功能性填料在超重力旋转填料床中的应用和研究进展

填料作为旋转填料床的核心部件,是物料微观混合和传质反应过程发生的重要场所。填料的结构、材质组成、填装方式决定了填料的功能性,进而直接影响到旋转填料床的传质性能、使用寿命和应用范围,故而增强填料的功能性显得尤为重要。功能性填料通过改变常用填料的表面性质、调节形态、设计结构等手段,使填料具有如吸附、催化、疏水等的功能特性,在提高旋转填料床的性能和运行效果方面表现出优异的成效。综述了在旋转填料床中功能性填料的主要分类与特点,总结分析了近年来功能性散装填料和规整填料在旋转填料床中的应用情况,从增强传质特性和改善液体流动行为方面分析了填料功能特性的体现,并对功能性填料的发展方向和工业化前景做出了展望。

不同温度下填料床反应器处理高硫酸盐废水的试验研究

本研究采用升流式填充床厌氧反应器,考察温度变化对反应器处理高硫酸盐废水性能的影响。结果表明,在COD/SO42-为1和HRT为16 h的实验条件下,当反应器温度为30℃时,硫酸盐和有机物均得到高效去除,分别达到98.60%和89.01%,当温度降低到10℃时,硫酸盐和有机物去除率大幅度下降,最低降至41.45%和39.93%。温度的降低导致胞外聚合物(EPS)中多糖(PS)和蛋白质(PN)含量同步增加,由于葡萄糖作为碳源能够促进微生物分泌更多的胞外酶,从而导致EPS中的PN含量大于PS含量。

厌氧-好氧填料床联合处理餐饮废水的研究

调查江苏省扬州市餐饮废水排放特征,开发出一种厌氧-好氧填料床联合反应器用于处理餐饮废水。通过试验确定上流式厌氧填料床水力停留时间为4h,当联合工艺的总水力停留时间为8h时,联合工艺对餐饮废水处理COD_(cr)去除率达到了90%。出水中COD_(cr)、NH_3-N、SS、磷酸盐指标达到国家一级排放标准。

旋转填料床精馏五亚甲基二异氰酸酯的应用研究

采用旋转填料床(RPB)分离纯化五亚甲基二异氰酸酯(PDI),得到了高含量、低水解氯、低色度的PDI单体。考察了再沸器温度、超重力因子(β)和回流比对PDI含量和收率、水解氯含量的影响。结果表明,在再沸器温度为100℃、操作压力为150 Pa、β值为400、回流比为4的条件下,RPB的分离性能最佳;PDI含量高达99.9%,收率为86.5%,水解氯可降至52 mg/L,色度10 APHA。与常规精馏塔相比,PDI含量提高了0.3%,收率提高了8.9%,分离时间缩短了50%,RPB适用于工业化制备高质量的PDI。

化学吸收法测定多级离心雾化旋转填料床有效相界面积及体积传质系数

对多级离心雾化旋转填料床的有效相界表面积及体积传质系数，用化学吸收法做了实验测量。实验结果表明：多级离心雾化旋转填料床不仅具有超低气阻，而且可产生良好的喷雾扩展相界面积的作用，体积传质系数比传统填料塔提高一个数量级，接近气液逆流型旋转填料床。多级离心雾化旋转填料床开拓了新的气液传热传质途径。

生物填料床型硫自养反硝化脱氮中试试验研究

针对城镇二级污水处理厂出水的深度脱氮,采用特种生物填料作为微生物载体,搭建了硫自养反硝化中试试验装置。结果表明,该填料床型可有效去除水中的TN。通过工艺条件研究发现,温度对系统影响较大,需将温度维持在20℃以上才可使设备正常运行;当停留时间(HRT)为0.79 h,进水pH值为7左右,总氮降解率在75%左右,出水的总氮也可稳定低于5 mg/L,此时的脱氮负荷368.91 mg/(L·d)。反洗可有效恢复系统的脱氮效果,反洗强度约为8.5 L·m^(-2)·s^(-1)、时长10 min即可恢复系统脱氮的能力。

旋转填料床用于易溶气体吸收的传质性能研究

利用离心传质分离装置—旋转填料床，对易溶气体吸收过程的传质性能进行了实验研究。对于含少量氨的空气，其中氨被水吸收的总气相体积吸收系数随气相流速的增大而增大。在一定的转速范围内，气相流速不变时，吸收系数随转子转速的增加而增加。同时得出与重力场吸收相当的传质单元高度。

旋转填料床流体力学特性的研究

利用离心传质分离设备——旋转填料床， 对其流体力学特性进行了研究， 测定了该装置在不同转速、气流量和液流量下的干、湿床压降。通过对大量实验数据的分析表明， 旋转填料床的干、湿床压降均受气流量及转速的影响， 且受气流量影响较大，

悬浮生物填料床处理微污染原水硝化试验研究

对采用新型悬浮填料床处理微污染原水硝化过程进行了探讨 .分析了自然挂膜条件下的工艺启动过程 ,研究了不同工况条件下 ,悬浮填料床硝化效果 .通过春、夏、秋和冬季的中试运行效果表明 :在温度适宜、停留时间 60min、填料填充率 50 %条件下 ,氨氮平均去除效率达到 77 6% .定义了氨氮填料表面负荷指数判断氨氮去除效果 .水温对硝化的影响较大 ,在低于2 0℃时 ,氨氮填料表面负荷随温度呈指数增长 ,高于该温度时则增长缓慢 ,但能维持较高水平 ;浊度对本工艺硝化影响较小 ;实验表明原水中氨氮浓度较低 ,硝化反应符合一级反应 ,其反应速率常数为 0 75h-

旋转填料床净化磷肥尾气中的氨气

针对当前磷肥生产工艺尾气中氨气的处理现状,采用旋转填料床代替传统塔设备,以酸性废水为吸收液,对脱除磷肥尾气中的氨气进行了中试研究。结果表明:在进气量500m3/h、气液比1000m3/m3、超重力因子90的条件下,吸收效率达到90%以上。经连续运转,系统运行稳定,处理后磷肥尾气中的氨气达到了国家排放标准。

旋转填料床中O_3/H_2O_2法处理TNT红水

研究了在旋转填料床中O3/H2O2法处理TNT红水的特性规律。考察了超重力因子β、O3/H2O2摩尔比、红水初始pH值、液气比等因素对红水化学需氧量(COD)去除率的影响。结果表明,随着pH值的增大超重力因子β对COD去除率的影响增大,β大于100后COD去除率增大趋势变缓;最佳初始pH值为11左右;H2O2与O3最优摩尔比为1左右;COD去除率随液气比增大呈先增大后减小的趋势,适宜的液气比为0.25。

精馏过程中转子对旋转填料床传质性能的影响

以甲醇水溶液为介质,在全回流、常压操作条件下,对3种转子的旋转填料床进行精馏实验。结果表明旋转填料床的理论塔板数随超重力因子、气相动能因子和回流量的增大出现峰值,等板高度最小为95mm。转子Ⅲ的传质效率高于转子Ⅰ,低于转子Ⅱ。在实验基础上应用最小二乘法建立了转子Ⅰ的传质关联式。

错流旋转填料床中湿式氧化法脱除气体中硫化氢

以H2S和空气模拟含硫工业气体,以错流旋转填料床为脱硫设备,采用湿式氧化法进行脱硫实验。考察了气/液体积比、气体流量、超重力因子、Na2CO3浓度、原料气中H2S含量等工艺参数对脱硫率和气相总体积传质系数的影响规律。研究结果表明,在气液接触时间小于1s的情况下,脱硫率达到95%以上。错流旋转填料床湿式氧化法脱硫工艺可实现快速、高效脱硫,且脱硫设备体积小、操作弹性大、节能降耗,具有工业化应用潜力。

并流旋转填料床中磷酸钠法脱除烟气中SO_2

以磷酸钠溶液为吸收剂，采用并流旋转填料床进行了模拟烟气脱硫实验研究。分别考察了液气比L/G、超重力因子β、入口SO2质量浓度Cin、磷酸浓度CL和初始pH值等工艺参数对脱硫率η和气相总体积传质系数KGa的影响规律，并采用Matlab软件分析了工艺参数对η和KGa影响的显著性。结果表明：η和KGa随L/G、CL、β和pH值的增加而升高，其中L/G和CL影响最为显著，而Cin影响最小。在L/G为（2.3～3）L/m3，β为80～110， CL为1.5mol/L 左右，pH=5.5～6，Cin=（0.8～12）g/m3的条件下，脱硫率达99%以上，SO2出口质量浓度低于100mg/m3。表明该工艺具有脱硫效率高、液气比小、节能降耗、设备体积小、适用范围宽等特点，可实现达标治理，具有良好的工业应用前景。

撞击流-旋转填料床萃取器传质性能研究

以磷酸三丁酯 (煤油 ) -苯酚 -水为试验体系 ,研究了IS -RPB萃取器的传质性能。在研究主要操作参数对萃取级效率影响的基础上 ,确定了最适宜的操作条件 ,得到了 97%以上萃取级效率。试验结果表明 ,撞击流

不同填料错流旋转填料床气液传质特性研究

为了探索不同填料错流旋转填料床的传质性能,以Na2CO3水溶液吸收空气中硫化氢为实验体系,对装有不锈钢丝网、塑料波纹孔板和θ环填料的错流旋转填料床的气液传质性能进行研究。实验确定的适宜操作条件为:超重力因子7.8,气体流量2 m3/h,液气比20 L/m3,碳酸钠质量浓度12 g/L;在此条件下,3种填料的脱硫率均可达到90%以上。在相同操作条件下,不锈钢丝网填料的脱硫率及气相总体积传质系数大于塑料孔板填料大于θ环填料;错流旋转填料床中,规整填料的气液传质效果优于乱堆填料。文中的研究结果为错流旋转填料床填料的选取及在脱硫方面的应用提供了依据。

超重力旋转填料床中天然气水合物含气量研究

研究了在旋转填料床中制备天然气水合物,主要考察了超重力因子β、液气比等因素对含气量的影响。实验结果表明,当在压力5 MPa、温度277.15 K状态下:含气量随着超重力因子β增大而增大,β大于120后对含气量的影响不明显;天然气水合物含气量随液气比的增大呈现出先增大后减小的趋势,其最佳液气比为10 L/m3。结合晶体化学方法探讨了超重力方式合成天然气水合物的机理。与传统方式相比,加快了溶解、成核及生长过程,最终含气量显著提高。

填料结构对错流旋转填料床传质性能的影响

研究了不锈钢金属丝网填料结构对错流旋转填料床内传质的影响。在错流旋转填料床内,利用CO2-NaOH体系研究了不同填料层高度和不同丝网填料的传质特性。结果表明,体积传质系数KLa随超重力因子、气量、液量的增加而增大。同时建立了体积传质系数模型,模型计算结果与实验结果拟合较好。

撞击流—旋转填料床反应器的微观混合性能研究

采用化学偶合法 ,对撞击流—旋转填料床反应器内微观混合进行了实验研究 ,得到了转速、喷嘴间距、射流速度及浓度等因素对离集指数Xs的影响规律 ,并对其进行了定性的分析。结果表明撞击流—旋转填料床反应器中微观混合能被极大地强化 。

化学吸收法测定旋转填料床有效相界面积

用化学吸收法测量了同心环波纹碟片旋转填料床在气液两相沿径向逆流条件下有效相界表面积及有效比相界表面积．实验结果表明，同心环波纹碟片旋转填料床不仅可１００％地有效利用填料自身的表面积，而且可起到良好的雾化扩展相界面积的作用，使相界面积增加２～３．５倍．