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新型转子结构对喷射式旋转床性能影响的研究

新型转子结构对喷射式旋转床性能影响的研究

作者：姚文浙江工业大学

学位级别：硕士

超重力旋转床作为一种新型高效的气液接触设备,它利用高速旋转所产生的离心场取代重力场可极大地强化对传质与微观混合过程。喷射式旋转床是在折流式旋转床基础上改进的新型旋转床,其核心部件是喷射式转子与同步旋转的盘管式液体分布器... 详细信息

超重力旋转床作为一种新型高效的气液接触设备,它利用高速旋转所产生的离心场取代重力场可极大地强化对传质与微观混合过程。喷射式旋转床是在折流式旋转床基础上改进的新型旋转床,其核心部件是喷射式转子与同步旋转的盘管式液体分布器。转子结构对喷射式旋转床的性能取决定性作用。本文以乙醇-水物系在常压全回流条件下对10种不同结构的喷射式转子的传质性能进行了研究,考察气相动能因子和转速对旋转床传质效率的影响。建立了旋转床的传质模型,得到了旋转床内传质系数的求解方法。采用空气-水物系研究喷射式旋转床的气相压降。采用CO2对超重力旋转床的离心液环密封的密封性能进行了实验。实验结果表明:(1)旋转床内气相总体积传质系数随F因子或转速的增大而增大。(2)传质效率随F因子或转速的增大而出现极值,圆孔板内填充鲍尔环,组合复合圈能传质效率提高0.45～1.28倍,HETP在25～68mm之间。(3)旋转床的干床压降、湿床压降均随F因子增大而增大,喷淋密度对湿床压降影响不明显。(4)由实验数据回归得到了气相总体积传质系数和气相压降的关联式,计算值与实验值的平均误差在9%以内。(5)离心液环密封的气体泄漏量随压力增大而增大,随转速增大而减小。

关键词：超重力喷射式旋转床传质气相压降精馏离心液环密封

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喷射式旋转床转子对传质性能的影响

浙江工业大学学报 2012年第2期40卷 133-136页

作者：王营李肖华李育敏姚文许丽英计建炳浙江工业大学浙江省生物燃料利用技术研究重点实验室浙江杭州310032

采用乙醇-水体系,在常压全回流条件下,对三种转子的喷射式旋转床进行精馏试验.结果表明:喷射式旋转床的每米理论塔板数均随气相动能因子、转速的增大出现峰值,转子Ⅰ的传质效率高于转子Ⅱ和转子Ⅲ.转子Ⅰ的每米理论塔板数在30～42块之间... 详细信息

采用乙醇-水体系,在常压全回流条件下,对三种转子的喷射式旋转床进行精馏试验.结果表明:喷射式旋转床的每米理论塔板数均随气相动能因子、转速的增大出现峰值,转子Ⅰ的传质效率高于转子Ⅱ和转子Ⅲ.转子Ⅰ的每米理论塔板数在30～42块之间.每块理论板压降随气相动能因子、转速增大而增大,在相同条件下转子Ⅰ的每块理论板压降低于转子Ⅱ和转子Ⅲ,转子Ⅰ的比压降在90～180Pa/块之间.装有液体分布器的转子Ⅰ的每米理论塔板数比无液体分布器时的高40%～60%.

关键词：喷射式旋转床精馏转子传质

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喷射式超重力旋转床传质模型及实验研究

石油化工 2011年第4期40卷 392-396页

作者：王营李肖华李育敏童政富姚文计建炳浙江工业大学化学工程与材料学院浙江杭州310014

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... 详细信息

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。

关键词：喷射式旋转床超重力精馏传质模型

喷射式超重力旋转床液体初始分布及性能的研究

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喷射式超重力旋转床液体初始分布及性能的研究

作者：谢爱勇浙江工业大学

学位级别：硕士

超重机旋转床(又称RPB)是八十年代初发展起来的一种利用离心力场强化传质的新型高效化工分离设备,用于吸收、解吸、精馏、萃取等分离过程,广泛应用于化工、制药、轻工等领域。喷射式超重力旋转床是新研发的一种超重力旋转床,其核心部件... 详细信息

超重机旋转床(又称RPB)是八十年代初发展起来的一种利用离心力场强化传质的新型高效化工分离设备,用于吸收、解吸、精馏、萃取等分离过程,广泛应用于化工、制药、轻工等领域。喷射式超重力旋转床是新研发的一种超重力旋转床,其核心部件是随旋转床一起转动的液体分布器和同心圆环式转子。该液体分布器有两种类型,圆盘式液体分布器和盘管式液体分布器。圆盘式分布器是高速旋转的圆盘,进入圆盘的液体被圆盘高速甩出,达到初始液体均匀分布的目的。盘管式分布器由相互连通的沿轴向均匀分布的数根盘管组成,每根盘管外侧均匀开有出液小孔,液体从出液小孔均匀喷射出,达到初始液体均匀分布的目的。同心圆环式转子由数个同轴心的布满小孔的圆环组成,气体和液体同时穿过圆环上的小孔,逆流接触,发生传质传热。在研究圆盘式液体分布器的基础上,本文提出了盘管式液体分布器的结构,重点研究了盘管式液体分布器喷射式旋转床的流体力学和传质性能。在转子高度45mm和直径260mm的旋转床内进行冷模和热模实验,转子分为装有填料和没有装填料的两种型式子。冷模采用空气-水物系,研究旋转床气相压降。热模采用酒精-水物系,全回流下研究旋转床传质性能。实验结果表明:(1)圆盘式分布器的分布系数随液量和转速增大而增大,静分布系数小于动分布系数,说明静分布比动分布均匀。(2)盘管式分布器喷射式旋转床的气相干床压降随气相动能因子及超重力因子增大而增大。在同等条件下,转子无填料的旋转床干床压降低于有填料的旋转床干床压降。(3)有填料的旋转床湿床压降随喷淋密度增大先迅速减小,这与普通旋转填料床(PRBS)加入液体后,气相压降迅速下降的行为类似。当喷淋密度增大到一定值时,湿床压降随喷淋密度的增大而基本不变。无填料的旋转床湿床压降随喷淋密度增大先基本不变,当喷淋密度增大到一定值时,湿床压降开始增大。(4)全回流下,有填料和无填料喷射式旋转床传质效率均随回流量及转速增大而增大。理论塔板数为20块/米～54块/米。无填料的喷射式旋转床,转速为1000r/min,其理论塔板数最高可达54.31块/米。(5)无填料的旋转床气相压降比有填料的旋转床气相压降低10%,理论板数高8.6%。故无填料的喷射式旋转床综合性能优于转子有填料的喷射式旋转床。

关键词：喷射式旋转床液体分布器气相压降传质效率

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喷射式超重力旋转床结构优化及性能研究

喷射式超重力旋转床结构优化及性能研究

作者：王营浙江工业大学

学位级别：硕士

超重力旋转床(又称RPB)作为新型高效的气液传质设备,利用离心力场对传质过程进行极大的强化,已广泛应用于吸收、解吸、精馏、萃取和纳米粉体材料制备等领域。喷射式超重力旋转床是新开发的具有独特结构的超重力旋转床,其核心部件是转子... 详细信息

超重力旋转床(又称RPB)作为新型高效的气液传质设备,利用离心力场对传质过程进行极大的强化,已广泛应用于吸收、解吸、精馏、萃取和纳米粉体材料制备等领域。喷射式超重力旋转床是新开发的具有独特结构的超重力旋转床,其核心部件是转子和盘管式液体分布器,转子由静盘和装有一系列同心圆环的动盘构成。与常规旋转床相比,喷射式超重力旋转床只有下盘旋转,上盘静止,可以方便地在静盘上设置进料口和在一台设备内同轴串联多个转子,因而可应用于连续精馏过程。在超重力旋转床中转子是最重要的部件,不同的转子结构决定旋转床的性能。在常压、全回流条件下,采用乙醇-水体系对喷射式旋转床5种不同转子结构的传质性能进行研究,考察气相动能因子、喷淋密度、转速和转子结构对喷射式旋转床传质性能的影响。采用空气-水体系对三层复合板式的喷射式旋转床的流体力学和功率消耗进行研究。实验结果表明:(1)5种不同转子结构的喷射式旋转床传质效率均随F因子、喷淋密度和转速增大出现极大值,存在最佳操作条件;大开孔率的圆孔板式动圈有利于传质;三层复合板式动圈传质效果最好,每米理论塔板数在30～50块之间。(2)喷射式旋转床转子外端存在气相端效应,此处传质效率较高;盘管式液体分布器能显著改善液体在转子内的周向和轴向初始分布,显著提高喷射式旋转床的传质效率。(3)喷射式旋转床气相压降随F因子和转速增大而增大;喷淋密度对压降影响较小;采用气体雷诺数、液体雷诺数和转速雷诺数的经验关联式对两种转子结构的喷射式旋转床气相压降进行关联,平均误差在10%以内,关联式计算值与实验值吻合较好。(4)喷射式旋转床轴功率消耗随液体流量和转速增大而增大,随气体流量增大而减小;甩液功率占轴功率的20%～70%,甩液功率占轴功率的比例随液体流量和转速增大而增大。(5)5种转子结构中,三层复合板式转子具有传质效率高、比压降低和功率消耗低的特点,是喷射式旋转床较理想的转子结构。

关键词：喷射式旋转床传质气相压降功率消耗