旋转填充床

摘要： 天然气脱硫是天然气处理的重要组成部分,对超重力技术与甲基二乙醇胺(MDEA)脱硫法结合研究,探究超重力场对脱硫效率的影响。研究表明,脱硫液浓度、流量、温度对硫化氢脱除有积极影响,脱硫效率随着转速的增加先增大后减小,随气体流量的增加而减小。MDEA溶液再生次数与脱硫率呈反比。在实验的基础上,探讨了产生现象的原因,并得到了最佳脱硫工艺条件,使天然气脱硫率控制在99%以上。

摘要： 有效传质比表面积(a)是设计旋转填充床的重要参数,其高精度预测尤为重要.采用了5种神经网络模型模拟旋转填充床的有效传质比表面积,包括前馈反向传播神经网络(FFBP)模型、广义回归神经网络(GR)模型、串并联叠层神经网络(CFBP)模型、径向基神经网络(RB)模型和埃尔曼正向反向神经网络(EFBP)模型.选择气体雷诺数(ReG)、液体雷诺数(ReL)、液体弗洛德数(FrL)、液体韦伯数(WeL)和填料特征参数(ψ)5个无量纲准数作为模型的输入参数,有效传质比表面积作为模型的输出参数,采用均方误差(E2)和相关系数(R2)评价模型的准确性.模拟结果与文献的实验值比较表明,5种神经网络模型可以很好地描述旋转填充床的有效传质比表面积,其中GR模型最佳.采用GR模型模拟预测了超重力因子、气体流量和液体流量对有效传质比表面积的影响,预测结果表明:有效传质比表面积随超重力因子和气体流量的增加而增加;在液体流量较低时,有效传质比表面积随液体流量的增加而增加,而超过一定流量后随其增加而减小.

摘要： Mn Fe Oxwas used to catalytic oxidation of NO in gas phase and removes NOxby Na OH solution in a rotating packed bed.The removal efficiency of NOxwas investigated under various operating conditions including the conversion rate of NO, inlet NO volume fraction and cycling time of the absorption solution in the simulated flue gas.Also, the p H value and ionic composition of the absorption solution were tested at the cycling time of 420 min.The results indicated that the removal efficiency of NOxis 93.42％when the conversion rate of NO is 55.17％.Additionally, NOxremoval efficiency first increased and then decreased with increasing inlet NO volume fraction.Moreover, the removal efficiency of NOxwas stable above 90.8％after420 min of Na OH absorption solution and the main component of the absorption solution was NO2-, the small amount of NO3-and the p H value of the absorption solution was 12.68.%用Mn Fe Ox气相催化氧化NO,在旋转填充床中以Na OH溶液吸收脱除NOx.考察模拟烟气中NO的转化率、进口体积分数、吸收液循环使用时间对NOx脱除率影响,监测了吸收液循环使用时间420 min内的p H值及离子成分.结果表明,NO转化率55.17％时,NOx脱除率达93.42％;NO进口体积分数提升,使NOx的脱除率先上升后下降;Na OH吸收液循环使用420 min内,NOx脱除率在90.8％以上,反应产物为NO2-及少量NO3-,p H值12.68.

摘要： 旋转填充床反应器是一种典型过程强化装置,对化工过程中的传质与混合过程具有较好的强化作用.流体流动作为旋转填充床反应器中最为基础的性质,对研究、优化旋转填充床反应器的结构和性能至关重要.光学成像技术与数值模拟作为研究旋转填充床反应器中流体力学性质的重要手段在近年来得到了飞速发展.对近三十年来,旋转填充床反应器可视化研究进行了综述,从早期光学成像开始,在此基础上引入早期计算流体力学模拟,直至现在高速数码摄像可视化和基于真实结构的模拟.对旋转填充床的可视化观测从填料表面逐渐向填料内部发展,对其数值模拟从初步的数学模型发展到包含详细填料几何结构、详细流体特性的流动模拟.现有研究已对填料区、空腔区中的流体流动有了较为详细的描述.

摘要： 为了解决煤热解气体净化中塔类设备存在的占地面积大、效率低、能耗高、易堵塞等问题,将超重力技术应用于气体净化.该技术具有传质效率高,能耗低等优点.针对热解气体净化的不同需求,开发出两种形式的超重力机.超重力机均采用规整填料和模块化设计,具有运行平稳、效率高、体积小、能耗低、操作弹性大、易维修等优点,具有明显的技术优势和经济效益.

摘要： High gravity(Higee)technology is one of the novel technologies for process intensification and it is usually carried out in a rotating packed bed(RPB),which can tremendously intensify mass transfer and micromixing processes. After decades of predecessors' efforts,the fundamental research and industrial applications of RPBs have been made great progress. In this paper,the various types of packing used in the RPB,the visualization of fluid flow,and mass transfer and micromixing performance with different packings were summarized. The advantages and disadvantages of different packings were analyzed for various applications. The merits and limitations of different visualization techniques were also pointed out. Some suggestions were proposed to further enhancement of mass transfer and micromixing processes. Industrial applications of RPBs in recent years,including advanced chemicals,marine natural gas purification,preparation of nanomaterials,and environmental protection,were summarized and the potential industrial applications of RPBs were also forecasted.%超重力技术突破了地球重力场的限制,是强化传递和混合过程的一项突破性新技术,其核心装置是旋转填充床.回顾前人几十年的不懈努力,旋转填充床已经在基础研究和工业应用中取得了长足的进展.本文主要介绍了旋转填充床的基础研究最新成果及工业应用案例.阐述了旋转填充床填料的种类和特点以及旋转填充床内部流体流动、传质与微观混合的研究进展,研究了不同填料的优缺点及适用环境,指出了各种可视化技术手段的优势及局限性,并提出了进一步强化旋转填充床的传质和微观混合性能的新思路.应用研究综述了近些年来旋转填充床的工业应用案例,包括高端化学品制造、海洋天然气净化、纳米材料制备、环保等领域,并展望了旋转填充床的工业应用前景.

摘要： 在旋转填充床中进行H2O2-NaOH复合吸收液脱硝的实验研究.考察了旋转填充床的转速、气液比、吸收液的浓度和组分以及循环时间等因素对脱硝率的影响,并检测了吸收产物.结果表明:脱硝率随旋转填充床的转速、吸收液的浓度和组分的提高而增大;随气液比、循环时间的增大而降低.最佳的反应参数为旋转床转速1 000 r·min-1,气液比10∶1,复合吸收液浓度0.04 mol·L-1 NaOH和0.2 mol·L-1 H2O2,NOx的脱除率为92％.在循环使用510 min内,脱硝率保持在88％以上,吸收产物为含NO2-和NO3-离子的溶液.

摘要： 二氧化碳为温室气体最主要成分之一，为了有效利用过多的二氧化碳及其对地球伤害，本研究以错流式旋转填充床连续进料，一级醇胺(MEA)为吸收剂进行回收二氧化碳之研究。探讨改变MEA浓度、错流式旋转充填床转速以及pH值等变数对二氧化碳吸收之影响.研究结果发现在连续进料操作中MEA浓度在1M错流式旋转填充床转速在1500 RPM时吸收二氧化碳效率将近100％。

摘要： 旋转填充床(Rotating Packed Bed,RPB)通过高速旋转来形成超重力环境,将进入填料区的液体高度剪切、分散,从而减少了传质阻力,增加了传质比表面积,能极大地强化气-液、液-液两相的传质及微观混合过程,其相间传质速率比传统塔器提高1-3个数量级,在工业上已被应用于反应、精馏、吸收和解吸等过程.然而,由于旋转填充床内结构及流场的复杂性,难以利用实验方法对流场进行深入研究,从而不便于理解旋转填充床内的传质过程.近年来,随着计算机性能的提高以及计算流体力学的发展,CFD 软件得到越来越广泛的应用,用CFD 软件计算模拟旋转填充床内复杂的流场成为一种有效的途径.本文利用CFD 软件Fluent 初步模拟了旋转填充床内的流体流动,计算中气相采用RNG k-ε湍流模型,液相采用拉格朗日离散相(DPM)模型,液滴在填料区的壁面行为采用反射边界条件.通过一定简化后建立了旋转填充床二维模型,考察了液体颗粒在填充床内的速度分布,以及转速对液体颗粒速度的影响,结果显示液滴速度随转速的增加而增加,而径向速度只与液体进口速度有关,转速对其的影响不大.本文还针对转速、气体进口速度对干床压降的影响做了一定研究,发现压降随转速的增加而增加,但其影响没有气体进口速度对压降的影响明显.填料的内缘处存在剧烈的端效应,模拟结果表明,端效应区的湍动强度明显大于其他区域.

摘要： 为了验证端效应区在强化旋转填充床内微观混合的重要作用，设计了一台能实现沿程取样的旋转填充床。同时通过采用平行竞争微观混合体系—碘化物-碘酸盐反应体系考察了填料不同径向位置离集指数的分布及各操作参数(如转速、流量)对旋转填充床内微观混合的影响。与其他反应器相比，旋转填充床具有更好的提高微观混合效率。

摘要： 在旋转填充床上以室温离子液体为催化剂进行异丁烷和丁烯的烷基化反应.在很短的反应时间(0.1~0.3s)内实现了烯烃的几乎完全转化(转化率98﹪),所得的烷基化油中C组分含量达到了69.285﹪,TMP/DMH达到了10.9.旋转填充床所产生了超重力场大大强化了相间传质,缩短了反应时间,提高了目标产物的选择性.

摘要： 本文研究了旋转填充床中液相内SO化学吸收的氧化反应动力学.实验结果表明RPB中SO氧化反应的宏观动力学方程对液相中溶解的O浓度为0级,对水溶液中SO的浓度为1.25级,对催化剂Mn的浓度为0.5级.最后,本文给出了一个可以描述在非均相条件下,SO和O同时吸收及其氧化反应之间复杂的相互关系的数学模型.模型的预测能力很好,预测值与实验结果之间的相对误差小于12℅.

摘要： 本文介绍了在旋转填充床(简称RPS)中用含Mn的吸收液脱除含硫尾气中的SO,用于吸收研究,进行了小试和中试的连续性实验,取得了较满意的结果.

摘要： 酚类有机废水是石化行业广泛存在的一种难处理废水,随着国家环保要求的日趋严格,相关行业迫切需要针对酚类废水的高效处理技术进行开发研究.据此,本文开展了超重力强化高铁酸盐与臭氧协同处理苯酚废水的初步研究.通过对比烧杯实验和以超重力旋转填充床作为实验装置,比较超重力对于处理苯酚废水的强化作用;对比多种臭氧高级氧化工艺,与结合了高铁酸钾的臭氧高级氧化工艺来探索高铁酸钾对酚类废水处理的强化作用.最终通过一些列的对比实验,验证了与亚铁离子相比高铁酸钾与臭氧具有更好的耦合作用,旋转填充床创造的超重力环境可以有效的强化氧化处理效果.并通过废水的可生化性实验,得到高铁酸钾可以提高苯酚废水的可生化性的结论.

摘要： 首次采用旋转填充床反应器,用超重力法进行了制备纳米二氧化钛的研究.合成了粒度为20~30nm的球形二氧化钛,且粒度分布窄,分散良好.这一方法具有生产效率高,易于工业放大等一系列优点,具有广阔的工业应用前景.

摘要： 超重力技术作为一种高新技术,应用于对相间传递过程进行强化的多相过程,它可以应用在内循环生物反应器中,使传质效率得到了很大的提高,是一种很有前途的技术,在工业上有重要的应用前景.

摘要： 本发明以简单的结构准确地计算填充量并准确地控制填充量。具有：旋转体；液分配室；多个填充流路构成单元，由分别与液分配室连接的液通路及液阀构成用于向容器内独立地引导液体的流体通路；填充控制装置；液体供给部；压差信息检测部，检测液分配室的液体的压力即液分配室压力与在旋转体的任意的半径方向位置作为填充流路构成单元内的流体释放部的压力所检测的填充氛围压力之间的压差信息；及旋转信息检测部，检测旋转体的旋转信息。填充控制装置基于所检测到的压差信息、旋转信息及预先求出的压差信息、旋转信息与从液通路的液出口流出的液体的流量之间的关系，计算从液出口流出的液体的流量，控制液体的填充量。

摘要： 本发明以简单的结构准确地计算填充量并准确地控制填充量。具有：旋转体；液分配室；多个填充流路构成单元，由分别与液分配室连接的液通路及液阀构成用于向容器内独立地引导液体的流体通路；填充控制装置；液体供给部；压差信息检测部，检测液分配室的液体的压力即液分配室压力与在旋转体的任意的半径方向位置作为填充流路构成单元内的流体释放部的压力所检测的填充氛围压力之间的压差信息；及旋转信息检测部，检测旋转体的旋转信息。填充控制装置基于所检测到的压差信息、旋转信息及预先求出的压差信息、旋转信息与从液通路的液出口流出的液体的流量之间的关系，计算从液出口流出的液体的流量，控制液体的填充量。

摘要： 本发明公开了一种使用内循环旋转填充床制备纳米金属‑有机框架材料的方法，包括如下步骤：1)将金属盐搅拌溶解于溶剂中，制得金属盐溶液；将有机配体搅拌溶解于溶剂中，制得有机配体溶液；2)配制前驱体溶液；3)将前驱体溶液通过进料口加入内循环旋转填充床的腔体中作为反应底物；开启电机，待电机稳定运作后，将金属盐溶液与有机配体溶液分别泵入内循环旋转填充床中进行循环，持续沉淀结晶反应0.01‑5h后，取出反应的物料，制得悬浮液；4)过滤和洗涤，得到干净的滤饼，再对滤饼进行干燥处理，获得产品。本发明制得的产品粒径大小1‑100纳米，且颗粒粒径分布均匀，形貌规整，是具有确定晶型结构的纳米金属‑有机框架材料。

摘要： 本发明公开一种基于具有超疏水表面的液体分布器强化旋转填充床混合性能的方法，旋转填充床适用于原料中包含液体的体系，在旋转填充床的液体分布器表面修饰超疏水涂层，使液体分布器具有超疏水表面，原料经液体分布器出口流出后未粘附在液体分布器表面，原料呈连续状流入旋转填充床，从而强化旋转填充床对原料的混合效果。本发明意识到固体表面浸润性可影响液体在旋转填充床内流动情况，而液体在旋转填充床内流动情况又影响旋转填充床的混合性能，本发明通过在液体分布器表面修饰超疏水涂层，以提高液体在旋转填充床中流动性，进而提高旋转填充床对液体的混合效果。本发明旋转填充床有望在生物医药领域中化学品制备以及实验室微小型实验中应用。

摘要： 本发明提供一种基于亲疏水组合填料的旋转填充床及系统，将疏水填料和亲水填料组成组合式填料，当填料切割液体时，疏水填料可以将液体充分分散，使液体在填料区分散的更加均匀，亲水填料的浸润性使液体充分铺展，增大了填料的润湿分率，可以通过合理的组合达到不同的混合效果，由于组合填料中的亲水填料层和疏水填料层数量有限，能够避免发生液体在单一的疏水填料区产生的液滴聚并现象及液体在单一的亲水填料区产生的降低液体湍动的现象，亲水带来的负面影响可以通过疏水缓解或者抵消，同时疏水带来的负面影响可以通过亲水缓解或者抵消，因此将亲疏水组合填料应用于旋转填充床中能够进一步改善其传质及混合性能。

摘要： 本发明提供一种流体驱动式旋转填充床，流体驱动式旋转填充床采用流体驱动的形式来提供动力，无需电机即可高效运转，能有效降低能耗，实现节能减排。采用流体驱动替代电机驱动，省去了电机轴与旋转填充床外壳间的旋转密封，转动部件封闭于壳体内，提高了整体结构的紧凑性和密封性，以及旋转填充床运行的稳定性及安全性。本发明在高温、高压、有毒等特殊工况下的反应、吸收等场合中应用具有较大优势。通过液体分布器、旋转叶片及填料对液相实现全方位分散，将其处理为液膜、液线、液滴等细小流体微元，增大了气液有效传质比表面积，强化了反应过程。

摘要： 本发明公开了一种使用内循环旋转填充床制备纳米锆基MOFs材料的方法，包括如下步骤：称取锆金属盐与有机配体固体，常温下溶解于溶剂中，记为反应液A；量取调节剂溶液记为反应液B；对内循环旋转填充床进行控温，待其温度稳定后，将反应液B缓慢加入反应液A中并充分混合，记为反应液C；将反应液C加入内循环旋转填充床中，开启电机进行循环反应，持续结晶反应，取出得到的产物悬浮液；将悬浮液进行离心、洗涤活化、干燥，获得纳米锆基MOFs材料。该方法制得的产品结晶度高、比表面积大，粒径范围在5‑500纳米，颗粒尺寸均一。

摘要： 本发明公开了一种适用有机液态储氢的锥形旋转填充床脱氢反应器，涉及有机液态储氢设备技术领域。其包括反应器本体，在反应器本体内设置锥形旋转填充床，锥形旋转填充床包括支撑体和填料，填料整体形状为下窄上宽的锥形体，填料位于支撑体的内壁上，且填料与支撑体的内壁紧密贴合在一起，通过支撑体对填料的形状进行限制；本发明脱氢反应器，通过调节转轴的转速可对支撑体的旋转速度进行控制，即通过调整支撑体的转速来达到调节反应速率的目的，通过增加填料与反应物的相对速度，从而使得反应表面快速更新，避免了由于氢气聚集并长时间停留在床层阻碍传热，并进一步导致催化剂表面干燥、甚至是结焦失活的情况的发生。

摘要： 本发明公开了一种浸没式旋转填充床反应器及应用，转子填料浸没在反应器内物料中，在转子旋转带动下，反应器内物料形成循环，经过填料时物料被充分剪切，分散成流体微元，传质和反应速率得到增强。进料组件使得不同相物料同时通向转子内缘，挡圈和挡板起到破涡作用，换热组件可维持体系处于适宜温度范围。本发明适用于气‑液及液‑液等非均相体系，相比传统旋转填充床，物料接触时间长，使反应更充分。

摘要： 本发明公开了一种使用内循环旋转填充床制备纳米金属‑有机框架材料的方法，包括如下步骤：1)将金属盐搅拌溶解于溶剂中，制得金属盐溶液；将有机配体搅拌溶解于溶剂中，制得有机配体溶液；2)配制前驱体溶液；3)将前驱体溶液通过进料口加入内循环旋转填充床的腔体中作为反应底物；开启电机，待电机稳定运作后，将金属盐溶液与有机配体溶液分别泵入内循环旋转填充床中进行循环，持续沉淀结晶反应0.01‑5h后，取出反应的物料，制得悬浮液；4)过滤和洗涤，得到干净的滤饼，再对滤饼进行干燥处理，获得产品。本发明制得的产品粒径大小1‑100纳米，且颗粒粒径分布均匀，形貌规整，是具有确定晶型结构的纳米金属‑有机框架材料。