旋转填充床中O3/Fenton工艺处理酸性黄23印染废水的研究

旋转填充床(RPB)中的O3/Fenton工艺处理酸性黄23印染废水主要是指包含化学氧化及高级氧化技术的复杂过程。实验通过对O3浓度、H2O2浓度、Fe2+浓度、pH值及温度等反应条件等进行分析,发现该工艺在RPB中具有较强的废水处理效率。O3强氧化性及Fenton反应所生成的羟基自由基协同作用,可对废水中酸性黄23染料及其他有机污染物进行降解处理。该工艺中主要结合臭氧(O3)强氧化性及Fenton反应产生的羟基自由基(·OH)的高效氧化性,旨在实现印染废水的深度处理。

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， 随液体加入而突然增大； 填料层压降随气量和转速增大而增大， 当流体加入时， 先减小， 后增大。

旋转填充床除尘技术的研究

采用新型传质分离设备———旋转填充床研究其对发电厂燃煤飞灰的除尘性能。作为一种湿式除尘器 ,在气量 2 0 0m3 /h ,液量 0 5～ 2 0m3 /h ,转速 90 0～ 1 5 0 0r/min的条件下 ,旋转填充床显示出良好的颗粒捕集性能 ,总效率达 99%以上 ,切割粒径范围在 0 0 2～ 0 3μm ,设备的气体压降较低。讨论了旋转填充床的除尘性能和压降行为 。

旋转填充床新型反应器中合成纳米CaCO_3过程特性研究

利用ｐＨ计及电导率仪跟踪Ｃａ（ＯＨ）２在旋转填充床新型反应器中的碳化过程，并探讨了Ｇ／Ｌ、Ｎ、Ｔ、Ｃａ（ＯＨ）２初始浓度等操作参数对碳化反应过程的影响。结果表明：Ｃａ（ＯＨ）２与ＣＯ２碳化反应生成ＣａＣＯ３过程中，反应前期，过程速率受ＣＯ２吸收传质控制，反应后期受Ｃａ（ＯＨ）２的溶解控制，且吸收传质控制为整个过程的关键步骤；Ｇ／Ｌ、Ｎ、Ｔ、Ｃａ（ＯＨ）２初始浓度等操作参数均影响碳化反应时间、产品粒径及粒径分布；利用旋转填充床新型反应器制备出平均体积当量直径为１５～４０ｎｍ。

超重力旋转填充床用于高黏聚合物脱挥的研究进展

针对高黏聚合物体系脱挥过程的特点,指出聚合物脱挥技术推广的关键是开发高速表面更新的新型高效传质设备。工业上常规的脱挥设备存在不同的使用限制,本文提出了设计新型旋转填充床用于高黏聚合物脱挥的可能性,并类比螺杆挤出机结构介绍其脱挥机理。结果表明,相比常规的脱挥设备,旋转填充床脱挥效率高,能耗低。采用该技术对丙烯腈系聚合物进行两次循环脱挥处理,丙烯腈脱除率达到99%以上。在脱挥过程中,解吸的挥发分气体在第一时间离开填料层,并迅速由真空泵抽走,防止了挥发分的二次溶解。

旋转填充床脱除空气中水的研究

以三甘醇(TEG)为吸收剂,用空气和水蒸气的混合气体模拟含水蒸气的天然气,在旋转填充床(RPB)中进行脱水实验。研究了TEG流量及纯度、空气流量、RPB转子转速对脱水后空气露点的影响。实验结果表明,空气露点随TEG流量的增加和RPB转子转速的增大而降低;TEG纯度对空气露点的降低有较重要的作用,在RPB转子转速1000r/min、TEG流量600L/h、空气流量10m3/h、空气中水的质量浓度25g/m3的条件下,出口空气露点达到-15℃以下,脱水的平衡度在95%以上。

旋转填充床中微观混合实验研究

采用 １萘酚与对氨基苯磺酸重氮盐偶合竞争串联反应体系，对旋转填充床内的微观混合进行了实验研究，得到了转速、浓度、流量、体积比等因素对离集指数影响规律，并对之进行了合理的解释和分析。结果表明，旋转填充床中微观混合能被极大地强化。

用旋转填充床以双碱法脱除烟气中的SO_2

在旋转填充床中,以NaOH溶液为吸收液,进行SO2气体吸收的实验。考察了吸收液和气体流量的比(简称液气比)、旋转填充床转速、吸收液浓度和入口气体中SO2质量浓度对SO2脱除率(θ)和气相传质系数(KGa)的影响。实验结果表明,θ和KGa随液气比和吸收液浓度的增大而增加;随旋转填充床转速的提高,先降低后增加;随入口气体中SO2质量浓度的增大而降低。采用旋转填充床用NaOH溶液吸收SO2的最佳工艺条件是:吸收液浓度100mmol/L,液气比3.00～4.00L/m3,旋转填充床转速1200～1600r/min,入口气体中SO2质量浓度小于5g/m3。在此条件下,出口气体中SO2质量浓度低于50mg/m3,θ稳定在99%以上。

基于离散相模型的旋转填充床内的流场分析

利用CFD软件Fluent初步模拟了旋转填充床(Rotating Packed Bed,RPB)内的流体流动。计算中气相采用RNGk-ε湍流模型,液相采用拉格朗日离散相模型(DPM)。通过一定简化后建立了旋转填充床二维模型,考察了液体颗粒在填充床内的速度分布,以及转速对液体颗粒速度的影响。结果显示液滴速度随转速的增加而增加,转速对液滴径向速度的影响不大。此外还针对转速、气体进口速度对干床压降的影响做了一定的研究,发现压降随转速的增加而增加,但其影响没有气体进口速度对压降的影响明显。填料的内缘处存在剧烈的端效应,模拟结果表明,端效应区的湍动强度明显大于其他区域。

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 1 5%左右 ,即填料B比填料A的流体力学性能和传质性能好。

旋转填充床技术用于烟气脱硫试验研究

以水、氢氧化钙和氢氧化镁悬浮液为吸收剂 ,在旋转填充床内进行了烟气脱硫实验 .着重研究了吸收液流量、吸收剂浓度、进气SO2 浓度和旋转床转速对传质速率的影响 ,分析了各因素对SO2 传质速率产生影响的原因 .结果表明 ,在确定的实验条件下 ,碱性悬浮液吸收SO2 的传质速率是纯水的 3～ 4倍 ,增大吸收液流量和旋转床转速可使SO2 的传质速率得到极大的提高 .

用聚并分散模型研究旋转填充床中微观混合过程

采用Ｃｕｒｌ 的聚并分散模型来描述旋转填充床内微观混合的情况， 模拟转速和流量对一个偶氮化合反应体系产物分布的影响。模拟结果与实验结果的比较表明， 在旋转填充床中液体宏观分布并非完全均匀， 在考虑到这点后， 二者吻合良好。模拟及实验结果表明， 提高转速及增加流量能促进微观混合。

旋转填充床中均相催化臭氧化处理酸性红B染料废水

以超重力旋转填充床(RPB)作为反应装置,研究了Fe^(2+)离子作为催化剂的情况下,臭氧高级氧化技术处理酸性红B染料废水的效果。考察了旋转床转速、pH值、Fe^(2+)离子浓度、气体流量和液体流量等因素对脱色率的影响。实验表明,在酸性条件下均相催化臭氧化方法的脱色率明显高于臭氧单独处理,酸性红B的脱色率随着转速的增加而增加。当RPB转速为800r/min,液体pH为2,Fe^(2+)浓度为0.5mmol/L,气体流量为2L/min(O_3浓度为64.0mg/L),液体流量为20L/h时,酸性红B的脱色率可达到97%以上。

旋转填充床中合成微细晶须碳酸钙的试验研究

通过试验研究筛选出MgCl2与H3PO4两种在旋转填充床(RPB)中促使微细晶须碳酸钙合成的晶形控制剂,单因素试验探明了各晶形控制剂条件下合成微细晶须碳酸钙的较佳工艺条件,正交试验研究了各因素对粒子长径比影响的显著性.研究表明:与常重力场中合成晶须碳酸钙的方法相比,RPB产生的超重力场中合成晶须碳酸钙反应温度降低约20℃、合成等物质的量晶须碳酸钙所需时间约为其他方法的1/36-1/18、粒子短轴直径达到80-250nm微细程度;使用MgCl2时只有反应温度对粒子长径比有显著影响,而使用H3PO4时反应温度、RPB转速和气体体积流量对产品粒子长径比均有显著影响.

旋转填充床内微观混合的数值模拟

旋转填充床作为新型的高效反应传质设备 ,广泛应用于快速反应过程 ,如制备纳米粉体材料 .对旋转填充床内微观混合进行研究 ,有助于进一步认识旋转填充床内高度分散液体微元在填料丝网中的流动行为和分散混合机制 ,为旋转填充床内液液反应混合制备纳米材料提供理论基础 .基于公开文献报道的实验观测结果 ,通过合理假设 ,建立了旋转填充床内微元流动的物理模型 .在该物理模型的基础上 ,结合此前提出的湍流混合与反应模型 ,模拟计算了液体微元经过实验条件下 5 0层丝网填料最终流出填料空间的浓度分布 .由浓度分布得到的微观混合特征指数与实验值进行了对比 。

旋转填充床中微观混合模型与实验验证

根据旋转填充床中液体流动和混合特征,建立了一个新的复合式微观混合模型,并对串联竞争反应的标准体系进行了模拟和实验验证。结果表明,在旋转填充床内,当体积比α较小时(如α=2),微观混合影响很小,过程处于化学反应控制区;当α较大时(如α=20),过程处于微观混合作用区,提高转速使离集指数降低,流量增加对离集指数影响很小;考虑液体初始宏观分布不均匀对混合的影响,模型计算结果与实验结果吻合良好。

旋转填充床内液-液法制备碳酸锶纳米粉体

在旋转填充床中采用液液相法合成了平均粒径为（３０～４０）ｎｍ、粒度分布窄的碳酸锶纳米粉体。探讨了转速及干燥过程对颗粒平均粒径、无因次方差的影响，并对颗粒进行了ＴＥＭ、ＸＲＤ表征。该法过程简单，生产率高，易于工业化。

旋转填充床中径向传质强度分布的研究

在旋转填充床（转子内半径70mm，外半径200mm）内利用水逆流吸收SO2的实验，考察了气体流量、液体流量、转子转速以及气相中SO2的含量对旋转填充床填料层径向传质强度分布的影响。实验结果表明，除填料层的内缘处，填料层内径向的体积传质系数（KLa）随气相中的SO2含量的增加变化不大，随液体流量、气体流量及转子转速的的增加而增大；填料层内径向的KLa随半径的增大呈非线性变化，KLa在半径70～90mm段内随半径的增大而逐渐减小，在半径大于90mm后随半径的增大而逐渐增大；旋转填充床填料层存在内端效应区，还存在外端效应区。

旋转填充床中SO_2与O_2同时吸收的扩散-反应模型

In this paper the rotating packed bed, a new type of absorber, which has high mass-transfer characteristic by means of centrifugal field instead of gravity field, is used to study on stimulated flue gas desulfurization. Based on experimental data,a model of mass-transfer and reaction of the sulfur dioxide chemical absorption in the rotating packed bed reactor is proposed according to the film-theory. It can be used to predict the performance of the total absorption rate and the enhancement factor of the sulfur dioxide and oxygen simultaneous absorption in the rotating packed bed reactor.The prediction of the model is consistent with the experimental result varying operating conditions, and the relative error between experimental result and predicted result is below 12%. Some interesting potential projects of simultaneous absorption of sulfur dioxide and oxygen in the rotating packed bed reactor are also discussed.

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。