错流与逆流旋转填料床气相压降性能研究

【摘要】错流与逆流旋转填料床已成功应用于气体吸收、吹脱、除尘等气液接触过程。在这些过程中气相压降直接关系到气相输送动力的大小，是旋转填料床选型与设计时必须考虑的重要指标。现有文献报道的气相压降模型及实验结果通用性差，对旋转填料床的选型与工程化设计指导意义不大。针对此问题，本文开发了两台转子规格相近的错流与逆流旋转填料床，采用超重力因子、气速、液体喷淋密度作为影响因素对两种结构旋转填料床的气相压降进行模型化和实验研究，并将两者进行了对比分析，得到一些有益的研究结果，为旋转填料床的选型与工程设计提供依据。在气相压降的模型化研究中，将旋转填料床的气相压降分为了进口段压降、离心压降、截面变化引起的压降、摩擦压降、液体引入引起的压降以及出口段压降。经推导分别得到了错流与逆流旋转填料床气相压降模型：以空气-水为实验体系，分别对错流与逆流旋转填料床气相压降进行了研究，结果表明：错流旋转填料床的压降随着气速和超重力因子的增大而增大，液体喷淋密度对压降的影响不大；湿床压降大于干床压降；通过对模型系数的拟合得到了错流旋转填料床气相压降模型，模型平均误差在±16%以内，能够较好地反映实验结果以及预测气相压降的大小。逆流旋转填料床的压降会随着气速和超重力因子的增大而增大；逆流旋转填料床内存在液泛现象；当超重力因子小于38时，湿床压降大于干床压降；当超重力因子大于38时湿床压降小于干床压降；通过对模型系数的拟合得到了逆流旋转填料床气相压降的模型，模型平均误差在±20%以内，能够较好地解释实验现象并预测实验结果。将错流与逆流旋转填料床的气相压降进行了对比研究。结果表明：在相同操作条件下，错流旋转填料床气相压降明显低于逆流旋转填料床；逆流旋转填料床气相压降随超重力因子及气速增大而增大的趋势明显高于错流旋转填料床，尤其受气速的影响显著。本研究工作设计开发了两台转子规格基本相同的错流与逆流旋转填料床，开展了气相压降的模型化及实验研究，并在相同操作条件下对两种结构旋转填料床的气相压降性能进行了对比研究，研究结果可用来指导旋转填料床的选型与设计。
【作者】王焕；
【导师】祁贵生；刘金亮；
【作者基本信息】中北大学，化学工程，2014，硕士
【关键词】旋转填料床；错流；逆流；气相压降；模型；

【参考文献】
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