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。

NTA-HEDTA复配络合铁溶液在错流旋转填料床内脱除H_2S的研究

针对传统湿式氧化法脱硫技术工作硫容低、液气体积比高的不足,采用NTA-HEDTA复配络合铁溶液在错流旋转填料床中进行脱除H2S的研究,以期进一步节约能耗。配制了一种NTA-HEDTA复配络合铁溶液,考察了气体流量、液体流量、错流旋转填料床转速、温度、pH对配方溶液脱硫性能的影响,对配方溶液的稳定性进行了研究。结果表明,配方溶液最优配比为n(NTA)∶n(HEDTA)∶n(Fe3+)=1∶5∶5,工作硫容为2.64 g/L;最适宜工艺条件气体流量G=3 m3/h,液体流量L=50 L/h,错流旋转填料床转速1 000 r/min,温度T=25℃,pH=8.5时,脱硫率达到97%,液气体积比仅为16.67 L/m3,添加稳定剂苯甲酸钠可有效减缓配方溶液再生过程中络合剂的降解。

错流旋转填料床中空气法再生络合铁脱硫液

采用错流旋转填料床空气法对络合铁脱硫液进行了再生实验研究。考察了气/液流量比、超重力因子、液体流量、苯酚类催化剂浓度对络合铁脱硫液再生率的影响。结果表明,在气、液接触极短时间内,双错流旋转填料床串联再生体系的再生率可达到89%以上,显著提升了络合铁脱硫液的再生效率。

错流旋转填料床中络合铁-888法脱除模拟气中H_2S

以错流旋转填料床为脱硫设备,络合铁-888复合体系为脱硫剂,对模拟气中的H2S进行了脱硫实验研究。考察了气液流量比、超重力因子、气体流量、H2S入口质量浓度对脱硫率的影响,并对比分析了888、络合铁及络合铁-888复合体系的脱硫效果。结果表明,在气、液接触极短时间内,络合铁-888复合体系获得了99%以上的脱硫率,较888及络合铁脱硫剂的脱硫率明显提升,说明脱硫剂复合之后性能得到优化,脱硫能力更强。相比888脱硫剂,络合铁体系更适合于旋转填料床脱硫过程,其受气体流量变化影响较大,适合于脱除低含硫尾气中H2S的场合。

新型错流旋转填料床气相流场的三维CFD模拟

目前鲜有关于错流旋转填料床结构改进研究方面的报道。以自主研发的错流旋转填料床为计算模型,建立了三维物理模型,采用标准k-ε湍流模型和SIMPLE算法,填料层用多孔介质模型,运用CFD方法对其内部气相流场进行了模拟,研究了转速和气量对速度场和干床压降的影响规律,并通过实验进行了验证。由结果可知:干床压降几乎不受转速的影响,模拟值与实验值相对误差在11.2%以内;旋转填料层内气相流场主要以旋流场为主,切向速度与填料线速度大小相当,且不受气量的影响。轴向速度值受气量的影响,其径向分布受转速的影响。与切向速度和轴向速度相比,径向速度小1—2个数量级,说明气体在径向的偏移量很小;中间静止填料层能够有效减小气旋,强化气相流场扰动,表明新型错流旋转填料床能够强化气相传质。

错流旋转填料床中络合铁法脱除气体中硫化氢

以H2S和N2模拟含硫工业气体,以错流旋转填料床为脱硫设备,采用自制的络合铁脱硫液进行脱硫实验。考察了不同配方溶液、气体流量、脱硫液流量、液气比、超重力因子等因素对脱硫率的影响。研究结果表明,配方溶液工作硫容可达4.25g/L;在气液接触时间仅为0.6s的情况下,脱硫率达到94%以上。错流旋转填料床络合铁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,符合节能减排的发展趋势,有广阔的发展空间。

错流旋转填料床脱除细颗粒物研究

细颗粒物对环境和人体都会产生较大危害,传统除尘设备无法高效脱除。超重力旋转填料床复合了多种除尘机制,除尘效率高,能耗低。本文采用平均粒径为2.25μm的粉煤灰模拟细颗粒物,错流旋转填料床为湿式除尘设备,搭建了中试规模的实验系统。提出了使用激光粒度分析仪测量粉尘粒度分布并计算分级效率的方法,通过实验考察了转速、液气比和气量对错流旋转填料床分级效率的影响。研究表明,分级效率随转速、液气比、气量的增大而增大,PM2.5的脱除效率可达到96%,为超重力湿法除尘的工业化推广提供有力的数据支撑。对分级效率曲线进行拟合,相关系数R=0.9808。对比发现,错流旋转填料床的分级效率高于一般湿式除尘器,对微米级粉尘也有很高的脱除率,可以高效脱除气体中的细颗粒物,应用前景广阔。

错流旋转填料床的质、热同传性能及传热机理研究

为了研究错流旋转填料床的质、热同传性能,采用热空气-氨水体系,考察了进气温度T、超重力因子β、液体喷淋密度q和气速u对错流旋转填料床传热性能的影响,在相同实验条件下对比了丝网填料和乱堆填料的传热性能。研究结果表明:气相体积传质系数kyae、体积传热系数(Ua)s随进气温度、超重力因子、气速、液体喷淋密度的增大而增大;传热效率ε、传热面积A随超重力因子、气速、液体喷淋密度的增大而增大;传热系数K随超重力因子、气速、液体喷淋密度的增大几乎不变,从而揭示了错流旋转填料床强化气液直接传热的机理是通过提高传热面积进而提高体积传热系数,而不是显著提高传热系数。在相同条件下,以丝网为填料时kyae和(Ua)s分别是乱堆填料的1.09~1.63倍和1.24~3.53倍。

液体初始分散对错流旋转填料床传质性能的影响

为提高错流床传质性能,从液体初始分散的角度出发,设计了四种不同结构的中心管式液体分布器,喷液孔数量分别为4,6,8,10.以NaOH-CO_2为实验体系,测定了不同超重力因子、液量和气量下的有效传质比表面积a_e和液相体积传质系数k_la_e.结果表明:随各操作参数的增大,a_e和k_la_e先增大后减小.超重力因子、液量增大,喷液孔数目为6时传质最好;不同气量下,传质性能在喷液孔数目为8时最佳,但下降趋势明显,6孔的传质稳定.本实验中液体分布器最合适喷液孔数目为6.经数据回归得出a_e和k_la_e的关联式,平均误差均小于15%.

金属丝网错流旋转填料床脱除胶清中氨的性能

应用金属丝网错流旋转填料床对天然胶清中的氨进行空气吹脱脱除.通过正交实验和单因素实验考察了显著性影响大小和影响规律,并得到最佳操作条件.正交实验显示:显著性影响依次为气体流量G>原料氨含量x_w>液体温度T_L>超重力因子β>进料流量L>气体温度T_G.单因素实验显示:脱氨率η随着G,T_L,T_G的增大而增大,随着L的增大而减小,随着β的增大而先增大后减小,气相体积总传质系数k_ya_e有相同的变化规律.应用无因次分析法,建立了超重力胶清脱氨过程中各影响因素对脱氨率影响的数学模型,其相关系数R^2大于0.95,最大偏差9.72%,平均偏差4.88%,说明该关联式与实验数据基本吻合.与传统胶清脱氨方法对比,超重力法具有脱氨率高、易于氨气回收等优点.

错流旋转填料床传质特性影响因素的实验研究

采用CO_2-Na OH体系,在中试规模的实验装置上进行传质实验,考察了气速、液体喷淋密度、超重力因子、气液接触时间对错流旋转填料床的总体积传质系数KLa及有效传质比表面积a_e的影响.结果表明,K_La和a_e均随气速、液体喷淋密度和超重力因子增加而增大,K_La随气液接触时间增加先缓慢增大后急剧下降,a_e则随气液接触时间增加而缓慢下降.最佳操作条件为:气速1.69 m/s,液体喷淋密度32 m^3/(m^2×h),超重力因子104,气液接触时间0.1 s.错流旋转填料床在处理大气量气体时传质效果增强,是同类文献错报道的1.52~2.32倍.对各操作参数下所得实验数据进行回归,得关联式K_La=1.8221(atD_L/d_p)Re_L^(0.6371)GrL^(0.0548)Sc_L0.0623和a_e/a_t=2980.9Re_L^(0.2349)Fr_L^(-0.045)WeL0.5023f^(-0.5).

错流型超重力旋转填料床中液滴的运动模型

首次从气体的流场、液滴的碰合出发 ,用液滴粒径 位置联合分布模型描述了液滴群运动的特征 ,提出了错流型超重力旋转填料床中液滴的运动模型 .采用四阶Runge Kutta法计算 ,模型计算值与实测值吻合良好 .

填料定子对分层填料错流超重力装置强化气膜控制传质过程的研究

以化学吸收体系CO_2-NaOH测定分层填料错流旋转填料床中不同超重力因子β、空床气速u、喷淋密度q等条件下的有效传质比表面积a_e,采用气膜控制体系—NaOH溶液吸收气体中的SO_2测定气相体积传质系数k_ya_e,从而得到气相传质系数k_y。研究了β、u、q对k_ya_e、k_y、a_e的影响规律,对比了有无填料定子时分层填料错流旋转填料床的传质性能,从而验证了填料定子对分层填料错流超重力装置气相传质的强化作用。研究结果表明,k_ya_e和a_e均随着β、u、q增大而增大;k_y随着u增大而增大,但是随着β、q增大,先增大后减小;有填料定子时,k_y增加显著,是无填料定子时的1.3~2倍,表明填料定子能够进一步有效地强化气膜控制传质过程,提高气相传质系数。

超重力强化干法脱硝制氨工艺

将超重力法氨水吹脱制氨技术用于选择性催化还原(SCR)脱硝工艺(需氨5vol%~10vol%),以空气-氨水为实验体系、旋转填料床为吹氨设备,考察了进气温度、超重力因子、气液体积比在装填不同填料时对脱氨率和产氨率的影响规律。结果表明,处理气量为4~10m^3/h时,丝网和乱堆两种不锈钢填料的吹脱率均随进气温度、超重力因子和气液体积比增大而增大;产氨率随进气温度和超重力因子增大而增大,随气液体积比增大而降低,产氨率达10%以上,与SCR法所需浓度一致,表明超重力氨水吹脱所制氨浓度可用于SCR脱硝。处理气量为50~700 m^3/h时,吹脱浓度1wt%的氨氮废水,产氨率最大为3.0%。虽不满足SCR脱硝要求,但可将氨氮废水吹脱和氨水吹脱工艺相结合,节约氨水消耗量。