旋转床填料内径向温度分布实验分析

为了精确描述旋转床填料内的温度分布关系,文中对旋转床的径向温度分布进行了实验测定,结果发现：在实验范围内,旋转床填料内的径向温度分布与转子的转速有关,与液体流量有关,但气体流量的变化对温度分布的影响很小。文中推导出传热系数公式,并结合实验数据计算出传热系数,有力地证明了传热端效应的存在。     

旋转填料床流体力学特性的研究

利用离心传质分离设备－旋转填料床,对其流体力学特性进行了研究,测定了该装置在不同转速,气流量和液流量的干,湿床压降,通过对大量实验数据的分析表明,旋转填料床的干,湿床压降均受气流量及转速的影响,且受气流量影响较大,而与液流量基本无关。     

旋转填充床中柠檬酸钠法烟气脱硫的实验研究

以柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液作为吸收液,在旋转填充床中进行模拟烟气中SO2(体积分数约为0.4%)的吸收实验,考察了各操作条件对脱硫率的影响。实验结果表明:脱硫率随转子转速、液气比的增大而逐渐增大,但均是达到某一值以后基本不再增加;吸收液的初始pH值越大、温度越高、柠檬酸钠浓度越大,则脱硫效果越好。旋转床中柠檬酸钠法烟气脱硫的适宜工艺条件为:旋转填充床转速1200 r/min,液气比8~12 L/m3,吸收液的初始pH值4.5~5.0,柠檬酸钠浓度0.6 mol/L。     

旋转填充床气相压降特性研究

旋转床的气相压降是旋转床工程设计的一项重要指标。利用空气水系统对旋转填充床的气相压降进行分段模型化和实验研究。结果表明,旋转床干床压降比湿床大;进口压降随气量增大而增大;内腔压降随液体加入突然减小;出口压降随气量增大而增大,随转速增大而减小,随流体加入而突然增大,填料层压降随气量和转速增大而增大,当流 入时,先减小,后增大。     

同心环碟片填料旋转床气相压降实验研究

对同心环碟片填料旋转床在气液两相沿径向逆流条件下,进行了水-空气压降测量,推导出压降与操作工况的关联式.测量结果表明,该关联式与实测值吻合较好. 研究发现在旋转床压降分析中必须考虑科氏力的影响,在总压降中摩擦阻力所引起的压降占主要部分.     

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。     

旋转填充床气相流场模拟与验证

为探索旋转填充床内的气相流场分布,本文对旋转床里的填料进行简化,建立了旋转床的二维物理模型。采用Fluent软件的标准k-ε模型模拟床内的气相流场,计算气体压降,并分析了气体在径向分布情况。结果表明：旋转填充床的压降主要集中在填料层内,压降随气体流量、转速的增加而增加,与实验数据相比,最大平均误差约22.6%;对于不同入口方式和内构件的旋转床,压降大小顺序为：切向入口>径向加挡板>径向加开孔挡板>径向入口,其中径向加挡板的旋转床内气体分布的均匀性较差。     

并流旋转床中液滴运动规律及发散型填料设计

液滴粒径是影响旋转床中气液传质的重要因素。通过分析液滴的运动和气体的流场特性,构建液滴在单级雾化并流旋转床中的二维运动模型,探索液滴群粒径分布。根据液滴速率和粒径分布确定填料的径向间距,设计了发散型丝网填料。该填料增大了相界比表面积,对提高传热传质效率,优化旋转床脱硫工艺具有一定的意义。     

旋转填料床用于易溶气体吸收的传质性能研究

利用离心传质分离装置－旋转填料床,对易溶气体吸收过程的传质性能进行了实验研究。对于含少量氨的空气其中氨被水吸收的总气相体积吸收系数随气相流速的增大而增大。在一定的转速范围内,气相流速不变时,吸收系数随转子转速的增加在一定的转速而增加。同时得出与重力场吸收相当的传质单元高度。     

旋转填充床端效应区分布范围的研究

本文假设液体射流在端效应区内的流动过程动量守恒,建立并简化N-S方程,经过计算得到了端效应区厚度与射流速度和转子转速的关系。关系式显示,端效应区的厚度与射流速度成正比,与转子转速成反比。通过墨迹实验,观察不同的填料层厚度下射流被捕获的情况,进而判断端效应区的范围。实验结果与模拟结果的一致性较好,模拟计算的最大误差不超过10%。以CO₂(10%)+N₂(90%)和NaOH溶液为实验对象,通过改变填料层数,得到脱碳率随填料层数变化的曲线。实验发现填料厚度大于端效应区时,脱碳率逐渐趋于常数。     

旋转填充床微观混合的沿程实验研究

微观混合的研究对于更好地认识和处理一些受其影响的快速反应过程（聚合、结晶等）具有重要的指导意义。通过设计一台能实现沿程取样的旋转填充床,同时通过采用一种平行竞争微观混合体系 碘化物 碘酸盐反应体系,考察了填料的不同径向位置离集指数的分布及各操作参数对旋转填充床微观混合效率的影响。本文第一次从实验上证实了旋转填充床填料的端效应区在强化微观混合方面的重要作用,系统的总结了各操作参数对微观混合的影响。与其他反应器相比,旋转填充床具有更好的微观混合效率。     

碟片超重床结构对烟道气中CO2脱除率的影响

超重场可显著提高气液两相的传质系数,通过实验研究了错流旋转碟片超重床结构对燃煤锅炉烟气中CO2脱除率的影响;增加旋转床碟片数和开孔数能有效提高CO2的脱除率,但随碟片数和开孔数进一步增加,CO2脱除率反而有所降低;增加碟片转速和氨水初始质量分数也能提高CO2脱除率,但若转速过大,液体的甩出速度增大,反应停留时间变小,CO2脱除率也会有所降低.由本研究实验可知,结构合适的旋转碟片超重床反应器可有效脱除烟气中的CO2.     

旋转床内填料表面传质特性的研究

在旋转床(RPB)中,用氮气-系统,通过氧解吸过程对两种不同形状填料的传质过程进行实验研究,实测体积传质系数与转子转速、液体流率及气体流率的关系,进而揭示出旋转床内两种填料的传质特性。对这两种不同形状的填料表面传质特性进行比较,找出传质效果较好的填料。文中还进一步对填料比表面积对体积传质系数的影响进行了探讨,证实了液体在转子填料层中的连续微粒化所得到的大量液滴表面是旋转床传质强化的重要因素。基于对旋转床传质的实验结果,提出了平均体积传质系数的回归关系式。     

超重力吸收与批式解吸工艺结合用于乙醇胺(MEA)-乙醇溶液沼气脱碳的研究

利用超重力反应器对乙醇胺(MEA)-乙醇溶液用于沼气脱碳的吸收性能进行了研究,将批式解吸工艺用于沼气脱碳,对使用了加热器的MEA-乙醇富液的批式解吸性能进行分析。研究发现进液量、进液MEA含量和转子转速的升高以及进气量、进气CO₂含量的降低会提升脱碳效果;最佳转子转速为1 000 r/min,此时当进入超重力反应器的n(CO₂)/n(MEA)<0.4时CO₂去除率可以接近100%;解吸液CO₂负荷最低可以达到0.03 mol/mol;在MEA浓度4.92 mol/L、解吸时间20 min时,单位解吸能耗(释放单位质量CO₂的能耗)达到最低,为3.17 MJ/kg,此时解吸液负荷为0.16 mol/mol。批式解吸可以通过控制解吸时间准确地调节解吸液CO₂负荷,吸收-解吸循环次数的增加不会导致脱碳效果的恶化。     

AIP系统丝网填料旋转床功耗研究

对不依赖空气动力装置(AIP)系统的水吸收CO2不锈钢丝网填料旋转床吸收器功耗特性进行了理论分析和实验研究,建立了该型吸收器功率消耗模型.设计了合适的实验方案并依此进行了实验,根据实验采集的大量数据经回归分析得到了计算旋转床吸收器功率消耗的半经验公式.理论模型计算值与实验值的对比表明,两者相对误差小于±5%.研究得到的模型为AIP系统旋转床吸收器电机选配提供了重要参考依据.     

AIP系统吸收器传质系数实验关联模型研究

通过对不依赖空气动力装置（AIP）排出CO2气体旋转床水吸收体积传质系数（Kla）的理论分析及实验研究，得到了波纹碟片填料旋转床吸收器Kla的半径验关联模型，该模型计算值与实验值相对误差小于20％，可用于实际AIP系统旋转床CO2吸收器的设计计算。实验结果表明，Kla值与旋转床的转速和气、液流量等操作条件有关，当转速从0r/min升高到1000r/min时，Kla值从0.02s^-1增大到0.30s^-1以上。     

在超重力场中实现白炭黑的原位改性

在超重力反应沉淀法制备白炭黑的基础上,在沉淀反应的后期加入硅烷偶联剂,实现沉淀法白炭黑的原位改性。对原位改性和未改性的白炭黑表面状况进行了研究,表明原位改性过程可以使白炭黑表面向亲油性转变。原位改性技术将白炭黑的制备过程和改性过程一次完成,大大简化了疏水化白炭黑的生产工艺。