旋转床填料空间液体的液相传质分析

In this paper, the mass-transfer of several basic liquid flow statuses (droplet, ligamentand film), which may appear in the voids of rotating packed beds, is theoretically analyzed.Furthermore, the theoretical results are compared with the experiments and discussed.

液相传质单元数的探讨

导出不同情况下低浓度气体吸收、解吸时的液相传质单元数的计算公式 ,并与 Colburn传质单元数算图进行比较 .结果表明 ,除第三种情况既可式算又可图算外 。

滴流床中液相传质系数的研究

通过对滴流床中不同填料在Ｏ２－Ｎ２－Ｈ２Ｏ系统中传质实验的研究，得出了液相传质系数与能量耗散的关联式；同时对喷淋密度对全塔压降的影响作了初步探讨，找出了连续气相流即滴流与脉冲流状态的临界点．

基于液相传质的锌电解过程多物理场仿真分析

针对锌电解槽中流速场、离子浓度场、电场耦合严重及其与电解能耗关系复杂的问题,基于液相传质原理,结合组分质量守恒、流体动力学及电极动力学方程建立锌电解槽多物理场仿真模型。利用仿真软件Comsol Multiphysics对锌电解槽多物理场模型进行数值求解,通过对比计算结果与锌电解实验结果验证模型的正确性。研究结果表明:阴极板表面电解液的流动方向主要有斜向上和斜向下,且斜向下的流速随着阴极板与进液口的距离增大而迅速减小;极板间锌离子的浓度呈现"上低下高"分布;阴极板表面电解液流速低的区域,锌离子浓度低而氢离子浓度高,电流效率低而能耗高。

基于浓度/速度场测量的吸收过程液相传质系数

针对矩形流道内气、液流体的并流吸收传质过程,分别应用实时激光全息干涉术和激光多普勒速度仪对不同气、液流速下液相内近界面浓度分布与速度分布进行了实验观测.结果表明,边界层内浓度分布呈指数下降,流速越大梯度越陡,且速度边界层厚度要大于浓度边界层厚度.建立了通过物料衡算求算液相传质系数的方法.得到了不同条件下平均液相传质系数,并与Whiteman’s双膜理论的计算结果进行了比较.

BP神经网络在液相传质系数中的应用

根据BP(Back-Propagation)神经网络原理,以气、液表观流率为输入变量,液相传质系数为输出变量,建立神经网络模型,并利用改进的LM(Levenberg-Marquardt)算法对网络进行了训练和优化。结果表明,BP神经网络能够较好地预测滴流状态下H2O吸收CO2液相传质系数。

微流控分析芯片的两种液相传质模式及其应用

微流控分析芯片的微米级结构不仅显著增大内部流体的比界面积,同时缩短微通道内不同溶液间的传质距离,使传质效率相比于宏观体系有显著提高,从而可实现试样分析检测前的高效扩散分离和萃取富集等。本文综述了微流控分析芯片中两种液相传质模式即互溶液相间扩散分离分析和不互溶液相间萃取分离分析的研究进展,讨论了上述传质模式在微芯片装置和功能的集成化方面的应用,并讨论了相关研究的难点和发展趋势。

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%.

强化气液两相传质的研究进展

本文评述了现有的增强气液两相传质过程的研究进展 ,从研究对象和系统性质两个方面分析了气液两相传质学科的特点 。

还原性碱液吸收氮氧化物传质—反应过程研究

在平相界面双搅拌釜中,测定了四种还原性碱液(Na_2S/NaOH,Na_2SO_3/NaOH,Na_2S_2O_3/NaOH,CO(NH_2)_2/NaOH)吸收NO_2、NO和NO_X的速率。得到了各种溶液的吸收速率方程及还原剂与NO_2、NO的反应速率方程。在此基础上提出了还原性碱液吸收NO_X的传质反应过程模型,得到了吸收速率方程。根据该方程,结合一定的实验,提出增加吸收速率的途径。

气液界面传质过程Rayleigh对流模拟的格子Boltzmann方法

浓度梯度导致的Rayleigh对流是一种通常在传质过程中观察到的界面现象.为了模拟乙醇吸收CO2气液传质过程中界面传质引发的Rayleigh对流现象,提出了描述界面扰动的随机扰动模型,并建立了带有双分布模型的二维格子Boltzmann方法(LBM).模拟二维液相Rayleigh对流过程中,假设界面上CO2浓度为常数.通过模拟研究,确定了随机扰动模型的2个参数:局部扰动概率P和浓度扰动大小ρD.模拟结果表明,当0<ρD≤10-9,kg/m3、10-6≤P≤10-1时,平均液相传质系数存在一个稳定值:(1.09±0.02)×10-5,m/s.通过考察浓度分布结构,分析了Rayleigh对流的时空演化过程.根据模拟结果定义并计算了传质增强因子,其证明了Rayleigh对流能够有效地强化界面传质.

烟气汞液相脱除试验及传质-反应动力学研究

为了探究Hg0与KMnO4的反应机理,利用鼓泡反应器考察了模拟烟气Hg0在不同条件下的脱除率,分析了KMnO4溶液初始浓度、pH值和反应温度对Hg0脱除率的影响,并进行了传质-反应动力学计算.结果表明:提高KMnO4溶液初始浓度和降低pH值,均可提高Hg0的脱除率;反应温度升高不利于Hg0的脱除;Hg0与KMnO4的反应为复杂的气液传质反应过程,提高KMnO4溶液初始浓度,反应增强因子E和Hg0的气液相传质系数比KG/kL增大,表明化学反应对传质吸收的影响增大且液膜阻力减小,从而Hg0脱除率提高;提高反应温度,Hg0的气液相传质系数比KG/kL减小,表明反应温度升高,增大了液膜阻力,不利于反应进行,导致Hg0脱除率降低.

金属板波纹规整填料在CO_2吸收塔中的传质性能

开发高效规整填料,有利于降低CO2捕集过程的能耗和成本。文章在直径200 mm的填料塔中,使用氢氧化钠水溶液吸收空气中微量CO2的方法研究了金属板波纹规整填料的传质性能,测定了具有不同几何参数的规整填料的有效传质面积。实验结果表明:随着气液相流量的增加,有效传质面积逐渐增大,且气相流量的影响相对较大。当气液流量达到一定值时,有效传质面积会超过填料的比表面积。而填料几何参数对有效传质面积也有较大的影响。当波纹倾角α=30°,波纹齿顶角β=75°时,有效传质面积较大。而且α对有效传质面积的影响较β大。在同时考虑气液相流速的影响的基础上,文章提出了新的有效传质面积的关联式,计算值与实验值吻合较好。

循环曝气生物反应器的流体力学和传质特性

循环曝气生物反应器是一种具有曝气筒的用于废水处理的生物反应器,曝气筒外为下降区,常常填充填料作为微生物生长的载体。从循环液量(Vl)、环流液速(Uld)以及停留时间分布函数的量纲1方差(σ2θ)等方面研究了循环曝气生物反应器的流体力学性能和传质特性。研究表明,在下降区内有或无填料以及不同曝气筒截面积与反应器截面积比值(Ar/Are)的情况下,循环曝气生物反应器内的循环液量与气体流量之间均符合幂函数关系,Ar/Are对循环液量或循环液速的影响是先增后减,极值点为0.11。下降区放置填料降低了循环液量、循环液速,但提高了σ2θ,改善了液相传质性能。当Ar/Are为0.11时,在液体进料为0.1m3.h-1、气体流为量0.5～3.1m3.h-1的情况下,循环曝气生物反应器内的液相循环量是液相进料的9～28倍、σ2θ为0.9以上,循环曝气生物反应器具有较好的液相混合和稀释能力,可直接处理高浓度废水。

交流电场对泡罩塔板传质性能影响的研究

在一块Φ８０ｍｍ的泡罩塔板上通过用水吸收空气氨的试验，在５００～２００００Ｈｚ较宽频率范围内，探讨了交流电场对塔板传质性能的影响，并得到５３５５Ｈｚ条件下理论塔板层数随气、液流量的变化关系曲线，回归了理论塔板层数的关联式．

H_2O_2吸收SO_2的降膜传质系数模型的建立

为中小型燃煤锅炉烟气脱硫提出一种以列管式并流降膜塔为脱硫反应器,H2O2溶液为脱硫剂的简便高效、无二次污染的脱硫技术。建立了气、液相传质系数模型,通过实验数据回归了降膜管传质关联式。对气、液相传质系数模型进行验证,结果显示,得出的计算结果与实验数据基本相符,这表明建立脱硫模型对基本设计参数的确定具有一定的指导意义。

化学法测定鼓泡塔中的相界面积和传质系数

本文开发了一种新的物系,用 Na_2SO_3溶液吸收空气中的 O_2,并伴有物理解吸 C_2H_4来同时测定α和 k_L,以保证α和 k_L 的测定在同一流体力学条件下进行。在单气泡时,将 Na_2SO_3-O_2-C_2H_4系统测得的α_(chem)与通过气泡大小及上升速度经计算而得到的α_(■eo)进行了比较,校核了α_(chem)的准确性,并将此系统测得的 k_(L,C_2H_4)与化学法测得的 k_(L,O_2)进行了比较,得知它们十分接近,且其关系符合 Danckwerts 模型。将该物系用于气泡群,测定了不同空塔气速下的α、k_L 和ε,并进行了数据关联,取得了相当满意的结果。通过对不同清液层高度下传质系数的测量,发现喷嘴附近的传质系数比全塔平均值高3～5倍,说明有相当比例的传质发生在喷嘴附近。

固液空间比对Ni(OH)_2电极动力学行为的影响

采用恒电流充放电法、交流阻抗法、循环伏安法研究了固液空间比对粘结式Ni(OH)2电极动力学行为的影响,通过扫描电镜(SEM)测定了电极的表面形貌。结果表明:在单位面积活性物质载量一定的条件下,较厚的电极,活性物质颗粒之间的间隙较多;填充密度较大的电极,活化后活性物质呈絮状团聚;随着固液空间比的不断下降,电极的充电效率降低,放电容量减少,活性物质利用率减小;随着填充密度的不断减小,液相传质对电极动力学行为的影响越来越明显。

固液空间比对粘结式Ni(OH)_2电极放电行为的影响

采用恒电流充放电法、交流阻抗法、循环伏安法研究了固液空间比对粘结式Ni(OH)2电极放电行为的影响,通过扫描电镜(SEM)观察了电极的表面形貌。结果表明:在单位面积活性物质载量一定的条件下,电极较厚,则活性物质颗粒之间的间隙较多;随着固液空间比的不断下降,Warburg扩散区的扩散速度加快,但电极的充电效率降低,放电容量减少,活性物质利用率减小,电荷转移电阻增大,填充密度增大到一定程度时,液相传质已经不容忽略。

等离子体产物溶液中扩散与大肠杆菌杀灭

大气压低温等离子体对微生物的杀灭主要通过紫外线、高能粒子刻蚀、强反应活性物质等效应实现。当利用等离子体杀灭水溶液中微生物时,由于液体的阻隔,紫外线与离子刻蚀的作用非常微弱,杀灭作用主要依靠水溶液中的活性物质。该研究利用介质阻挡放电等离子体处理水溶液中的大肠杆菌,通过菌落稀释计数法比较等离子体对不同深度细菌的杀灭效果,并使用pH指示剂可视化研究长寿命酸性物质扩散过程,探究长短寿命活性粒子对杀灭效果的不同影响。实验结果发现,即使将等离子体作用从1 min延长到10 min,等离子体也只能即时杀灭水溶液表层的大肠杆菌,且杀灭效果与长寿命活性物质的扩散深度无关;而溶液深层大肠杆菌的杀灭需要在等离子体处理后静置溶液一段时间,也能抑制甚至杀灭溶液中的大肠杆菌。短寿命活性物质对细菌有强烈快速的杀灭作用,但其在溶液中的寿命和扩散距离都很短,杀灭作用的有效距离有限;长寿命活性粒子虽然能作用于更大水体,但需要较长作用时间,无法做到即时迅速的杀灭。该研究对低温等离子体在不同场合的消毒运用提供了实验基础和设计参考。