循环流化床烟气脱硫过程特性分析

在分析循环流化床气相和颗粒相流动特性以及浆滴蒸发和SO2吸收特性基础上，建立了循环流化床烟气脱硫过程特性的数学模型，考察动力学参数、热力学参数以及化学参数对脱硫效果的影响．结果表明，烟气出口温度与绝热饱和温度之差(ASAT)和浆滴蒸发时间是影响脱硫效果的重要参数，浆滴蒸发时间越长，有效反应时间越长，脱硫效果越好，而ASAT减小可延长浆滴蒸发时间．动力学、热力学和化学参数对脱硫效果的影响都可归结为改变浆滴的蒸发时间(或ASAT)．模型计算结果与已有实验结果吻合良好．     

氯仿萃取咖啡因的传质研究

为了建立振动筛板萃取塔传质模型,用单液滴萃取装置测定了氯仿萃取咖啡因过程的传质系数。通过双膜理论分析得知,滴外传质是萃取过程的控制步骤。采用Krishna关联式估算的液滴终端速度与测量值符合较好,平均相对误差为1.69%。当分散相的Reynolds数在308.1～365.4范围时,内环流液滴的滴外传质系数测量平均值为1.30×10-4m.s-1,与Garner-Tayeban和Trybal关联式计算得出的传质系数平均相对误差分别为6.89%和8.93%。结果表明上述关联式可以用于萃取塔的设计和放大。     

BP神经网络在液相传质系数中的应用

根据BP(Back-Propagation)神经网络原理,以气、液表观流率为输入变量,液相传质系数为输出变量,建立神经网络模型,并利用改进的LM(Levenberg-Marquardt)算法对网络进行了训练和优化。结果表明,BP神经网络能够较好地预测滴流状态下H2O吸收CO2液相传质系数。     

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。     

荷电石灰浆雾滴吸收SO2的传质特性分析

在石灰浆荷电雾化脱硫理论分析和试验研究的基础上,建立石灰浆雾滴吸收SO2的传质模型,计算荷电前后不同气液流量,不同n(Ca)/n(S)时的气相传质系数、液相传质系数、总传质系数和增强因子,并进行SO2吸收特性分析.结果表明:n(Ca)/n(S)一定时,随着入口SO2体积分数的增加,脱硫效率增大,SO2吸收速率逐渐增大,增强因子逐渐减小;相同入口SO2体积分数时,加大液气比可以增大脱硫效率,同时使脱硫吸收速率增加,但是增加到一定量后,吸收速率开始下降.无论何种工况,荷电后的吸收速率和增强因子都比非荷电时大,说明荷电对SO2传质和化学反应具有明显促进作用.     

超临界反溶剂过程中液滴传质行为模拟研究

在超临界反溶剂(SAS)过程中,液滴的传质行为是影响微粒尺寸和尺寸分布的关键因素.建立了有机溶液液滴与超临界反溶剂之间的传质模型,用于模拟超临界反溶剂制备超细微粒的传质过程.根据所建的模型,在不同温度和压力下,对超临界CO2和丙酮液滴进行了传质模拟研究.研究结果表明,对于CO2-丙酮溶液系统,随着压力和温度的升高,液滴直径膨胀的比率增大,液滴寿命缩短,液滴中心密度最大值增大,液滴达到饱和需要的时间增长.由于液滴膨胀和寿命是影响微粒形态分布的主要因素,最大液滴直径越大,液滴的存在时间越短,则反溶剂过程越迅速;过饱和度越大,成核速率越大,系统的扰动程度越大,因而获得的微粒尺寸就越小而且尺寸分布越均匀.     

毫米级液滴传质模型与实验研究

基于液滴运动特性分析,建立了单液滴吸收实验装置,测定了毫米级液滴传质系数。将液滴与气流间的相互作用和传质理论结合起来,揭示了液滴传质过程本质。通过对液滴内部化学平衡和传质机理进行分析讨论,理论推导出传质系数计算式,并以实验值和文献数据对传质系数进行参数回归。结果表明:得到的气、液分传质系数半经验计算式对喷淋塔内平均直径为2~3 mm液滴适用性好,为喷淋塔吸收模型的建立提供了可靠依据。     

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.     

溴化锂溶液微小液滴绝热吸收水蒸气研究

基于动量守恒、质量守恒和能量守恒方程的基本理论提出绝热吸收器内溴化锂溶液微小液滴下降过程绝热吸收水蒸气的数学模型。通过数值计算分析了不同液滴直径时,溶液温度、溶液质量分数、传质系数和吸收率等随吸收器高度变化关系,该数学模型为喷淋绝热吸收器优化设计提供理论基础。     

井巷紊流传质过程的纵向弥散模型及纵向弥散系数

本文从纵向弥散机理出发研究了井巷紊流传质的数学模型,并从不同角度探讨了如何确定纵向弥散系数的问题,进而提出了几种确定井巷紊流传质过程中纵向弥散系数的方法.     

SDDA内石灰浆滴吸收SO2的动态特性

在建立烟气喷雾干燥脱硫器(SDDA)内浆滴传热传质模型基础上,分析了3种不同粒径下浆滴温度、烟气温度、SO2浓度、浆滴中水分质量以及浆滴中固体质量随时间的动态变化特性。研究发现随着浆滴粒径增加,烟气及浆滴温度变化速率变缓,浆滴颗粒固体质量增加速率变缓,达到稳定的时间延长,到达稳态的质量增加,浆滴水分蒸发速率加大,浆滴吸收SO2达到饱和的时间越长。同时,文中还将SDDA内数值计算与动态特性计算耦合起来,重点考察不同烟气温度下粒径为80μm的浆滴在SDDA内吸收SO2的动态过程特性,结果表明,随着烟气温度增加,浆滴颗粒固体质量增加速率放慢,达到稳定的时间延长,浆滴颗粒水分蒸发速率加大,吸收SO2的效率增加,且变化加快。     

中空纤维多孔膜基气体吸收传质性能研究

气相传质阻力是中空纤维多孔膜基气体化学吸收过程中的主要传质阻力。文中采用聚丙烯中空纤维膜组件、CO₂-空气-水和CO₂-空气-NaOH水溶液两种体系对膜基气体吸收过程的传质性能进行了研究。测定了不同气速和液速条件下的总传质系数。根据气液反应理论对实验结果进行分析,由实验和理论计算获得了气相分传质系数。通过进一步的拟合计算获得中空纤维多孔膜管内气相传质数学关联式Sh =0.0038Re^0.44Sc^0.33_.用此关联式计算得到的总传质系数与实验测得的结果进行了比较,一致性良好.     

非平衡级模型用于SO2化学吸收过程的模拟

为了将磷酸钠缓冲溶液吸收SO2的工艺工业化,对该过程建立了非平衡级模型,并对模拟烟气中SO2的吸收过程进行了模拟.利用溶液电离平衡理论结合离子活度系数的修正,对磷酸钠溶液吸收模拟烟气中的SO2气液平衡进行预测,获得非平衡级模型中的界面气液平衡常数.对直径为30mm,填料高度为0.6m的吸收塔中不同条件下磷酸钠缓冲溶液吸收模拟烟气中的SO2过程进行了预测.预测结果与模拟实验结果吻合良好.该模型可以为工艺设计及操作提供参考.     

SDDA内石灰浆滴吸收SO2的动态特性

在建立烟气喷雾干燥脱硫器(SDDA)内浆滴传热传质模型基础上,分析了3种不同粒径下浆滴温度、烟气温度、SO2浓度、浆滴中水分质量以及浆滴中固体质量随时间的动态变化特性。研究发现随着浆滴粒径增加,烟气及浆滴温度变化速率变缓,浆滴颗粒固体质量增加速率变缓,达到稳定的时间延长,到达稳态的质量增加,浆滴水分蒸发速率加大,浆滴吸收SO2达到饱和的时间越长。同时,文中还将SDDA内数值计算与动态特性计算耦合起来,重点考察不同烟气温度下粒径为80 μm的浆滴在SDDA内吸收SO2的动态过程特性,结果表明,随着烟气     

微分模型用于醋酸甲酯催化精馏水解中试过程的模拟计算

用微分模型对醋酸甲酯催化精馏水解中试过程进行了模拟计算, 反应精馏段催化剂包的气相、液相、液- 固相传质系数和动态持液量用自行测定的经验关联式计算, 提馏段的填料层传质系数用onta 的关联式, 反应速率用自行测定的反应动力学方程式和催化剂包的效率因子进行计算. 模拟计算结果与实验数据吻合良好.     

同轴气流作用下压电驱动式微滴喷射行为的实验研究

为探究同轴气流对压电式微滴喷射过程的影响,自行设计并制造了设有同轴气流喷射槽的压电式微滴喷头,构建了微滴喷射与观测系统.采用双极性梯形波作为压电驱动波形,利用微滴喷射过程的可重复性,应用电荷耦合器件相机获取不同时刻的微滴图像;在此基础上,对同轴气流作用下压电驱动式微滴喷射行为进行了研究.结果发现:随着同轴气流强度的增大,微滴的延伸长度增加,其在喷嘴出口处的断裂时刻不受影响,在飞行过程中头部与尾部发生断裂的时刻延后;飞行微滴总体积略有减小,主液滴体积减小,而卫星液滴体积增大;主液滴与卫星液滴的前端速度和末端速度均有增大趋势,主液滴和卫星液滴末端速度的波动幅度与频率均有所下降;主液滴与卫星液滴形状都更趋于扁平,主液滴当量直径减小,而卫星液滴的当量直径则增大.研究阐明了压力波与同轴气流共同作用下微滴的喷射行为,揭示了同轴气流在微滴延伸、断裂和飞行过程中的作用规律,为同轴气流辅助式压电微滴喷头的设计提供了基础.     

液滴撞击固体表面过程的实验研究

对液滴撞击固体表面的过程进行实验研究,考察液滴的物性和操作条件对撞击过程的影响,结果表明：随着液滴黏度的增加、或表面张力系数的增大、或撞击速度的减小,液滴的铺展直径、铺展速度和铺展面积均减小;液滴的能量在黏性中的耗散主要发生在撞击的初始阶段,随着液滴黏度的增加、或表面张力系数的减小、或撞击速度的增大,黏性耗散的速率均增加。本文得到的关于液滴雷诺数和韦伯数的关联式可用于预测液滴的最大铺展直径和最大铺展面积。     

垂直管内降膜吸收过程热—质传递数值计算问题的研究

通过对垂直管内降膜氨－水吸收过程中热－质传递现象的研究，阐述了非绝热吸收过程中传热和传质相互作用，相互影响的关系，建立了吸收过程热质传递的数学模型，并对垂直管内降膜氨－水吸收过程进行数值计算。其研究结果为降膜吸收器的设计提供一种新的、考虑到热－质传递的计算方法。     

液-液分散模型及滴内传质

研究了湍流场中液－液分散和滴内传质的非稳态过程。结果表明，Ｓａｎｔｅｒ平均滴 径随时间的变化可以用滴群平衡方程和简化的液滴破碎函数和聚合函数描述．分散初 始阶段并且分散相存留量较低时，可以略去聚合项，液滴破碎过程可以简化为等体积的 二分裂过程。滴内传质可以用Ｄａｎｃｋｗｅｒｔｓ表面更新理论描述，界面更新速率在数值上 相当于单位时间滴群比表面的更新分数。     

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.