HSX型规整填料的流体力学和传质性能研究

在直径为476 mm的有机玻璃塔内对新开发的HSX型填料进行冷膜实验,测试不同比表面积的HSX型填料的流体力学性能和传质性能,并将HSX125型填料与Mellapak125X型填料的实验数据进行对比。实验结果表明:HSX125型填料无论在湿塔压降、液泛气速及传质效率上均优于Mellapak125X型填料;当喷淋密度L=28.11m3/(m2·h)时,HSX125型湿塔压降比Mellapak125X平均降低30.8%,等板高度平均降低16.2%;在实验操作条件下,HSX125型填料的液泛气速平均升高5.6%。上述结果表明,HSX型填料经波纹结构优化后,在保证填料塔大通量的前提下也保持了其较高的传质效率。     

HX型高效规整填料的流体力学和传质性能研究

在内径为500mm、填料高度为1m的有机玻璃塔内,对4种不同比表面积的HX型及X700型规整填料进行了冷膜实验,得到了表征两种填料流体力学性能和传质性能的实验数据。实验结果表明几种填料的压降、液泛气速和每m填料的理论级数符合一般规整填料的变化规律;与X700型填料相比,HX700型填料具有较小的压降和较高的传质效率,干塔压降平均降低了25%,湿塔压降平均降低了40%,液泛气速平均提高了12%,每m填料的理论级数平均提高了30%。     

SY型丝网波纹填料的流体力学及传质性能研究

研究开发了一种新型SY丝网波纹填料。常温常压下,以空气-水-氧气为介质,在塔径500mm的有机玻璃塔内,对4种不同比表面积的SY型填料进行冷模实验,研究其流体力学和传质性能,并在相同实验条件下与丝网波纹填料CY700进行对比。实验结果表明,SY型填料的塔压降低于CY型填料,液泛气速和传质效率均优于CY型填料。当L=2249m3/(m2·h)时,SY700填料的湿塔压降比CY700降低了32%;L=1687m3/(m2·h)时,等板高度平均降低了12%;实验范围内,液泛气速平均增大了22%。上述结果表明SY型填料优化的波纹几何结构,改善了气液相通道,强化了气液两相接触传质,并增大了填料通量,具有较宽的操作范围和较好的分离效率。     

TPI型规整填料的流体力学及传质性能研究

设计开发了一种新型波纹脉冲型填料,该填料结合直线结构和脉冲结构的优点,有效地降低了塔压降,并且显著提高了传质性能。实验采用氧解吸的方法对三折线脉冲（TPI）填料进行冷膜实验,测定了3种不同比表面积的TPI型填料的流体力学以及传质性能,并与传统的CY型填料进行了对比。相对于CY700型填料,TPI700型填料的流体力学和传质性能均有较为显著的提高。以流量L=22.49 m³/（m²·h）的情况为例,TPI700型填料的塔压降比CY700型平均降低了约39.4%,等板高度平均降低了约16.6%,液泛气速提高了约16.4%。结果表明,TPI型填料的性能较为优良,可以应用于高分离要求的行业。     

SCA型高效规整填料的开发及其性能研究

研究开发了一种新型金属丝网波纹填料—直线与弧线交替（SCA）型规整填料,该填料为独特的弧线与直线交替式结构,兼具了直线、弧线型等多种典型填料的优点。在透明的树脂玻璃塔内进行冷态模型实验,通过将700、800、1 000 m²/m³的3种大比表面积的SCA型填料与传统填料进行比较,研究其流体力学性能与传质性能。实验对比结果显示：在相同操作条件下,SCA700型填料的干塔压降仅为传统CY型填料的67.8%,平均降低了32.2%;湿塔压降仅为传统CY型填料的65%,平均降低了35%;液泛气速平均高出20%,等板高度值平均减小了近24%。上述结果表明,SCA型填料兼顾了填料的传质性能与流体力学性能,在减小压降、增大操作弹性与传质效率方面均有显著进步。     

双曲型高效规整填料的流体力学和传质性能

用两种双曲(SQ)型金属丝网波纹填料在内径为500 mm,填料高度为1 m的有机玻璃塔内进行冷膜实验。通过研究SQ型填料的流体力学和传质性能可知,此填料特殊的弧形波纹结构改善了气液分布。实验结果显示SQ型填料的传质性能要优于传统填料CY-700,当L=25.48 m3/(m2.h)时,SQ-700的HETP值比CY-700相对降低44.5%。对于同种SQ型填料,其压降,泛点和等板高度符合一般填料的变化规律,而SQ-800的比表面积大于SQ-700,故而传质效率高,能耗高,可操作范围小。     

导向梯形立体喷射填料复合塔板的流体力学与传质性能

设计了一种具有低压降、大通量和高传质效率特点的立体复合塔板（FTCT）,以空气-水-氧气为实验介质,在直径500mm,板间距450mm的有机玻璃塔中进行冷模实验。对3种开孔形态不同的FTCT塔板进行流体力学和传质效率的测试,测定了不同气液负荷下的板压降、板上液层高度、漏液、雾沫夹带和传质效率,回归得到了FTCT塔板的干板压降经验公式。实验结果表明：板孔动能因子在7~19（m/s）·（kg/m³）^0.5范围内干板压降比开孔率相同的New VST塔板低10%~20%;3种FTCT的漏液、雾沫夹带和塔板传质效率都有相似的规律,但正向梯形开孔TH1型FTCT的流体力学性能和传质效率要明显好于另外两种。     

导向立体喷射复合塔板的流体力学及传质性能研究

设计了一种低压降、大通量、高传质效率的导向立体喷射复合塔板（FVJT）,在直径为800 mm的圆形塔内进行冷模实验,测得FVJT的干、湿板压降,雾沫夹带率,漏液率,清液层高度等流体力学数据,并通过富氧水解析实验分析塔板的传质性能;最后,根据干、湿板压降数据拟合得到压降关联式。对比研究了3种不同立体帽罩倾角对塔板性能的影响,结果表明：与新型垂直筛板（New VST）和F1浮阀塔板相比,本文所设计的FVJT干、湿板压降分别降低约20%~30%和10%~20%,传质效率提高了13%~17%,其中立体帽罩倾斜角为6°时传质效率最高。     

导向立体喷射复合塔板的流体力学及传质性能研究

设计了一种低压降、大通量、高传质效率的导向立体喷射复合塔板（FVJT）,在直径为800 mm的圆形塔内进行冷模实验,测得FVJT的干、湿板压降,雾沫夹带率,漏液率,清液层高度等流体力学数据,并通过富氧水解析实验分析塔板的传质性能;最后,根据干、湿板压降数据拟合得到压降关联式。对比研究了3种不同立体帽罩倾角对塔板性能的影响,结果表明：与新型垂直筛板（New VST）和F1浮阀塔板相比,本文所设计的FVJT干、湿板压降分别降低约20%~30%和10%~20%,传质效率提高了13%~17%,其中立体帽罩倾斜角为6°时传质效率最高。     

复合喷射塔板的流体力学性能及传质性能的测定

设计了一种具有低压降、大通量及高传质效率的复合喷射塔板,以空气和富氧水为介质,在直径500 mm的圆筒型玻璃钢实验装置中对复合喷射塔板的流体力学性能及传质性能进行测定,研究了复合喷射塔板的干、湿板压降,雾沫夹带,漏液率,清液层高度等流体力学性能随底隙上方条缝高度的变化规律,并对干、湿板压降数据进行线性回归分析。结果表明该复合喷射塔板的干、湿板压降与F1浮阀塔板相比明显降低,且塔板清液层高度随底隙上方开缝高度的增加而降低,雾沫夹带率和漏液率随开缝高度的增加而增大;在底隙上方开缝能够提升立体塔板的传质效果,且传质效果比F1浮阀塔板高出5%以上。     

高效填料在新冠肺炎疫情防控用84消毒液增产提质中的应用

开发了一种具有高分离效率、高产能特点的新型高效无壁流规整填料,将其应用于新冠肺炎疫情防控用84消毒液的生产中,可达到提质增产的目的。通过计算流体力学（CFD）模拟对无壁流规整填料进行了结构优化,经实验验证,新型无壁流规整填料的干塔压降降低了12%。将新型填料应用于次氯酸钠（84消毒液的主要成分）生产的技术改造中,可提高产品质量,扩大产能,同时降低尾气中有害气体的排放,达到了提质、扩产、节能、环保的目的,为控制新冠肺炎疫情的扩散提供强有力的保障。     

旋转填充床中两种填料压降特性与传质特性的对比

利用空气-水-SO2 系统研究了逆流旋转床的气相压降及传质特性。结果表明, 填料A(普通丝网 )比填料B(RS钢波纹丝网)的气相压降大30%左右, 体积传质系数小15%左右, 即填料B比填料A的流体力学性能和传质性能好。     

填料类型和曝气条件对生物栅微生物群落的影响

以水生植物和填料为要素构建生物栅装置,用以强化处理富营养化水体.实验采用6m3.d-1的中试规模,7个廊道并联运行,连续进出水.研究不同的填料类型和不同曝气条件下的污染去除效果以及填料生物膜微生物群落结构的变化.结果表明,填料在污染去除中起重要作用,投加填料的反应池CODCr、总氮和氨氮的去除率较无填料对照池分别提高了42.1%~52.2%,24.4%~47.8%和58.7%~71.4%.悬浮填料生物膜微生物相对处于好氧生境,有利于COD和NH4+的好氧氧化去除,而组合填料和新型填料存在兼性厌氧的生境,有利于总氮的去除.采用间歇曝气的方式可以一定程度地提高系统污染去除效率.ERIC-PCR指纹图谱分析表明,填料挂膜阶段,3种填料生物膜带型相似,随着系统挂膜成熟及稳定运行,填料生物膜带型分化成两大类型.悬浮填料为一大类型,组合填料和新型填料为另一类型.3种填料生物膜微生物种群丰富度明显提高.间歇曝气的3号和5号条带微生物的种群丰富度高于未曝气的2号和4号,有利于污染物的去除.总之,随着系统的稳定运行,填料生物膜微生物多样性指数显示出逐渐增大的趋势,表明系统中微生物种群趋于多样化,系统处于良好的稳定状态.     

用于贮存核废料混凝土断裂能的影响因素分析

为确保核废料贮存的长期耐久性,参照国际材料与结构联合会标准(RILEM),分别在常温和受热150℃后,对混杂纤维混凝土和素高强混凝土进行三点弯曲试验.结果表明:1)受热前,纤维混凝土的断裂能为素高强混凝土SP-13的6.3~12.0倍;受热后,为其12.0~16.7倍;2)大尺寸钢纤维A和C对混凝土能量吸收方面的作用优于小尺寸钢纤维B和聚丙烯纤维;钢纤维C(剪切压痕型)对混凝土断裂能的改善效果优于钢纤维A(剪切螺纹型)和钢纤维B(超短超细型);3)综合利用弯曲韧性指标以及断裂能极差、方差对比分析,钢纤维A和C适用于核废料混凝土容器材料.     

膜结构填料的材料特性对甲醇/异丙醇精馏分离的影响

以聚偏氟乙烯（PVDF）、聚丙烯（PP）、聚砜（PS）和聚四氟乙烯（PTFE）4种材料作为中空纤维膜结构填料对甲醇与异丙醇混合体系进行精馏分离研究。从塔顶馏出液浓度、等板高度和传质系数三方面比较了4种膜结构填料的优劣,并从膜的材料特性和微观结构角度对结果进一步分析,得出聚偏氟乙烯膜结构填料比较适合于精馏分离甲醇与异丙醇体系的结论。