基于计算流体力学的吸附过程模拟研究

为了深入研究吸附剂颗粒上的吸附现象,采用计算流体力学软件模拟了气体在单颗粒吸附剂上的吸附过程,模型中考虑了温度的影响并采用了非线性的吸附等温线.分析了颗粒外侧气体浓度作阶跃变化和抛物线变化时颗粒内的浓度分布和温度分布,并与文献值及线性驱动力模型做了对比.结果表明,计算值与文献值吻合较好,说明此数值模型适用于气体吸附过程的模拟研究;线性驱动力模型在预测O2的吸附尤其是在边界条件作阶跃变化时误差较大.

吸附热泵技术和应用研究进展

吸附热泵是一种以低品位热能驱动的节能环保型热泵技术,利用吸附剂与吸附质间的吸附热实现制冷或制热效果,从文献检索结果来看该技术越来越受到广泛关注,国内外相关学者开展了大量的研究工作。本文首先介绍了开展吸附热泵相关研究的课题组和其主要研究方向,进而简要介绍了吸附式热泵技术;其次,着重描述了吸附热泵技术的国内外研究现状,对吸附工质的研究、床层的传热传质强化、热泵新技术及商业化热泵产品等进行了详细的叙述;最后,叙述了吸附式热泵当前存在的主要问题,指出了吸附热泵发展存在的挑战性问题和未来的发展方向。

二维吸附床双组分气体传质过程数值分析

为了深入研究吸附式空分制氧的传质过程,利用Fluent数值模拟软件对二维吸附床进行了模拟研究.模型综合考虑了气体的可压缩性、吸附床的死空间以及吸附床径向空隙率的分布,模拟结果与实验值和文献值作了对比分析,结果吻合良好.分析表明,在壁面附近存在边流效应,使得吸附剂的使用率不均,通过改变颗粒直径的大小,可以有效减小边流效应的影响;吸附过程温度变化显著,对吸附过程的传质影响较大,在数值模拟中不能忽略吸附热的影响.该数值模拟方法能够比较准确地预测吸附床内的传质过程,并为吸附系统的设计和优化提供必要的支持.

烟气中低浓度二氧化碳吸附捕集中试试验研究

采用廉价的工业硅胶,通过三塔八步工业试验,对燃煤烟道气中低浓度CO2进行了吸附捕集,探讨了置换时间、吸附周期、顺放时间等工艺条件对产品气中CO2浓度的影响,结果表明,置换时间与吸附周期对CO2浓度影响最大,其次为顺放时间与产品气流量,返流工艺影响最小。采用工业硅胶可以在保证产品气流量的情况下,将产品气浓度提高至74%以上,有利于进一步降低CO2减排成本。

烟道气低浓度二氧化碳的变压吸附法富集研究

建立了3塔变压吸附分离装置,对烟道气中的低浓度二氧化碳(体积分数12%左右)的富集进行了实验研究,考察了吸附压力和吸附时间、置换压力和置换时间及解吸压力对产品气浓度和回收率的影响。结果表明:基于硅胶的PSA技术能够对炉窑尾气中的低浓度二氧化碳气体进行浓缩;吸附压力和吸附时间对变压吸附回收浓缩烟道气中低浓度的二氧化碳有着重要的影响,为了得到较高浓度的二氧化碳气体,吸附压力不能太低,不同的吸附压力下有着不同的最佳吸附时间;一定条件下提高置换气的流量和压力会提高二氧化碳气体的浓度,但是回收率会下降。

移动储热技术发展现状与问题探讨

高能耗企业生产过程中伴生的低品位热能,在供应与需求之间存在时空不匹配的矛盾,难以通过传统管道输送的模式加以利用。而移动式储热供热技术将能量收集、能量存储与输送以及能量供给有机结合,摒弃了管道输送的诸多弊端。详细分析了移动储热供热技术的国内外基础研究现状以及工程应用现状,并在此基础上,归纳了移动储热供热技术所面临的问题;之后提出一套移动式余热能模块化存储利用方案,并针对该方案的应用模式、经济性等问题进行详细阐述;最后展望了移动储热供热技术的市场前景与产业化。

浅谈有色金属工业环境保护新形势及对策

有色金属工业是我国重要的基础原材料行业,对我国国民经济发展起着重要支撑作用。近年来,我国有色金属工业发展势头强劲,取得世人瞩目的成就。面对日益加大的资源环境压力,我国有色金属工业发展已经到了刻不容缓的重要转型期。总结和分析我国有色金属工业环境保护方面所面临的新形势,并从发展循环经济、推行清洁生产、做好环境信息公开、强化环境风险防范、履行企业环保责任等方面提出相应的解决对策,以期为促进我国有色金属工业高效、和谐、持续发展提供借鉴。

变压吸附空分制氧体系轴向流吸附床浓度分布研究

采用二维数值模型对变压吸附空分制氧过程吸附床内的氧气浓度分布进行了研究,同时对吸附相中氧气和氮气浓度也进行了探讨。数值结果直观地显示了吸附床内的浓度场及其分布规律,并据此结果分析了吸附床内浓度演变过程。发现,在首个循环结束时氧气浓度可提纯到70%左右;在循环稳定后,传质区长度约占整个吸附床的35%左右,在传质区前沿存在陡峭的浓度波锋面;边流效应的存在使得浓度锋面呈月牙形分布,并且会使壁面过早地穿透,影响吸附床性能。

吸附剂装填过程研究进展

吸附剂装填的紧密和均匀程度影响变压吸附装置的性能。本文介绍了吸附剂颗粒的密实过程、装填工艺等方面的研究进展,对影响吸附剂装填效果的因素进行了分析,为吸附剂装填技术的进一步研究开发和设计应用提供参考。

吸附制氧过程轴向流吸附床内温度分布研究

为了深入研究吸附式空分制氧过程的温度分布,采用二维数值模型对吸附床的温度分布进行模拟分析。结果表明,在循环稳定时床内温度波动约10℃,并且温度变化主要发生在升压和降压阶段;在分离过程中氮气的吸附量远远大于氧气的吸附量,所以吸附热主要是由氮气的吸附引起的,因此温度的分布云图非常类似于氮气吸附量的分布;在本研究中壁面换热对床内温度和浓度分布的影响较小,可以近似当作绝热床处理。

变质量流动吸附床内的速度分布

在气体吸附分离过程中,吸附床内气体流动过程实质上是一个变质量流动过程.借助二维模型对吸附床内气体的速度分布进行了研究,在模型中考虑了吸附引起的质量变化和床层的径向空隙率的分布.结果表明:(1)多孔介质本身对流动有着重整作用,使流动趋于均匀分布,但是进口端的吸附剂受入口效应的影响较大,在此区域速度呈W形分布,部分区域达到流化状态;(2)在吸附步骤,速度在传质区有着较大的变化,在其他的三个步骤内,速度沿吸附剂床层近似线性变化;(3)降压步骤中,床中气体速度较高,对颗粒冲击较大,易引起摩擦和粉化,应合理控制降压速率;(4)气体吸附引起的质量变化对压力和速度有着重要影响,不能轻易忽略.

垃圾焚烧炉二次配风优化数值研究

为研究焚烧炉二次助燃风的作用,以某厂生活垃圾焚烧炉为研究对象,建立了生活垃圾焚烧炉的三维数值模型,采用计算流体力学软件FLIC和FLUENT对炉排上的固相燃烧和炉膛内的气相燃烧过程进行了耦合模拟。结果表明:当焚烧炉不设置二次助燃风时,烟气在喉口和一次烟道内混合不均匀,可燃成分会沿后拱形成贴壁流,使得炉壁局部热负荷较高,易发生烧损现象,燃烧的不均匀也对污染物的消减不利;当在炉膛两侧设置二次风,尤其是旋流二次风时,流场得到较好的组织,可使喉口区域形成多个旋流区,二次燃烧效果比较好,并且湍动能、烟气路径长度和停留时间都较优,有利于可燃成份的充分燃烧和污染物的消减。

轴向流吸附器内部流场特性

以轴向流吸附器内部流场为研究对象,采用CFD软件对其内部气体流动特性进行数值模拟.比较轴向流吸附器内无气体分布器、仅加装单一多孔板气体分布器、加装多孔板气体分布器与单级挡板相结合等3种方式对吸附器内部流场均匀分布的影响.未加装气体分布器的轴向流吸附器内部气流分布严重不均;仅加装单一多孔板气体分布器的轴向流吸附器内部流场的气体流动稍有改善,但气流分布仍不均匀;加装多孔板气体分布器与单级挡板相结合的方式,吸附器内部流场的气体流动得到明显改善.多孔板气体分布器与单级挡板组合使用时,保持气体分布器开孔率不变,开孔孔径为0.003 m时气流分布最为均匀,效果最好;保持开孔孔径不变,气体分布器的开孔率为0.388时气流分布最为均匀.

双组分混合有机胺溶液吸收沼气中CO_2的传质性能

在填料塔中,对以二乙醇胺(DEA)为基础溶剂,以N-甲基二乙醇胺(MDEA)、(N-2-羟乙基)乙二胺(AEE)、二乙烯三胺(DETA)、三乙烯四胺(TETA)为添加剂的二元混合胺溶液吸收沼气中高浓度CO2的传质性能进行了实验研究,考察了添加剂浓度及种类对吸收过程中CO2脱除率n、总体积传质系数KGae、气液相传质阻力的影响.结果表明,双组分混合有机胺溶液中,以AEE,DETA和TETA为添加剂时,KGae和随添加剂浓度增加而增大,气相传质系数kG及气相阻力占总阻力的分率减小,液相阻力占总阻力的分率增大;以MDEA为添加剂时趋势相反n和KGae沿塔高方向增大,其在4种溶液中的大小为DEA-TETA>DEA-DETA>DEA-AEE>DEA-MDEA.