旋流分离过程强化新技术

摘要

本文围绕旋流分离过程强化的科学原理和工程应用,介绍了课题组在旋流分离过程强化新技术方面的研究成果.通过二维粒子图像测速技术(PIV)和体三维流场测速技术(V3V)表征旋流分离过程中的短路流、循环流和流动过程的非均匀结构及非线性特征,加深了对旋流器的认识.利用微流控技术和高速摄像技术,开发了一套适用于检测快速螺旋迁移颗粒运动速度的同步高速运动分析(D-HSMA)系统,发现了旋流场中颗粒高速自转和翻转现象,并用于指导旋流吸收、旋流萃取、旋流脱附等分离强化过程.发明了气泡强化废水旋流除油,颗粒排序强化微细颗粒旋流分离,多孔颗粒旋流自转除油,微液滴旋流自转萃取等分离过程强化方法及设备.建立了U-U型双分支流并联配置微旋流器组数学模型和设计准则,获得解析解来预测其在不同流动条件和几何结构下的压降和流量分布,并成功应用到甲醇制烯烃反应废水净化系统300根微旋流器并联放大设计中.