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文檔簡(jiǎn)介
1、超重力旋轉(zhuǎn)床(英文Rotating Packed Bed,簡(jiǎn)稱RPB)是一種強(qiáng)化化學(xué)工業(yè)過程的新型反應(yīng)器。它通過離心力場(chǎng)模擬超重力環(huán)境,將液體剪切、高度分散,增加了傳質(zhì)比表面積,提高了液體表面更新速率,能極大的強(qiáng)化氣-液傳質(zhì)過程,常應(yīng)用于精餾和吸收等工業(yè)過程。目前旋轉(zhuǎn)床的主體結(jié)構(gòu)已經(jīng)定型,內(nèi)構(gòu)件的研究成為發(fā)展的核心,如轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)、液體分布器的優(yōu)化等。
在某些化工過程中,由于產(chǎn)物為固體顆粒或是從外部帶來的氣體含有大量灰塵
2、,容易造成填料的堵塞。傳統(tǒng)的超重力旋轉(zhuǎn)床一般在轉(zhuǎn)子內(nèi)部安裝致密的金屬絲網(wǎng),絲網(wǎng)孔徑較小,絲網(wǎng)層較密,生成的固體顆粒易于堆積在絲網(wǎng)填料內(nèi)部,造成氣液流通途徑的阻塞,不僅削弱傳質(zhì),且嚴(yán)重時(shí)需停機(jī)清洗。不但影響了生產(chǎn),同時(shí)也增加了清理設(shè)備的費(fèi)用。為了解決這一問題,在前人旋轉(zhuǎn)床轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,本論文提出了新型的組合式轉(zhuǎn)子,即在轉(zhuǎn)子徑向方向組合不同的結(jié)構(gòu),以期達(dá)到防堵的目的。主要研究?jī)?nèi)容如下:
1、在保證傳質(zhì)能力的條件下,設(shè)計(jì)更加
3、防止阻塞的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。以NaOH溶液吸收CO2為傳質(zhì)研究實(shí)驗(yàn)體系,考察轉(zhuǎn)速、液量以及氣量對(duì)組合式轉(zhuǎn)子超重力旋轉(zhuǎn)床傳質(zhì)的影響規(guī)律。結(jié)果表明,有效傳質(zhì)比表面積ae和液相體積傳質(zhì)系數(shù)kLae隨轉(zhuǎn)速、液量、氣量的增加而增加。組合式轉(zhuǎn)子內(nèi)絲網(wǎng)填料占比越大,其傳質(zhì)效果越好。
2、為了構(gòu)建旋轉(zhuǎn)床內(nèi)轉(zhuǎn)子區(qū)的液相傳質(zhì)模型,需要將轉(zhuǎn)子區(qū)分為填料區(qū)和立柱區(qū)兩個(gè)部分。根據(jù)表面更新理論建立模型,需要得到立柱區(qū)的持液量εL,因此,本文利用X-ray CT掃
4、描技術(shù)對(duì)立柱區(qū)的持液量進(jìn)行基礎(chǔ)研究,并利用掃描技術(shù)的可視化效果,感性地了解到轉(zhuǎn)子區(qū)內(nèi)液體的流動(dòng)情況。結(jié)果表明,持液量隨轉(zhuǎn)速的增加而減小,隨液量的增加而增加;絲網(wǎng)填料區(qū)的持液量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于立柱區(qū),在絲網(wǎng)填料區(qū)可見明顯的液體分布不均現(xiàn)象。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)構(gòu)建立柱區(qū)的持液量關(guān)聯(lián)式,代入傳質(zhì)數(shù)學(xué)模型中計(jì)算,得到的預(yù)測(cè)值與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行對(duì)比,其正負(fù)誤差在15%的范圍內(nèi)。
3、基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果,轉(zhuǎn)子2與轉(zhuǎn)子3的傳質(zhì)性能相差不多,且轉(zhuǎn)子2有望在犧牲少量傳
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