分段進液式旋轉填充床壓降與傳質性能研究.pdf

1、旋轉填充床是一種高效、環(huán)保、節(jié)能的新式傳質分離反應器。旋轉填充床依靠其內部高速旋轉轉子產生的離心力場來模擬超重力環(huán)境。在強大的離心力作用下，液體被切割撕裂為極為細小的液滴、液膜等，從而大大的增加了氣液兩相的接觸面積，極大的強化了傳質過程。目前，旋轉填充床作為一種優(yōu)秀的氣液分離設備得到了廣泛地應用，有著極大的發(fā)展前景。
　　 旋轉填充床在傳質過程中有著一個顯著的特點，即在轉子填料內緣(徑向半徑約10-20 mm)存在端效應區(qū)，在端

2、效應區(qū)內氣液兩相傳質系數數倍于填料主體區(qū)和空腔區(qū)。若能將端效應原理移植到主體區(qū)，則可進一步強化主體區(qū)的傳質效率。分段進液式旋轉填充床(Multi-liquid-inlet Rotating Packed Bed，簡稱MLI-RPB)是一種新型旋轉填充床，它采用環(huán)形轉子結構，并利用分段進液的方式在旋轉填充床內部制造多個端效應區(qū)。作為衡量氣液傳質設備的兩個重要指標，旋轉填充床的氣相壓降和傳質效率成為眾多學者研究的重點內容。由于分段進液式旋轉

3、填充床具有新穎的轉子結構，可能導致其壓降和傳質效率與傳統(tǒng)旋轉填充床相比有所不同。
　　 本論文研究了轉子轉速、氣體流量、液體流量三個因素對分段進液式旋轉填充床的氣相壓降、傳質比表面積、液相體積傳質系數的影響規(guī)律。結果表明，總體上分段進液式旋轉填充床的氣相壓降隨著轉速、氣體流量、液體流量的增大而增大;傳質比表面積和液相體積傳質系數隨著氣體流量、液體流量增大也隨之增大;但是分段進液式旋轉填充床的傳質比表面積和液相體積傳質系數隨著轉速

4、增大先升高后降低。同時，在保證操作條件相同的情況下，將分段進液式旋轉填充床的氣相壓降、傳質性能與其轉子體積大小相同的傳統(tǒng)旋轉填充床進行了對比。對比實驗表明，分段進液式旋轉填充床比傳統(tǒng)旋轉填充床氣相壓降要低，且傳質效率略高。根據實驗結果建立了分段進液式旋轉填充床氣相壓降與超重力水平β，氣體通過填料層最外端的切向速度u，噴淋密度q的關聯(lián)式。利用表面更新理論建立了分段進液式旋轉填充床的液相體積傳質系數的計算模型，并將模型計算值與實驗值進行了對