填料叶片式旋转床超重力三甘醇脱水装置影响因素研究

天然气超重力脱水工艺较传统吸收塔脱水工艺具有显著的优势,但目前还未进行规模化推广。为了探究不同结构旋转床的脱水性能,进一步提高脱水效率,利用自制的填料叶片式旋转床超重力实验装置,通过模拟天然气三甘醇脱水实验,分析了天然气三甘醇脱水效果的影响因素。结果表明:①在其他条件不变时,温度和转速对脱水效果有明显的影响,且温度的影响处于优势地位;②在进气口加装相同面积不同形状的导流片可提高脱水效果,但不同形状的导流片引起的能量损失不同,脱水效率也不同;③三甘醇分布器开孔位置对脱水效果存在影响,分布器在超重力床中的位置不同,对脱水效果和三甘醇损失的影响也不同。上述研究结果为进一步研究填料叶片式旋转床的脱水表现提供了改进的方向,也为探索不同型式的超重力脱水结构提供了借鉴。

新型径向叶片式旋转床传质性能研究

在新型径向叶片式旋转床中采用乙醇胺-二氧化碳物系的化学吸收,建立了相应的传质模型,研究了表观气速、液体喷淋密度和转速对新型径向叶片式旋转床传质性能的影响,并将径向叶片式旋转床与折流式旋转床和填料叶片复合式旋转床进行了对比。实验结果表明,气相总体积传质系数随表观气速、液体喷淋密度和转速的增加而增加;在相同条件下,折流式旋转床的传质性能最好,但功耗和压降比较大;填料叶片复合式旋转床的气相总体积传质系数、压降和有效功耗都稍大于新型径向叶片式旋转床;新型径向叶片式旋转床传质性能差,但功耗和压降较小。

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。