错流移动床内气固两相流动特性的研究

建立了错流移动床气固两相流动的实验系统。研究了错流移动床内单相流动和两相流动时的压降、颗粒流动对压降的影响;以及颗粒尺寸、形状对床内压降的影响。结果表明床层压降随着气速的增大而增大;气速越小,气体沿床层高度分布越均匀。颗粒流动对整床压降几乎没有影响。颗粒的粒径越小,床层压降越大。不同形状的颗粒由于空隙率和堆积结构不同导致床层压降不同,椭球形颗粒压降最大,圆柱形颗粒压降最小。另外,建立了计算不同尺寸圆柱形颗粒的压降的关联式,预测值与实验值十分吻合。     

汽相分流催化精馏塔中苯氯化工艺过程--床层压降和分流比例的计算

针对若直接将苯氯化固体催化剂颗粒堆放在工业催化精馏塔中使用,会引起很大的床层压降使操作无法正常进行的问题,根据床层压降与汽（气）速的平方成正比的原理,提出了将从塔釜上升的大量苯蒸汽由旁路通过而不直接通过催化剂床层以大大降低床层压降的设想,但这样催化剂床层主要起催化反应的作用,精馏分离的作用被大大削弱,导致氯苯选择性下降。因此上行汽体不宜全部分流,存在适宜的分流比。据此设计了一种结构新颖的催化精馏实验装置。在此催化精馏塔中,可实测催化剂床层压降;在不同的催化剂装填方式下,计算了上行汽体不同的侧线分流比例及床层压降降低的比例,当上行汽（气）体分流比分别为58．4％,37,9％和27．8％时,对应的床层压降降低的百分率分别为57．25％,40,68％和32．25％。对工业规模的催化精馏塔的床层压降进行了理论估算。     

ZA-5氨合成催化剂形状系数的测定与应用

在自制的床层压降测定实验装置中,通过对催化剂颗粒床层压降的测定,求得ZA－5氨合成催化剂的形状系数为0．594。将该催化剂的形状系数应用于3段串联绝热轴向固定床氨合成反应器的模拟计算,所得床层压降为0．2123MPa。     

三氯甲烷在三种活性炭床层上的吸附

本文采用固定床吸附法测定了三氯甲烷在三种商用活性炭床层上的吸附透过曲线,并对这三种活性炭的孔结构和比表面积进行表征,研究吸附操作条件对活性炭床层吸附三氯甲烷性能的影响,讨论活性炭孔结构对三氯甲烷吸附性能的影响规律。实验结果表明：随着三氯甲烷入口浓度的降低,活性炭床层填充高度的增加,床层吸附温度的降低,吸附透过时间增加;三种商用活性炭BET比表面积和总孔容大小顺序为：SY-9＞天达＞SY-16,SY-9和天达活性炭的对三氯甲烷的工作吸附容量是SY-16活性炭的1.80和1.43倍,三氯甲烷在活性炭上的吸附主要发生在微孔部分。     

加压颗粒层固定床压力损失的研究

本文研究了加压条件下气流通过石英砂颗粒层的固定床床层压降模型,实验结果表明在Re<5.0的情况下,床层压降与气体速度呈线性关系,而压力对床层压降的影响可以忽略。通过实验数据对Ergun方程的无量纲系数修正,模型预测值与实验值偏差从最高60%降至8%以内,提高了该模型在实验范围内的预报精度。     

稻秸煤混粒在常规喷动床中的喷动性能

为了得到稻秸粒和煤粒混料在常规喷动床中冷态共喷时的喷动性能,采用床层压降和物料循环速率表征喷动行为,研究了床层压降随表观风速的关系曲线,以及稻秸煤粒混合比例、混料高度和喷口直径3个因素对床层压降表观风速关系曲线和对物料循环速率风量关系曲线的影响,实施了3因素12拟水平的均匀设计试验以求取表示喷动性能的回归方程.结果表明...     

气相三氯甲烷在三种活性炭固定床层上的吸附

为了研究三氯甲烷在活性炭上的吸附性能,采用固定床吸附法测定了三氯甲烷在3种商用活性炭床层上的吸附透过曲线,并对这3种活性炭的孔结构和比表面积进行表征,探讨了吸附操作条件和活性炭孔结构对活性炭床层吸附三氯甲烷性能的影响.实验结果表明:随着三氯甲烷入口浓度的降低、活性炭床层填充高度的增加以及吸附床层温度的降低,三氯甲烷在活性炭吸附床上的吸附透过时间延长;3种商用活性炭的BET比表面积和总孔容大小顺序为:SY-9＞天达＞SY-16;在三氯甲烷入口质量浓度为9.497g/m3、吸附温度为298.15K、吸附柱长为2.4cm、混合气体线性流速为15.28m/min时, SY-9和天达活性炭对三氯甲烷的饱和吸附量分别是SY-16活性炭的1.80和1.43倍,与3种活性炭的微孔比表面积比值接近,表明三氯甲烷在活性炭上的吸附主要发生在活性炭微孔部分.     

滴流床反应器中SO2的脱除

利用装填有活性炭的滴流床反应器可以脱除废气中的ＳＯ２。液体周期性的脉冲能够提高副产物Ｈ２ＳＯ４的浓度和反应速率，降低床层压降。影响反应器性能的主要操作参数是气体空速、床层温度、操作周期、液体喷淋时间占整个周期的分率以及喷淋液中的硫酸浓度。在每一个周期下都有一个最优的喷淋时间，喷淋液体的表观速率对ＳＯ２脱除几乎没有影响，它只是降低了出口液体中的硫酸浓度。在较低的床层温度下，升高温度有利于ＳＯ２的脱除     

微膨胀床反应器压降及轴向扩散特性研究

以多孔的球、齿球和三叶草形催化剂为填充颗粒,考察了微膨胀床反应器的床层压降及液相总的和局部的轴向扩散特性。结果表明,3种催化剂床层压降都随表观液速的增大而增大,随表观气速的增大而减小;球形催化剂的床层压降最大,三叶草形催化剂的床层压降最小。通过示踪-响应法测定示踪剂在微膨胀床反应器中的停留时间分布,求取了床层总的和局部的彼克列数Pe。结果表明,3种催化剂总的彼克列数都随表观液速的增大而增大,随表观气速的增大而减小;局部的彼克列数随着催化剂床层轴向高度的增加而减小。3种催化剂床层的总的彼克列数大小依次为:球形最大,齿球形次之,三叶草形最小。     

结构化反应器床层中两相流动特性实验研究

以空气-水为介质,分别以喷嘴和填充直径1mm玻璃珠的30cm高的床层为分布器,在表观液速为0.0522～0.1306m/s,表观气速为0.0739～0.5171m/s,气液并流向下的操作条件下,测定了0.1m直径塔中,孔径分别为1.1和2.1mm的2种结构化催化剂床层中的总压降和液含率等流动参数。结果表明,床层总压降随着表观气速、表观液速的增大均增大。液含率随着表观气速的增大而减少,随着表观液速的增大而增大。通过对2种分布器的比较可以发现,相同条件下,以喷嘴为分布器的床层总压降和液含率比以玻璃珠为分布器的床层总压降和液含率小。比较2种床层可知,相同条件下,结构化催化剂的孔径越小,其床层总压降与液含率越大。此外,建立了能较好预测两相摩擦因子以及液含率的经验关联式,偏差在±15%以内。     

烧结矿余热回收竖罐内气体流态的实验研究

采用对Ergun型方程无量纲化的方法对气体通过烧结矿床层的流态进行了研究,考察气体表观流速、烧结矿颗粒直径和床层空隙率对床层内气体压力降的影响,进而探讨床层内临界颗粒雷诺数随颗粒直径的变化规律.研究结果表明:当颗粒直径一定时,床层内单位料层高压力降随气体表观流速的增大呈二次方关系增大.当气体表观流速一定时,单位料层高压力降随颗粒直径和空隙率的增大呈指数关系衰减.床层内临界颗粒雷诺数随床层几何因子的增大呈指数关系减小,且临界颗粒雷诺数实验预测公式的平均计算误差在5%以内,显示了良好的预测性能.     

活性炭纤维流态化吸附过程的相含率分布特征

在一高1200mm、直径40mm的三相流化床实验装置上,采用压降法和取样法测定了不同操作条件下剑麻基活性炭纤维在床内沿轴向的分布特征,结果表明,在一定液速和气速下,气含率沿床高增加,而液含率及固含率则逐渐降低;一定液速下提高气速,床中的混合程度增大,而一定气速下提高液速,床中的离集(分级)程度增大．该研究成果可为活性炭纤维流态化吸附回收贵金属过程的放大和操作提供依据．     

油页岩气体热载体干馏炉内布气均匀性的冷态试验

为研发新型油页岩气体热载体干馏炉布气方式,自主设计并搭建了干馏炉的干馏段的冷态试验台。对不同料层厚度和不同布气方式下的炉内速度分布和料层阻力进行了试验研究。试验结果表明:炉内流速分布情况为中心流速最小,边壁处流速最大;且中心向边壁流速先增大后减小再增大。与进气管方向相同的布气管周边的速度最大,其次是四周与进气方向垂直和成45°夹角的布气管,与进气管方向相反的布气管周边速度最小;满料时四层布气比两层布气时速度分布更加均匀。炉内中心处料层阻力最小,边壁处阻力最大;且沿半径方向先增大后减小再增大。布气管顺序排列比交叉排列时炉内料层阻力大。     

两段式喷煤填充床内煤粉分布规律的试验研究

根据相似原理建立了1∶25的二维冷态填充床模拟高炉喷吹煤粉,通过试验比较了一段式喷煤和两段式喷煤条件下填充床内煤粉的分布规律和压差变化.结果表明:煤粉主要堆积在填充床下部,随高度的增加,煤粉的堆积量呈下降趋势.第二段喷入的煤粉大部分堆积于填充床边缘区域,中心区域堆积的煤粉主要为风口喷入.在喷煤量相同条件下,两段式喷煤时模型高度方向上煤粉分布更加均匀,填充床透气性得到改善;两段式喷煤与一段式喷煤相比,填充床内总压差下降了约29%,主要是填充床下部的压差显著降低;第二段喷入填充床内的煤粉对填充床上部的压差影响不大.     

内置过滤元件流化床的料层阻力

以新型流化床颗粒层过滤器为应用对象，对内置过滤元件的流化床料层阻力进行了实验研究，实验发现，在没有床料循环时，过滤元件浸入料层的有效面积越大，料层阻力下降越多，通过定义元件浸入料层有效面积与床截面之比的无因次数，回归得到了内置过滤元件流化床料层阻力的经验表达式，为过滤器的进一步研究奠定了基础。     

环柱形催化剂当量直径及传热参数的测定

实验测定了一种新型的环柱形催化剂活性组分在其内、外表面上不均匀分布的乙烯基乙酸酯合成反应器的床层压降和该催化剂填充床的二维温度分布；以压降实验数据代入Ergun公式计算了环柱形催化剂的当量直径ds和填充床的传热参数，采用正交配置的方法对拟均相二维传热模型进行求解，得到床层的径向有效导热系数和壁给热系数。     

逆流和并流操作时旋转床气相压降的对比

对逆流和并流旋转床的气相压降进行了实验研究。结果表明:在并流和逆流操作条件下,旋转床的湿床压降小于干床压降;且随液量增大而略有减小,随气量增大而增大;当转速增大时,并流操作的压降减小,逆流操作的压降增大;拟合结果与实验结果吻合很好。