NOx Absorption in Full Scale Plant Columns with Structured Packings

A mathematical model of nitrogen oxide （NOx） absorption is adopted and solved for adiabatic operation of a column with structured packings on the basis of the film theory. Removal rate, outlet concentration, oxidation degree of NOx and outlet acid concentration, liquid acid temperature are simulated and tested. The gas phase reactions and equilibria, gas phase mass transfer, interracial equilibria, and liquid phase reactions are considered in the model. Absorption of nitrogen oxides is studied in packed with Mellapak 250Y columns in series in an industrial process of 20000 t oxalic acid per year. Favorable agreement is shown between the model predictions and the on-site observations.

规整填料塔吸收NO_x过程的模拟和实验

为了解决工业中NOx污染问题,以双膜理论为基础建立并求解了氮氧化物在绝热情况下采用高效规整填料塔进行常压水吸收的数学模型,对NOx脱出率、出口含量、氧化度、出塔酸浓度及液体酸温度进行了模拟,同时进行了实验验证.模型涉及水吸收的气相反应及平衡、气相传质过程、界面平衡和液相反应.实验装置为已投产运行的年产2万吨草酸的吸收塔设备.模拟结果与工业实验装置现场采集的数据吻合较好,可以作为氮氧化物工业化生产的理论依据.

钠碱脱硫体系气液吸收过程的数学模型研究

针对钠碱烟气脱硫体系中气液吸收过程中复杂的反应及传质特性,基于双膜传质理论,建立了填料塔内钠碱脱硫中气液反应的数学模型。模型中全面考虑了所有反应的可逆反应、气相阻力对传质的作用及各组分的扩散。根据工艺研究中的实验条件对模型赋初值,结合模型参数估值确定适宜的边界条件后,采用MATLAB对模型方程进行求解,得到了液膜内各组分的浓度分布曲线,以及气相分压、pH值、传质阻力、传质速率、吸收增强因子等沿塔高的分布特性。结果表明模型预测结果和实验结果吻合良好。所建立的模型为该工艺过程和其它湿法烟气脱硫过程的传质-反应现象提供了一个定量的理论分析和工程设计基础。

填料塔中亚硝酸甲酯再生过程模拟

在气相偶联合成草酸酯工艺过程中,亚硝酸甲酯(MN)再生过程与偶联反应有效匹配是实现整个系统绿色无污染的关键,也是影响草酸酯合成工业放大过程的关键一步。对于MN再生过程的工艺优化和宏观动力学方面进行了较多研究和报道,而对MN再生过程的数学模拟研究较少。通对MN再生过程中发生的主要化学反应进行分析简化,并结合MN再生反应动力学参数,在填料塔中建立了MN再生反应数学模型,并计算了主要工艺参数对MN收率的影响。模拟结果表明,随温度升高、气体流速增大、N2体积分数增大,MN的收率减小,液体流速增大和NO/O2摩尔比增大,MN收率增大。通过实验验证了该模型的准确性,MN收率的模拟结果与实验数据的最大相对偏差为-4.39%,为MN再生反应过程的设计和操作提供了理论依据;最后,对于两种不同的NO和O2混合方式进行了比较,通过模拟计算比较了这两种不同操作方式对MN收率的影响。

氨法烟气脱硫模型的研究

以建立的填料塔氨法脱硫实验系统为例,研究了氨法脱硫的气液传质和化学反应过程,并建立了数学模型.利用该模型对填料塔氨法脱硫过程进行了数值模拟,分析了吸收液pH值、液气比、初始SO2浓度和烟气流速等因素对脱硫效率的影响,并与实验结果进行了对比.结果表明:在运行过程中,将pH值控制在5.5~6.5、液气比控制在2.0~2.7 L/m3、烟气流速控制在1.5~2.0m/s范围内较为合适;模型计算值和实验数据吻合良好,证明了该模型的合理性,为氨法烟气脱硫的工艺设计提供了理论参考.

溴化锂溶液绝热吸收水蒸气的传质强化研究

依据双膜理论假设,建立了规整填料绝热吸收器数学模型,通过对连续性方程和动量方程简化得出速度关系式,从而保证程序计算结果收敛和减少计算时间,依据计算结果分析了喷淋溶液温度、浓度、流量和吸收压力对传质系数影响,并将计算结果和实验结果进行比较.结果表明,增加喷淋溶液流量能显著增大溴化锂溶液绝热吸收过程传质系数;数值计算结果和实验结果吻合较好.

旋转填料床吸收NO_x缓冲氧化-强化吸收模型

从平推流缓冲-氧化NO和旋转填料床强化吸收NOx的特性出发,建立了涉及平推流反应器中NO气相氧化和旋转填料床强化吸收NOx的物料衡算、气液传质、界面相平衡和液相反应等方程的数学模型,并应用表面更新理论求解了传质系数。结果表明:在NOx较高浓度条件下,短时间达到较高氧化度,在NOx较低浓度条件下,氧化度很快达到50%,但需要较长停留时间才能达到90%氧化度。超重力因子小于90时,NOx吸收率随超重力因子增加而增加,当超重力因子高于90时,吸收率随超重力因子增加而变化不大。模型的数据关联结果良好。

矿化垃圾柱吸附能力预测模型

建立数学模型对矿化垃圾柱的吸附能力进行理论预测。通过改变模型参数得到矿化垃圾柱的不同吸附穿透曲线,分析穿透曲线的变化规律,判定参数的优劣,确定垃圾柱吸附运行最优工况。为矿化垃圾柱的设计提供一定的理论依据。

气液氯化反应填料塔的设计模型

将短湿壁管中的液膜面积和气体所通过的有效通道体积分别视作填料塔内有效传质面积和空隙体积,从短湿壁管测得的氯气与丙酮反应的气相传质关联式导出全新的且较为可靠的气液氯化反应填料塔的设计模型。其计算值与实际运行结果的最大相对误差仅为3.56%。

填料型预碳化塔的数学模型与模拟

碳酸化反应为一典型的连串、可逆放热反应，液膜内的快反应与液相本体的慢反应相互耦合，共同决定着ＣＯ２的化学吸收速率。本文在以往工作的基础上，通过对碳化机理和动力学的全面分析，建立了填料型预碳化塔的数学模型。对有关工业过程进行了模拟，指出了影响填料行为的关键因素并提出了相应的改进措施。

绝热吸收的理论模型和求解方法

本文对伴有溶剂挥发的绝热吸收过程进行分析，建立了描述填料塔内气液浓度分布和温度分布的微分方程组，采用二元三次样条插值拟合平衡数据，运用ＲｕｎｇｅＫｕｔｔａ法试差求解气液浓度分布、温度分布以及所需填料层高度。

多尺寸填料塔中CO_2吸收过程的实验和模拟

随着二氧化碳吸收法捕集技术的不断发展,需要研究吸收过程的规模放大和模拟。在200mm和600mm的2种不同尺寸填料塔中进行了CO_2吸收实验,采用新的规整填料有效传质面积关联式,进行了基于速率模型的过程模拟,对比了不同传质模型。结果表明:最适用的传质模型是液膜阻力模型,2个吸收塔的气体出口CO_2摩尔分数计算结果与实验值的平均相对误差分别为1%和3%。说明在过程模拟中使用合适的传质模型和规整填料传质面积关联式可以有效预测不同尺寸吸收塔中CO_2捕集效果。