气-液分布导流片对超重力旋转床吸收性能的研究

以CO2-NaOH体系为研究对象,研究了超重力旋转床内构件中气-液分布导流片对吸收性能的影响。重点考察了3种不同气-液分布导流片对超重力旋转床中NaOH对CO2吸收过程的流动特性、传质性能的研究。实验结果表明,不同的气-液分布导流片对流体在超重力旋转床中的流动性能产生一定的影响,当采用顺时针偏转的液体分布导流片、径向无偏转的气体分布导流片时,气液两相为顺流接触,可增长液体吸收剂与气体接触时间,获得较好的传质效果。以CO2-NaOH体系为研究对象,传质系数为不添加气-液分布导流片的2.83倍,CO2的脱除率可从43.34%提高到80.00%。     

超重力旋转床中气液传质性能的研究进展

超重力旋转床是一种强化化学工业过程的新型反应器,利用高速旋转填料所产生的离心力来模拟超重力环境,液体在高分散、高湍动、强混合以及界面的快速更新下与气相以极大的相对速度在填料的弯曲孔道中进行逆向接触,极大地强化了气液传质过程而不液泛。对影响超重力旋转床气液传质效果的因素,如填料、转子转速以及气/液体流量等进行了综述,并在此基础上,介绍了典型的气液传质理论和近年来国内外对超重力旋转床中气液传质理论及气液传质模型的研究进展,最后对超重力旋转床气液传质的强化技术进行了展望。     

多级雾化超重力旋转床中气液传质实验研究

利用传热强化与过程节能教育部重点实验室开发的多级雾化超重力旋转床，采用化学吸收的方法测定了其在不同操作条件下的体积传质系数，并根据双膜理论建立了旋转床中气液两相之间的传质模型．实验结果表明，多级雾化超重力旋转床气液两相间的体积传质系数随气液流量的增加而增大．文中还从实验数据中归纳出了液滴内的传质系数方程，指出丝网层的雾化使液滴在离心力的作用下高速旋转进入雾化区，由于液滴内循环非常剧烈，从而使多级雾化旋转床的液滴内传质系数较高．     

金属套管式微通道气液传质特性研究

以纯水吸收CO₂的物理吸收过程,研究了金属套管式微通道的气液传质特性。考察了气液两相的接触方式、气体和液体表观线速度、微通道结构尺寸（如微孔孔径、套管环隙尺寸）等对液侧体积传质系数的影响规律。结果表明,气相走内管、液相走外管,更有利于实现良好的气液传质效果;液侧体积传质系数随气液表观线速度的增加而增加,但液相表观线速度的影响更显著;微孔孔径和套管环隙尺寸的减小能显著提高液侧体积传质系数,但套管环隙尺寸的影响更大。     

一个新型臭氧微气泡系统的臭氧液相传质特性研究

臭氧的快速溶解和气液相之间的高效传质是臭氧接触氧化工艺的关键过程,微气泡是提高臭氧气液传质速率的一种有效溶解方式.因此,为探究臭氧微气泡的液相传质特性,建立了一种新型臭氧微气泡产生系统,研究不同的pH、水温、进气流量、压力等条件下微气泡水溶液中臭氧的溶解特性.结果表明:该装置产生的微气泡粒径约42.66 pm.臭氧的表...     

超重力旋转床中气液两相流动与传质过程的数值模拟

文中采用基于颗粒轨道模型的欧拉-拉格朗日法对超重力旋转床中的气液两相流动与传质进行了数值模拟研究。在合理简化丝网填料结构和考虑液滴凝并与分散的基础上,分别利用SIMPLE算法和颗粒轨道模型计算了超重力旋转床中的气流场和液滴的运动轨迹,进而计算了液相的传质系数。数值模拟所得的液相传质系数与氮气解吸水中溶解氧实验结果符合良好,表明模型能够用于模拟旋转床中流体力学和分散相内的传质过程。计算分析表明,对超重力旋转床,在一定的转速下,液体和气体流量以及填料内径的变化对体积传质系数有重要影响。     

臭氧溶解理论基础与实验研究

依据臭氧溶解理论,将高浓度臭氧发生器与射流器、气液溶解器等设备组成高浓度臭氧水发生系统,利用该系统对影响臭氧溶解的相关因素进行了实验研究·结果表明,在该系统中采用高浓度的臭氧气体、较低的气液体积比及较高的系统运行压力,有利于提高臭氧传质效率及臭氧溶解效率·在1m长的管路上经过1s的溶解时间臭氧传质效率可高达98%左右·这一结果有利于高浓度臭氧水生产设备和水处理系统的小型化,从而可以降低运行成本     

ALR中表面活性物质对氧气液传质影响

在气升式内环流反应实验装置中，添加乙醇和乙酸异戊酯作为表面活性物质考察了氧的气液传质性能．结果表明，在纯水和添加表面活性物质的情况下，较大气速范围内，氧的气液体积传质系数随气速提高而增加．添加表面活性物质可强化气液传质．两种物质的浓度对体积传质系数也有一定影响，且其影响在气速较高的情况下更为显著．提出乙醇分子在界面形成单分子层从而形成电荷分布的观点，并以此观点对乙醇影响氧的气液传质性能进行了分析，同时对添加乙酸异戊酯时体积传质系数出现峰值的情况进行了讨论．     

气液传质相界面湍动现象的实验及分析

气液相际间传质过程中,由溶质浓度梯度产生的表面张力梯度可以导致相界面湍动现象.本文采用激光纹影仪观察及计算机在线图象采集的方法,对气液两相物理吸收和解吸过程中相界面处的湍动现象进行了实验研究.传质过程包括异丙醇、乙醇、甲醇、氯苯吸收和解吸CO2.实验结果表明,在不同的吸收体系中,有不同的湍动形状,根据其形状大致可分为多边形和滚桶状两类;同一体系,在不同的实验条件下,也会有多种界面湍动的形式,其形式与吸收体系性质和实验条件密切相关.     

卧式聚合釜中新型宽叶板式搅拌桨的气液传质特性

卧式聚合反应器被广泛用于气态单体的乳液聚合反应.为强化气液传质,卧式聚合反应器多采用新型宽叶板式搅拌桨.本文采用进出口流量变化检测法在卧式反应器内测定了气液容量传质系数Kla,考察了NFr数、液含量ε、搅拌桨层数和桨叶片数对Kla的影响.结果表明:新型宽叶板式搅拌桨比普通桨型具有更大的气液容量传质系数.Kla随NFr的增加而增大;随ε的增加先增大后减小,在ε=0.5时达到最大值,随搅拌桨层数和桨叶片数的增加而增大.在不同的NFr下,卧式反应器内流体呈现重力作用区、过渡区和惯性力作用区.在重力作用区,Kla与NFr符合Kla∝NFr0.9～1.1.     

膜蒸馏与渗透蒸馏耦合分离HCl过程中伴生水传质的抑制

分析了HCl-H₂O体系气液平衡关系及膜蒸馏与渗透蒸馏耦合分离HCl过程中伴生水传质的推动力,考察了盐浓度、吸收液温度、料液中盐酸和硫酸浓度对伴生水传质的抑制效果。结果表明：料液中含盐、适当升高吸收液温度均能够抑制伴生水的传质;料液中盐酸浓度增大,水的跨膜通量减小,HCl的摩尔通量增大;料液中硫酸浓度从0.01mol/L增大到0.05mol/L,水的跨膜通量下降了28.1%,HCl的摩尔通量增大了2.1倍。     

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。     

正确理解和使用总传质系数

在《化工原理》和《化学反应工程》课程中，关于气液物理及化学吸收的一个重要的动力学问题就是建立吸收速率方程．而吸收速率方程中关于传统系数用到的有：气侧总传质系数、液侧总传质系数、气相传质分系数、液相传质分系数．众多的传质系数概念常使初学者混淆不清，尤其对总传质系数感到费解，造成使用困难．笔者根据自己几年的教学经验，对总传质系数这一概念的理解和使用情况进行了探讨．1总传质系数概念的引出在描述气液吸收速率时，可以用气膜内传质速率方程，也可以用液膜内传质速率方程，两种方法的表示形式分别为：NA—kG（P＾G…     

浆料鼓泡塔内吸附剂微粒增强气液传质的研究

为了考察吸附剂微粒对气液传质的增强,研究了浆料鼓泡塔内异丙醇-水/4A分子筛和叔丁醇-水/分子筛浆料系统内吸附剂微粒对气液传质的过程.考虑液相返混及气液两相间传质,建立了浆料鼓泡塔内气液传质模型,数值求解该模型,数值模拟计算结果与实验结果吻合较好.考察了系统中加入吸附剂微粒后,不同固含率对不同平均粒径下增强因子的影响及粒径对液相传质系数的影响.结果表明,吸附剂微粒的加入使气液传质得到增强.固含率增加,气液传质增强,当固含率超过4%后,气液传质的增强变得缓慢.微粒的粒径越小,对气液传质增强越大.     

静态导流板式旋转填料床的结构设计及其传质效果研究

在以增大端效应区为手段的旋转填料床(RPB)基础上设计了一种新型结构的RPB,即静态导流板式RPB,通过在主体填料区设置静态导流板,使周向运动的液体重新获取径向上的速度分量,液体重新被切割,产生第二端效应区,从而使气液传质效果得到加强。在脱碳实验中,对比静态导流板4种不同安装方式下的传质效果,结果表明,当导流板弧面切线方向与外填料垂直时,传质效果最好;CO2-Na OH气液传质实验的结果表明,安装静态导流板时设备的脱碳率比传统的满填料转子高5%左右,比未安装导流板时高10%左右;在H2S-CO2-MDEA的竞争反应体系中,H2S的脱除效率较高,选择因子较大,脱硫效率大于99.8%,净化气中H2S体积分数低于0.002%,同时选择性因子高达13.5。     

吸收过程中界面湍动对传质的影响

传质过程中的界面湍动现象广泛存在,宏观上表现为传质阻力下降,传质速率增加.本文以甲醇、乙醇等有机溶剂吸收二氧化碳的物理吸收过程为研究对象,建立了一套带有激光纹影仪与计算机实时图象采集系统的传质实验装置,研究了相界面湍动对传质速率的影响,以及液膜厚度变化对相界面湍动情况下传质速率的影响.定义了放大因子,利用放大因子定量说明界面湍动对传质速率的影响.实验发现界面湍动存在时,液相传质系数与理论值偏离,而且随传质推动力的增大,偏离增大;同样条件下,改变液膜厚度,传质速率可以成倍的增加.这说明吸收过程中界面湍动对传质的促进作用受多种因素的影响.     

气-液界面处疏水碳酸钙纳米颗粒的分布行为及其对传质过程影响的研究

在纳米碳酸钙原位改性、碳酸钙基润滑油清净剂制备等过程中,疏水碳酸钙纳米颗粒易富集在气-液界面处并对气-液传质过程造成影响。为揭示疏水碳酸钙纳米颗粒的分布行为,并量化其对传质过程的影响程度,提出利用探索界面处颗粒层流变行为的方法来确定疏水性碳酸钙纳米颗粒在气-液界面上的吸附量,并预测其对传质过程的影响。一方面,通过对界面处疏水碳酸钙颗粒层进行流变测量,量化不同疏水性颗粒加入条件下界面处的表面压力;另一方面,利用膜分散微反应器进行Ca（OH）₂溶液-CaCO₃疏水颗粒体系吸收CO₂的传质行为研究。研究结果表明,碳酸钙纳米颗粒的疏水性和颗粒表面浓度会直接影响颗粒的分布状态,进而改变界面处的表面压力,最终导致传质效率出现差异。当颗粒达到临界浓度、颗粒层呈现不可压缩的流变状态时,气-液传质系数会降低约一个数量级（从10^-3 m/s到10^-4 m/s）。此外,还进一步提出了气-液界面处表面压力与液相中碳酸钙纳米颗粒疏水性和表面浓度关系的计算式,进而确定了气-液体系原位合成改性碳酸钙纳米颗粒的适宜操作范围。     

液幕状气液两相流传热特性的实验研究

针对强化脱硫塔内气液两相流的传热与传质，建立了一种新的气液两相流型——液幕状气液两相流．根据该流型的特点，进行了气液两相传热实验，分析了气液两相流中的温度场分布，并研究了传热系数与液气比之间的关系．结果表明：无论顺流或逆流，在空气流速一定时，传热系数都随着液气比的增大而减小，并且液幕顶部是传热效果最佳的位置，可以组织多层液幕来降低工业成本．得到的传热系数与液气比之间的关联式为工程设计和更深一步的研究工作提供了技术标准．     

氧化铜催化臭氧氧化模拟费托合成废水

费托合成废水COD高达40～60 g/L,pH低至2～3,必须采用化学方法进行预处理才能有效续接生物处理方法。本研究利用氧化铜对模拟费托合成废水进行臭氧催化氧化降解实验,考察单独臭氧氧化、催化臭氧氧化、催化剂投加量、初始COD对模拟费托合成废水COD去除率的影响,并对COD的降解动力学进行分析。实验结果表明:对于COD的定量分析,与分光光度法相比,重铬酸钾滴定法测定COD的精确性比较高;单独氧化铜吸附和单独臭氧氧化对模拟废水COD的去除率为20%～30%;采用氧化铜和臭氧组合工艺,对模拟费托合成废水COD的去除率较高。当COD初始值为1 000 mg/L时,氧化铜投加量为1 g/L,反应120 min后对模拟费托合成废水的COD去除率达到76.62%;随着初始COD浓度的提高,COD的绝对降解量也成比例逐渐增大。CuO/O_3体系氧化机制分析表明,·OH对模拟费托合成废水中小分子有机酸醇的去除发挥了主要作用。动力学分析结果表明,采用氧化铜催化臭氧氧化工艺,模拟费托合成废水COD的降解过程符合准一级动力学方程,相关性系数高达0.97以上。     

组合转子管式光生物反应器气液两相流混合特性模拟研究

通过Fluent流场分析软件对组合转子管式光生物反应器气液两相流混合特性进行模拟。以欧拉多相流模型、k-ε湍流模型为依据,分别对无内置转子光管、内置两叶片转子管、内置翼片转子管在多种倾斜角度下的速度云图、旋流数、气含率、气相速度、湍动能进行分析。结果表明：内置组合转子能够提高流体湍动程度,促进流体混合传质;翼片转子由于其特殊的结构能够显著增加管式光生物反应器中的气含率,提高气液两相间传质效果,传质效果相较于两叶片转子管和光管分别提高53.7%和26.5%;随着管路倾角由0°增大至90°,流体平均湍动能逐渐增加,内置组合转子后平均湍动能增加更加明显,与两叶片转子相比,翼片转子在0°和30°情况下混合传质效果更好。