多面球填料塔的氨吹脱传质速率的影响因素

以钒冶炼厂高浓度氨氮废水为处理对象,设计由多面球填料吹脱塔、吸收塔(填科体积均为1 m3)和吹脱空气、废水、吸收液循环管道系统构成的氨吹脱系统,研究氨氮废水的循环流量、温度与pH,吸收液循环流量和pH以及吹脱空气循环流量等因素对氨氮吹脱速率的影响,得到不同条件下氨的总液相传质系数.研究结果表明:在最佳条件下,氨的总液相传质系数KL=7.2 mm/h.     

气扫式膜蒸馏用于脱除水中氨的分离性能

针对气扫式膜蒸馏脱除水中氨的过程，以传质基本理论为依据，导出了考虑水中氨解离的总传质系数表达式，并建立了利用实验结果计算总传质系数和选择性系数的方程。在气扫式膜蒸馏实验中测定了各种操作条件下氨浓度和跨膜通量随时间的变化关系，并利用导出的方程、由实验结果得出了相应的总传质系数和选择性系数。研究结果表明，升高料液温度能够提高氨的总传质系数，但却使选择性系数下降；料液的流速对氨的总传质系数和选择性系数均无重要影响，但提高吹扫气速能使两者都明显上升；总传质系数和选择性系数随料液浓度的升高而略有下降；提高料液的初始pH值能同时明显地增大总传质系数和选择性系数。     

垃圾沥滤液氢氧化钙混凝-氨吹脱预处理

采用氢氧化钙混凝-氨吹脱法,对垃圾沥滤液进行预处理,研究氢氧化钙的投加量、pH值、温度和气液比等对混凝-氨吹脱率的影响.结果表明,在垃圾沥滤液中,投加6 g·L-1 氢氧化钙,可将沥滤液的pH值调到10.5;混凝预处理后,对总磷的去除率可达80%,氨氮的去除率为15%～30%,对化学需氧量的去除率不高. 垃圾沥滤液氨吹脱过程中,当pH值为10.5时,氨吹脱率可达到65%;而当气液比为3 000,水温为45 ℃以上,填料质量分数为50%的条件下,氨吹脱率可达到85%以上.     

小颗粒滴流床中脉动流时分散气泡大小对传质的影响

在气液相並流向下流动的滴流床中,用CO_2-空气-NaOH系统在液相进行拟一级反应的化学吸收求取气液有效界面积和脉动流时分散气泡的平均直径,並讨论气液相流速,分散气泡大小与气液有效界面积之间的关系。实验表明:分散气泡的大量形成及直径变化是决定气液有效界面积的主要因素。要强化传质,除了增加气液流速外还可以减小颗粒度。     

多组分气液传质边界层内浓度场的激光测定

建立了双波长激光全息干涉测试系统，测定了多组分气液传质液相侧边界层内的浓度场分布，结果表明，距界面０．０１ｍｍ处的浓度仍远未达到热力学平衡值，说明界面附近存在相当大的传质阻力，还观察了气液传质时界面际近的湍动现象。     

泥磷液相烟气脱硝的传质动力学研究

基于泥磷烟气脱硝技术的实验研究,从双膜理论的气液传质动力学角度分析了泥磷烟气脱硝过程的气液传质动力学.根据泥磷吸收NO的特性,研究了在不同的反应温度(298.15～343.15 K)下,泥磷烟气脱硝过程中的气液传质系数、总传质系数等动力学参数随温度的变化情况,并计算了NO的气液传质阻力、增强因子.在动力学研究中,脱硝的传质过程是由双膜控制的,在反应温度范围内,NO的气液传质系数都随温度的升高而升高,但在343.15 K时降低.     

有机稀溶液在吹脱条件下的传质特性研究

采用吹脱－称重法对有机稀溶液在吹脱条件下的传质速率进行了测定,所测定的有机溶质范围包括醇类、酮类、苯类、酯类、卤代烃类。测定结果表明卤代烃类,苯类在水中的吹脱速率最快,酮类和酯类次之,醇类最不易吹脱。以气－液双膜理论为基础,对吹脱条件下传质速率的数学模型进行了理论探讨,理论计算结果与实验结果比较表明,所采用的数学模型适用于水－气分散两相系统间传质过程的计算。     

吹氩钢包内气泡聚并破碎和运动行为

基于Euler-Euler双流体模型及PBM模型,建立了吹氩钢包流场数学模型.此模型考虑了吹氩钢包内气液两相之间的曳力、升力、湍流扩散力和气泡的聚并和破碎等因素.研究了气泡聚并破碎对钢包钢液内含气率、气泡速度和混匀时间的影响,并与定气泡直径下的流场进行对比.数值结果表明:PBM模型的预测值更接近实验结果;钢包内气泡分布为中心区域气泡直径大,从中心到气液边界处气泡直径逐渐减小,气液两相区边界处直径最小;在钢包轴线上气泡速度先急剧增加然后缓慢减小,在接近液面处气泡速度又急剧减小.     

烟气脱硝用尿素水解制氨工艺试验研究

为了掌握烟气脱硝用尿素水解制氨工艺的放大规律,通过建立中试装置来模拟工业反应器的传递过程,对尿素水解工艺开展了中试及工业化放大试验研究。结果表明,尿素溶液在一定温度、压力下发生水解反应生成氨气、二氧化碳和水蒸气的混合气,气液相平衡可采用修正的LewisRandall方程和Herry方程分别描述。当操作温度为150℃时,反应-扩散准则数M为0.036,表明尿素水解制氨为液相慢反应,本征反应速率远小于氨气扩散速率,反应器的产氨速率由动力学控制,可简化为温度和反应平衡常数的函数;水解反应器内加热蒸汽发生冷凝换热,液相区则产生泡核沸腾;根据中试试验数据建立的表观动力学模型,可用于指导工业反应器的结构设计。该研究将为烟气脱硝用尿素水解制氨工艺开发及反应器放大设计提供重要参考。     

曝气吹脱预处理渗滤液影响因素的中试研究

为保证垃圾渗滤液与城市污水合并处理时污水厂的生物处理工艺正常运行,采取预处理措施降低渗滤液的高氨氮浓度,以前期实验室小试为基础,针对曝气吹脱工艺,在重庆市涪陵区污水处理厂进行中试研究,考察pH、吹脱时间、气液比和温度对吹脱效率的影响,并通过经济分析确定各因素较佳的取值范围。研究结果表明:pH、吹脱时间、气液比和温度对曝气吹脱预处理垃圾渗滤液的吹脱效率影响显著;经综合考虑,取pH为10.25~11.75,曝气吹脱时间≤4 h,气液体积比为400~1 200,渗滤液水温为10~15℃。     

浸没燃烧蒸发过程单个气泡传热传质模型

浸没燃烧蒸发器是一种利用高温气体与低温液体直接接触传热的高效蒸发设备,其现有传热传质模型较为繁琐。该文从传质推动力角度出发建立了高温气泡在水中上升过程的传热传质模型,计算结果与文献报道的实验数据、模拟结果基本吻合。利用该模型计算可得出,浸没燃烧蒸发过程中,液体平衡温度随气体初始温度的升高或气泡内初始水蒸汽含量的增大而升高,接触时间在一定范围内的增加使得液体平衡温度随之降低,超出1 s后对液体平衡温度影响不大。     

LDCT法气液两相流传递特性研究

用极限扩散电流技术（LDCT）对竖直管内的液体单相流与气液两相流的传质特性进行了测量，经三传类比由测量结果获得了传热特性．实验在一内径为18mm的垂直有机玻璃管内进行，实验液体为K3Fe（CN）6-K4Fe（CN）6-NaOH溶液，气体为空气．实验结果与Dittus-Boelter式的计算值及两相流传热的文献值吻合较好．实验中对气液两相流瞬时极限电流信号进行了测量与分析，采用小波分析法对瞬时极限电流波动信号进行了6尺度分解与重构，深入认识了气液两相流的传递过程．对上升管中气弹运动对传热传质的影响提出了假设.     

Modeling of mass transfer characteristics of bubble column reactor with surfactant present

Danckwert‘s method was used to determine the specific interfacial area, a, and the individual mass transfer coefficient, κL, during absorption of CO2 in a bubble column with an anionic surfactant in the carbonate-bicarbonate buffer solution and NaAsO2 as catalyst, the presence of which decreases the specific interracial area and the individual mass transfer coefficient. The specific interfacial area and the individual mass transfer coefficient increase with increasing superficial gas velocity. The specific interfacial area decreases whereas the individual mass transfer coefficient increases with increasing temperature. The results of experiments were used to determine the dependence of a, κL, and κLa on the surface tension, the temperature of the absorption phase, and the superficial velocity of the gas. The calculated results from the correlation were found to be within 10% deviation from the actual experimental results.     

静态声空化泡内外的质量交换

研究表明声空化泡内外存在着不可忽略的质量交换,但目前的研究主要针对激烈脉动型的声空化泡.本文利用驻波声场的Bjerkes力稳定悬浮非激烈脉动型声空化泡（静态声空化泡）来研究泡壁处气液间的质量交换特性.结合实验结果,我们分析了驱动声压、气体种类、液体的黏度、表面张力,饱和蒸汽压等因素对静态声空化泡内外质量交换特性的影响.同时,我们设计的实验系统也为气液传质特性测量提供了一种方法.     

高温球体与水的沸腾传热特性研究

为研究高温流体与水的传热特性,采用理论分析与自由界面追踪数值技术对高温球体表面的沸腾传热过程进行研究,得到球体表面传热特性的变化规律. 分析结果表明,当球体温度不变时,蒸气膜层厚度自前滞点往后逐渐增大,膜层内温度呈非线性分布降低,速率呈抛物型分布. 当球体温度提高时蒸气膜层厚度变大,相应的蒸气速率峰值也变大,球面传热系数却变小. 数值仿真结果显示了气-液界面上不稳定性波动发展和气泡成长过程,较为真实地反映出沸腾传热的动态过程.      

聚酰胺酸溶液成膜过程中的传质行为

为了研究聚酰胺酸溶液成膜过程中的传质行为,采用自制液膜干燥实验装置在线测定聚酰胺酸溶液质量的变化.假设气、液两相传质通量相等的条件下,计算了溶剂气相传质系数和液面蒸气压.在此基础上考察了干燥温度、液膜厚度、溶液相对分子质量对液膜表面蒸气压的影响.结果表明,成膜过程中存在溶剂蒸发与聚酰胺酸溶液亚胺化反应的相互竞争.干燥初期溶剂蒸气压迅速升高,液膜表面溶剂的扩散为控制步骤;而干燥后期溶剂蒸气压较小,溶剂在膜内部扩散成为控制步骤.同时随着液膜厚度的增加、干燥温度的升高及溶液相对分子质量的减少,液面蒸气压的最大值呈现增大趋势.     

超声场对毛细管内电解质扩散系数的影响

以封闭于毛细管内的溶质扩散模拟固液分离体系中深层溶质扩散过程。采用液相色谱毛细管法测定毛细管内的二元扩散系数 ,通过分析温度、超声场 (排除热效应 )、直接超声场的影响 ,探讨了超声场对微孔深层扩散的强化作用机理。实验结果表明 ,超声场对毛细管内二元扩散系数的影响是热效应和管内流体扰动两方面共同作用的结果。在排除超声场热效应的条件下 ,随超声功率的增大 ,毛细管内的二元扩散系数随之增大 ,相对二元扩散系数与测量的流速无关 ;在无超声场作用时 ,毛细管内的相对二元扩散系数随温度升高而增大 ,呈线性关系。直接超声场的影响可采用超声场的热效应、管内流体扰动及相互作用参数叠加的方式表示。     

实时激光全息干涉法测量液相扩散系数

为研究液相扩散的作用，介绍了一种测量液相扩散系数的激光实时全息干涉系统，利用该系统实时记录液液两相传质的浓度场分布全息图，得到清晰表征浓度场分布的实时全息干涉条纹图；利用全息干涉原理及相应的数学关系处理干涉条纹，得到液相扩散系数，作者首先用已有文献值的KCl水溶液在298．15K下的扩散系数，验证了实验系统的可靠性，在此基础上，进一步测量了坑坏血酸水溶液在298．15K下的液相扩散系数，也进行了测量方法的误差分析,该方法为建立新的液液传质理论提供一定的实验依据，且有利于从微观角度认识液液界面和传质特性。     

Numerical study of flow pattern modulation in a vertical phase separation condenser tube

The passive phase separation concept was proposed to modulate flow patterns for heat transfer enhancement. By the flow pattern modulation, the gas tends to be near the wall and the liquid tends to be in the tube core. Experiment has been performed to verify the fresh idea and the flow pattern modulation mechanism was analyzed qualitatively. This paper focuses on the numerical simulation of the bubble dynamics for a single bubble in the vertical phase separation condenser tube to quantitatively explore the flow pattern mechanism, based on a multiscale grid system and the volume-of-fluid (VOF) method. It is found that: (1) the modulated liquid film thickness can be decreased by 70% compared to that in the bare tube region; (2) the modulated bubble traveling velocity can be doubled, causing the increased liquid velocity and velocity gradient in the annular region to weaken the fluid boundary layer; (3) the significantly increased bubble traveling velocity in the annular region promotes the mass and momentum exchange between the annular region and the core region, and yields the self-sustained pulsating flow in the core region. The above three factors are benefit for the performance improvement of the heat transfer facilities.     

液体初始分散对逆流旋转床内传质影响的研究

探讨液体的初始分布对逆流旋转填充床流体力学特性和传质的影响。在逆流旋转填充床内，用水吸收空气中的氨，通过使用五种不同的液体分布器，研究操作条件(转速、气量、液量)对逆流旋转填充床气相压降和传质的影响。在相同操作条件下，不同液体分布器对旋转床气相压降影响表现为，旋转床气相压降随转速、气量的增加而增大，随液量的增大而减小，不同分布器对传质的影响不明显。气相总传质系数K_ya随转速、气量、液量的增加而增大；旋转床内的传质主要发生在填料层内，从分布器到填料空腔内的传质约占整个旋转床内传质的10%以下。