偏微分模型转换为有限的差分方程，然后用牛顿迭代法求解有限差分方程组，最后通过自制软件对某气田管网进行了仿真。仿真结果表明：各管道中的压力没有超过管道允许压力，管网内压降较小。因此，可以适当增加输气量；而部分管段流量很小，利用率很低，则需要调整输气方案。仿真结果与实际情况对比表明，该方法具有仿真精度高、求解速度快的优点。     

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根据毕托管测速原理,针对油气井同心环空螺旋流三维流动特征,设计制作了一种“拟毕托管测速仪”,结合吊线法,可以用于小尺寸模拟三维流场的流速测量。该法克服了非接触流速测量仪（如激光测速仪）价格昂贵,且受被测流体透明度等的限制,又解决了现有毕托管用于小间隙流道接触式流速测量干扰性大、不能测量三维流场流速的问题。利用所制作的“拟毕托管测速仪”测量了螺旋衰减流流场,分析出了螺旋流流速分布的基本特征。