折流式旋转床气液比表面积的实验研究及CFD模拟

气液比表面积对折流式旋转床(RZB)的传质起到关键的作用。本文采用NaOH溶液化学吸收混合气体中CO_2的方法对折流式旋转床的气液比表面积进行了研究,通过计算流体力学(CFD)技术来模拟转子内液体的流动行为。分析转子转速、气体流量和液体流量对气液比表面积的影响。结果表明:折流式旋转床的比表面积在100~350m^2/m^3范围内,折流式旋转床的气液比表面积随液量的增大而增大,随气量的增大明显增大,随转速的增加先缓慢增大后迅速增大。CFD模拟表明,随液量的增加,动静圈之间的液滴数量明显增多,并且静圈上更多的表面被液膜覆盖;随气量的增大,更多的液体被碎成细小的液体,液滴的数量成倍增加;随转速的增大,动圈施加给液体的剪切力和离心力增大,液体被更好地分散,并且离开动圈的液滴尺寸变得更小。RZB与其他类型填充旋转床(RPB)的气液比表面积进行对比,发现RZB的比表面积低于分段进液式RPB、常规不锈钢金属网RPB、镍泡沫填料RPB、新型多个叶片转子RPB,接近于板式填料和挡板PRB。

超重力旋转床转子结构与性能研究进展

超重力旋转床自问世以来受到了广泛的关注,并已应用于化学工业之中。目前,超重力旋转床转子结构的改进主要是根据其流体力学以及传质性能的要求不断地进行优化。本文根据超重力旋转床转子结构的不同,将其分为填料式、板式和复合式3种类型,并据此介绍了不同类型超重力旋转床的转子结构特点和研究现状,并对其流体力学和传质性能进行了总结、对比和分析,指出了不同类型超重力旋转床转子的优点和可能存在的问题,对化工生产过程中超重力旋转床的选型以及转子结构的研究具有指导作用。最后提出了超重力旋转床在应用方面研究的不足,并对其未来可能的发展方向进行展望,指出超重力旋转床转子结构的改进可以从填料和液体分布等方面进行研究,应用范围可以从装备集成方面进行拓展。

氨废水资源化利用的折流式超重力床集成技术

利用折流式超重力床将氨废水处理的精馏和吸收过程集成在一台设备中,开发出一种设备小型化、流程紧凑的氨废水资源化利用集成技术。与传统技术相比,该技术在大幅节省占地面积和空间的同时,还可大幅节约设备建设所用钢材。工业规模试验结果表明,不同浓度的氨废水经该技术处理后可转化为氨质量分数大于22%的氨水资源,处理出水中氨氮质量浓度低于8.2 mg/L,尾气中未检测到氨,处理结果优于GB 31573—2015《无机化学工业污染物排放标准》。

新型径向叶片式旋转床压降分析及气相流场模拟

针对折流式旋转床压降高、能耗大的问题,提出了一种新型超重力旋转床设备——径向叶片式旋转床。首先,对该旋转床的压降进行了理论分析和建模,并利用水-空气体系进行了实验研究。通过改变气量、转速和液量探究了新型径向叶片式旋转床压降的变化规律,结果表明压降随气量、转速和液量的增加而增加,且随着气量和转速的增加,液量对压降的贡献逐渐减小。压降模型的预测值与实验数据的相对偏差基本在10%以内,表明模型可以较好地预测新型径向叶片式旋转床的压降。另外,通过计算流体力学(CFD)软件的模拟获得了旋转床内气相流场和压力分布的结果,发现转子内压降是总压降的主要部分;气体进入转子后会因叶片作用使得周向速度变大,并在转子外缘处达到最大值;气体的进口流速将会影响旋转床内的气相分布。利用实验数据对CFD模拟结果进行了验证,两者的相对偏差在10%左右。

化学吸收法测定新型复合转子旋转床气液有效比表面积及液相传质系数

用不同浓度的Na OH溶液吸收CO2,分别测定新型复合转子旋转床的气液有效比表面积和液相传质系数,考察了液量、气量和转速的影响.结果表明,新型复合转子旋转床的有效比表面积和液相传质系数均随液量、气量和转速增大而增大.在相同操作条件下,与折流式旋转床相比,新型复合转子旋转床转子的有效比表面积增大7%~159%,液相传质系数降低7.7%~18.2%,最终液相体积传质系数增大4%~132%.