旋转填料床精馏性能研究

以乙醇-水溶液为物系,对转子内径为60mm,外径为180mm,高40mm的旋转填料床进行精馏试验。结果表明,在低转速区旋转填料床的理论塔板数随气相动能因子F和超重力因子β的增大而增大,传质单元高度为1．09～1．76cm;并建立了传质模型。     

旋转填料床精馏性能研究

以乙醇-混合液为物系,对转子内径为60mm,外径为180mm,高40mm的旋转填料床进行精馏实验。结果表明,在低转速区旋转填料床的理论塔板数随气相动能因子F和超重力因子B的增大而增大,传质单元高度为1．09-1．76cm;并建立了传质模型。     

高效旋转精馏床的传质性能

以乙醇-水溶液为物系,以不锈钢波纹丝网为填料,在超重力因子为20~120、原料流量0.925~1.851 mol/h、回流比1.5~4.0、原料摩尔分数0.2425、室温进料和常压操作条件下,考察了高效旋转精馏床(HERDB)运行情况与传质性能。结果显示:①高效旋转精馏床运行平稳;②高效旋转精馏床的理论塔板数随超重力因子、原料流量和回流比的增大而增加;③在实验操作条件下,高效旋转精馏床传质单元高度为9.6~65.2 mm。与实验超重力精馏设备相比,高效旋转精馏床的等板高度大于实验室超重力精馏设备,说明存在放大效应。     

旋转填料床间歇萃取精馏性能研究

为了寻找强化间歇萃取精馏过程的有效途径,在装填2mm×2mm三角形螺旋填料的旋转床中,以乙醇-水为实验物系,乙二醇为萃取剂,通过考察馏出液组成随时间的变化情况,产品的纯度和回收率随转速、回流比和溶剂比的变化情况,研究了旋转填料床间歇萃取精馏的性能。结果表明,旋转填料床中强大的离心力和高效填料的协同作用极大地强化了间歇萃取精馏过程,具有分离效果好、操作时间短、节能、小设备大生产能力等突出优点;存在最佳转速使产品的纯度和回收率最大;增加溶剂比和回流比均能使产品的纯度和回收率得到提高,但增加溶剂比的效果更显著。旋转填料床是强化间歇萃取精馏过程的有效途径。     

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。     

折流式旋转床用于四氢呋喃甲醇水体系的萃取精馏

介绍了折流式旋转床应用于萃取精馏过程分离四氢呋喃-甲醇-水体系的情况,先通过Aspen Plus模拟软件优化工艺参数,再设计相应的折流式旋转床设备,工业应用表明,产物四氢呋喃中甲醇的质量分数达0.0024%,满足了用户甲醇质量分数小于0.01%的要求。与填料塔相比,折流式旋转床的高度为前者的1/7,体积为前者的1/2。     

折流式旋转床气相流场数值模拟研究

采用CFD方法对折流式旋转床气液两相流动及压降进行数值模拟,建立了二维物理模型,研究了折流式旋转床转速、动静圈对数、进气量对气相压降和气相流场的影响,并用实验数据对模型进行验证. 结果表明,计算与实验相对误差在15%以内. 气相压降随进气量和动静圈对数增加而显著增大;转速增加,压降增大,但不明显,压降主要集中在转子内部,占总压降的88%~97%,其中转子压降的55%~73%由拐弯处的摩擦阻力引起;气体在静圈下隙存在回流,在动圈上隙气体流动缓慢,存在流动死区,气速主要以切向速度为主(占80%以上),峰值位于转子外缘,并与气体入口存在较大速度梯度,径向和轴向速度所占比例较小,且因位置不同而不同. 速度变化和压降的变化是转速、进气量和动静圈数等共同作用的结果.     

折流式旋转床的流体力学与传质性能研究

开发了一种新型的旋转设备——折流式旋转床,其转子由动部件和静部件组合而成.与传统的旋转填料床相比,折流式旋转床易于实现连续精馏过程的中间进料,同时可方便地将多个转子同轴安装在-个壳体内,成倍提高单台设备的分离能力.对折流旋转床的流体力学和传质性能进行了实验研究,结果表明折流式旋转床具有良好的流体力学和传质性能.目前折流式旋转床已经成功应用于化学工业中的气液接触过程,尤其是连续精馏过程中.     

折流式旋转床静圈对其性能的影响

折流式旋转床是一种新型的超重力旋转床,其核心部件是动、静结合的转子,转子由安装了动圈的动盘和安装了静圈的静盘上下相互嵌套而成。本实验中使用了一个常规的折流式转子（转子Ⅰ）和一个具有较短静圈的折流式转子（转子Ⅱ）,在常压下分别以乙醇-水体系和空气-水体系对两个折流式转子进行了传质性能与流体力学实验,考察了静圈对折流式旋转床的传质、压降和功耗的影响。结果表明,静圈能明显强化传质过程,与转子Ⅰ相比,转子Ⅱ理论塔板数大约降低了的50%;转子Ⅰ的传质效率随转速的增大而增大,当转子的转速从400 r/min增加到1200 r/min,转子Ⅰ的传质效率增大了约40%,而转子Ⅱ的理论塔板数变化不明显;静圈使折流式转子具有较大的压降和功耗,转子Ⅱ的压降为转子Ⅰ的20%～50%,轴功率为转子Ⅰ的60%～80%。     

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.     

溶剂回收的新型设备--折流式超重力旋转床

折流式超重力旋转床是一种新型、高效的精馏设备，主要介绍了其结构特点和工作原理，与常用填料式旋转床相比，折流式超重力旋转床可以更方便地实现连续精馏操作所必需的中间进料，并可以同一轴安装多个转子以提高单台设备的分离能力，而在转子之间没有动密封，其在有机溶剂回收精馏过程中成功的工业应用，展示出十分广阔的应用前景。     

折流式旋转床持液量的研究

将折流式旋转床分成若干液体流动区,计算流动区内动、静圈壁上液膜及动、静圈之间液滴的运动时间,在此基础上建立折流式旋转床持液量模型. 以空气-水为物系,在直径300 mm、高51 mm的折流式旋转床中进行实验,分别测得不通和通空气时转子的持液量,用实验数据拟合出持液量模型参数. 结果表明,转子持液量随液量和气量增加而增加,随转子转速增加而减小,高转速下气量对持液量的影响明显减弱. 折流式旋转床不通气持液量为2.35%~3.68%,是普通丝网旋转填料床不通气持液量的1.32~2.06倍.     

折流式超重力旋转床的液泛

在Wallis提出的气液两相逆流液泛关联式的基础上,建立了折流式超重力旋转床的液泛关联式. 以空气-水为物系,对转子直径288 mm、高55 mm的折流式旋转床进行了液泛实验. 旋转床转子采用动圈开单排孔和动圈开多排孔2种结构,用实验数据拟合出这2种结构的液泛关联式参数. 结果表明,随着气液流动参数的增加,折流式旋转床的液泛能力因子减小. 转速每增加100 r/min,液泛能力因子平均减小0.007 m/s. 在相同条件下,多排孔转子液泛能力因子比单排孔高8.5%.     

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。     

折流式旋转床气相流场实验研究

在转子直径488mm、高104mm的折流式旋转床中采用五孔探针测量了不同转速和气量下旋转床转子内腔的三维气相流场,对测定结果进行了分析,得到了气相流场矢量图.结果表明,旋转床转子内腔的气体螺旋式上升和下降,以切向气速为主,轴向气速和径向气速均较小.根据气体角动量守恒定律,越靠近旋转床轴心切向气速越大.同时分析了气体流量和转子转速对流场的影响,并获得了转子内腔的气体总压和静压分布.依实验数据计算出,当距离旋转床轴心的半径减小16.97%、转子转速增加54.18%、气体流量增加3.11倍,气体切向速度分别增加12%～41%,58%～88%和29%～73%.由无因次气体雷诺数、无因次半径和离心加速度,得到了计算无因次切向气速的经验公式,预测与实验结果吻合较好.     

折流式超重力旋转床转子结构对气相压降的影响

折流式超重力旋转床是继旋转填料床之后出现的一种新型高效的气液传质设备.今采用空气-水系统对折流式旋转床进行了气相压降实验,考查了折流式转子结构对气相压降的影响,建立了折流式旋转床干床气相压降的理论模型.实验结果表明:折流式旋转床转子结构对气相压降影响较大,在动静折流圈结构不变的情况下,动静盘垂直间距存在某一最优值,通过实验得到了实验中所用的折流式旋转床的最佳转子高度为90 mm,实验也验证了旋转床设计时采用的等通流面积原则是符合气体运动规律的;干床压降理论模型的计算结果与实验值符合较好,为建立湿床压降模型奠定了基础.     

折流式超重力旋转床液泛和气相压降的实验研究

折流式超重力旋转床是一种新型高效的气液传质设备。液泛和气相压降是超重力旋转床流体力学的重要特征。实验以空气-水为物系,对转子直径为288mm,高度为55mm的折流式旋转床进行了气相压降和液泛实验。实验表明：随着转速和液流量的增加,液泛气速减小,折流式旋转床更容易液泛。气相压降随气量、转速、液量的增加而增大,随气量和转速增大的趋势比较明显,随液量增大的趋势比较缓慢。     

折流式旋转床出口气相流场研究

采用实验的方法对折流式旋转床气体出口流场进行研究。实验在旋转床壳体直径为724mm,气体出口直径为152mm的折流式旋转床中进行,在常温常压空气单相的情况下采用5孔探针测量了不同转速和气量下旋转床出口位置的气相流场。实验得到了不同转速不同气量下气相切向、径向和轴向速度随无因次半径变化的流场分布情况,从而为折流式旋转床的设计提供理论基础。