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。

超重力技术强化工业废水脱碳研究

采用超重力设备RPB代替脱碳塔对实际工业废水进行脱碳。结果表明,使用RPB进行脱碳的效果、加药量和设备体积均优于常规脱碳塔。但是,RPB的运行费用高出常规脱碳塔15%。通过阐述RPB设备在工业废水脱碳过程中的优劣,为未来工业废水零排放项目脱碳工艺的选取提供参考。

一种改良AO技术在污水处理工程中的应用研究

通过对武汉市经开区一处雨污合流排水明渠污染治理工程的实践,重点展示了一种改良AO技术应用于污水处理工程,该技术理念基于“生物倍增”原理,具有:①大流量低能耗循环回流,气提混合液回流,回流比达到(1∶10)~(1∶100);②超高氧传质效率,6 m清水测试氧传质效率高达50%;③高污泥浓度,运行工况达到6~8 g/L;④低溶氧环境运行,实现0.3~0.5 mg/L,使硝化速率与反硝化速率同时达到一个极高水平。对比其他工艺,优点突出表现在:工艺流程短、布局紧凑、处理效率高、能耗低、管理和维护方便等。

旋转床填料中的传质及其模型化

用氮气解吸水中溶解氧，发现了三个在前人研究中未曾提及的重要现象：（１）保持填料外径而扩大内径，平均体积传质系数增大；（２）比表面积大小并不是传质好坏的决定因素；（３）转子填料与旋转床机壳间空腔中液滴表面的传质量，对整个装置中的传质总量，有不可忽略的贡献。据此，建立了基于液体在填料内微粒化，传质同时在填料和液滴表面进行的传质模型。模型计算结果较好地与实验结果吻合，并对上述三个现象作出了合理的解释。进而指出，液体与转子填料层中的连续微粒化所得到的大量液滴表面，是旋转床传质强化的重要因素。

超重力技术在精馏中的应用

对超重力技术在化工生产中应用的现状,尤其是在精馏领域的应用作了全面的总结。介绍了超重力技术的基本原理和特点及超重力精馏的基本流程图,并对其在精馏领域的优越性进行了较为详细的叙述。

喷射式超重力旋转床的流体力学与传质性能的研究

采用空气-水物系和乙醇-水物系在喷射式超重力旋转床(简称喷射式旋转床)(转子直径为260mm,高45mm)中进行流体力学与传质性能实验,考察了F因子、喷淋密度和转子转速对喷射式旋转床压降和传质性能的影响。实验结果表明,喷射式旋转床压降随F因子、喷淋密度和转子转速的增加而增加;由实验数据回归得到压降关联式,干床压降的平均误差为8.7%,湿床压降的平均误差为10.5%;等板高度随转子转速和F因子的增加而减小,装有液体分布器时的等板高度比无液体分布器时的等板高度降低20%～50%。喷射式旋转床具有压降低和传质效率高的特点,尤其适用于高真空和热敏性物料的分离。

网板填料复合旋转床的传质性能

网板填料复合旋转床(RCB)是一种有别于填料床和折流床的新型旋转床,具有传质效率高和压降小的特点。以乙醇-水溶液为物系,在常压、全回流操作条件下,对同心环网板、同心环网板间径向填充鲍尔环、轴向填充鲍尔环、周向填充鲍尔环的这四种转子进行精馏实验。结果表明:网板填料复合旋转床的等板高度随气相表观动能因子和转速的增大出现最小值,在转速800 r min 1,气相表观动能因子1.3 kg0.5 m 0.5 s 1时,其值为28 mm。鲍尔环的填充有利气液传质,其不同填充方式的气相总体积传质系数由大到小的顺序为:周向填充、轴向填充、径向填充、无填充。

多级超重力精馏过程的传质性能

超重力精馏设备因具有体积小、能耗低且传质效率高的优势已引起人们广泛关注。文中以不锈钢波纹丝网为填料,以甲醇/水溶液为物系,在超重力因子β为21—131、回流比R为1.5—4.0、原料流量q为1.24—2.50kmol/h、原料摩尔分数xf为0.09—0.32、常压操作和室温进料条件下,考察多级超重力精馏过程的传质性能研究,并与其他超重力精馏填料的传质性能进行比较。研究表明:装有不锈钢波纹丝网填料的多级超重机在精馏实验过程中运行平稳;实验最佳操作条件为q=1.248 3 kmol/h,R=4,β=83.609 4,xf=0.090 3,精馏段、提馏段和整个系统的理论塔板数NTP分别为5.1,5.5和10.6;设备的理论塔板高度为37.6—58.4mm;塔顶、塔底分离效果可达97.6%以上和1%以下(质量分数),其传质效率优于常规塔设备及实验室设备。

超重力技术及其应用研究进展

简要阐述了超重力气 固流态化技术和超重力气 液传质反应过程强化技术的特点,重点介绍了其在干燥、超细粉加工、含尘尾气的过滤和净化、脱硫与除尘以及纳米材料的制备等领域的应用研究,着重指出了有针对性地开发商业化超重力技术装备具有重要的应用价值。

超重力技术的应用研究

超重力技术是一种过程强化技术,通过离心力实现传质过程的强化。超重力技术具有效率高、设备体积小、能耗低、适应性广等优点,有着广阔的应用前景。介绍了超重力技术的基本原理,综述了超重力技术近年来在化工分离、纳米材料和环境保护等领域的应用研究进展。对超重力技术的发展趋势进行了展望,改进超重力设备,扩大其应用范围,将发挥它更大的价值。

喷射式超重力旋转床传质模型及实验研究

采用乙醇-水物系,在常压全回流条件下,对网孔板式(转子Ⅰ)和百叶窗式(转子Ⅱ)两种转子结构的喷射式超重力旋转床和折流式旋转床(RZB)进行精馏实验,并建立了旋转床理论塔板数和气相总体积传质系数(KGae)的关系式。实验结果表明,3种结构旋转床转子的每米理论塔板数均随转子转速增加而增大,且转子Ⅱ和RZB转子随气相表观动能因子(F因子)增大出现峰值;转子Ⅰ的每米理论塔板数最大为40.7块,转子Ⅱ的每米理论塔板数最大为40.0块;在转子转速为1 040r/min、F因子为1.1m.s-1(kg.m-3)0.5时,转子Ⅰ的比压降是RZB转子的10.0%,转子Ⅱ的比压降是RZB转子的13.6%;转子Ⅰ和转子Ⅱ的KGae随F因子的增大而增大。

超重力精馏传质过程强化理论分析

超重力精馏技术是一种新型的过程强化精馏技术,文中通过实验与理论分析,探讨其传质过程强化的作用机理。以乙醇/水为物系,多级旋转填料床为主要设备,在常压操作条件下,进行超重力精馏实验研究。在超重力因子为31—196,原料流量为15—30 L/h,原料摩尔分数为0.089 1—0.283 1,回流比为1.0—2.5的操作条件下,超重力装置的理论塔板高度为12.7—152 mm,比传统精馏塔低1个数量级。通过分析流体在超重力装置内的流动状态,提出超重力精馏过程的传质原理及传质单元——液膜。通过理论分析,认为超重力精馏传质过程克服了双膜理论、渗透理论与表面更新理论中的瓶颈,是超重力精馏传质过程强化的根本原因。

硫磺回收装置加氢还原尾气超重力脱硫工艺技术研究

还原吸收尾气处理工艺广泛应用于硫磺回收装置含硫尾气处理,是减少尾气中SO_2排放最为有效的方法之一。硫磺回收装置加氢还原尾气的显著特点为:压力低,碳硫比高,要求吸收过程硫化氢脱除率高,同时具有吸收选择性。利用超重力技术强化传质及气液接触时间短等特点,将超重力技术应用于加氢尾气脱硫工艺中,考察了转速、气液比、贫液温度、气体流量等操作参数对脱硫性能及CO_2共吸收率的影响。结果表明,超重力技术应用于硫磺回收装置加氢还原尾气脱硫工艺中优势显著。

超重力强化处理硝基苯类废水的研究进展

硝基苯类化合物广泛存在于火炸药、石化、染料等行业,在其生产过程中产生大量硝基苯类废水,因其结构稳定、毒性大、可生化性差等特点备受广大科技工作者关注。传统废水处理方法存在传质受限、处理效率低等问题,利用超重力技术强化处理硝基苯类废水成为一种新的颇具潜力的方法。本文综述了超重力强化物理法、还原法、臭氧高级氧化法等处理硝基苯类废水方法研究进展,包括强化传质过程、材料制备、催化降解等方面,并对超重力强化处理硝基苯类废水放大过程中应关注的关键问题以及今后对优化结构、延长液体停留时间的研究方向进行了阐述和展望。

高效旋转精馏床的传质性能

以乙醇-水溶液为物系，以不锈钢波纹丝网为填料，在超重力因子为20～120、原料流量0．925～1．851mol／h、回流比1．5～4．0、原料摩尔分数0．2425、室温进料和常压操作条件下，考察了高效旋转精馏床（HERDB）运行情况与传质性能。结果显示：①高效旋转精馏床运行平稳；②高效旋转精馏床的理论塔板数随超重力因子、原料流量和回流比的增大而增加；③在实验操作条件下，高效旋转精馏床传质单元高度为9．6～65．2mm。与实验超重力精馏设备相比，高效旋转精馏床的等板高度大于实验室超重力精馏设备，说明存在放大效应。

超重力技术在工业水处理中的应用研究述评

超重力技术通过转子旋转形成离心力场而模拟产生超重力环境,在该环境下液体处于剧烈的湍动状态,从而使传质效率显著提升。该技术对于气-液传质受限的过程展现出独特的优势,并在多种水处理工艺中得以应用,取得了良好的效果。对超重力技术在有机废水和含氨废水处理、"三废"治理、水脱氧和海水淡化等工业水处理领域中的应用进行了综述,并对该技术的特点和在水处理领域的应用前景进行了述评。

泡沫金属填料旋转床用于胺法脱碳

为有效实现CO2的分离富集,在泡沫金属填料的超重力旋转床中,采用醇胺溶液吸收大气中的CO2。考察了不同种类醇胺溶液的CO2吸收特性和传质行为。研究结果表明,醇胺溶液种类对超重力旋转床的CO2吸收性能有很大影响,其中乙醇胺溶液的吸收效果最好;提高转速或吸收液浓度,体积传质系数随之明显增大;体积传质系数随液体流量的增加呈增大趋势,但增幅逐渐减小,随温度的升高呈先增加后减小的趋势。

超重力旋转填充床脱除CO_2体积传质系数的研究

超重力技术应用于有机胺溶液吸收CO2是一项突破性新技术,体积传质系数KGa是衡量填料塔性能高低的重要参数.建立了填料床中气液间体积传质模型,推导出体积传质系数的数学表达式,搭建了实验台以探究转子转速、气体流量、吸收液流量、温度变化对气液间体积传质系数的影响.实验结果表明,合适的工况条件对提高气液间的体积传质系数非常重要.

网板填料复合旋转床的流体力学与传质性能

开发了一种新型的气液接触设备——网板填料复合旋转床。常压下以空气-水物系和乙醇-水物系在网板填料复合旋转床中进行流体力学与传质性能实验,考察了气液流量和转子转速对网板填料复合旋转床压降和传质性能的影响。实验结果表明,气体流量和转子转速的增大均使干、湿床气相压降增大;液体流量的增加对湿床压降的影响不明显。回流量和转速的增加均使等板高度减少至一定值后几乎不变。网板填料复合旋转床具有通量大、效率高、压降小的特点。

用以混合气体中二氧化碳吸收的旋转填充床设计

利用超重力技术在混合气体中分离二氧化碳,设计了一种立式旋转填充床。给出了整体结构以及转子、轴、机体和其他相关的轴系零部件结构设计过程,进行了电机的选择以及相关危险截面和零件的校核,证明了该设计的正确性与可行性,并提出了今后进一步研究的重点。