2.5 内构件对旋转填充床气相压降和传质的影响

利用水吸收混合气体中的氨,通过使用5种不同的分布器,改变流体的初始分散状态,研究在不同初始分布情况下转速、液量、气速对传质系数和传质单元高度的影响。并对实验数据进行了回归,得出了传质系数及传质单元高度与转速、液量、气速的经验关联式。此外,还研

图2-50 转子尺寸对溶解氧脱除率的影响

图2-51 含有不同导向挡板填料结构简图

图2-52 不同导向挡板对溶解氧脱除率的影响

究了逆流旋转填充床的流体力学特性,对不同分布器的压降以及旋转填充床压降在气速、液量、转速等操作条件影响下的情况进行对比。结果表明,在相同的操作条件下,不同的分布器对旋转填充床气相压降和传质的影响并不十分明显[39]

2.5.1 液体分布器形式

实验共采用了5种形式的液体分布器,包括:①TG0.5和TG1.0喷头孔径分别为0.5mm和1.0mm,液体喷出后为雾状,每个分布器有4个管,每个管上装有2个喷头(其间的距离为25mm),8个喷头沿四个方向喷向填料,喷头与填料之间的距离为23mm;②BUCTHC1 4个管,每个管上有2个孔,孔径为1.0mm,两个孔之间的距离为25mm,孔与填料间的距离为23mm;③BUCTHC2 4个管,每个管上有一条小缝,缝隙为0.3mm,缝长为10.0mm,缝与填料之间的距离为23mm,4个缝错开安装,如图2-53所示;④BUCTHC3 4个雾状喷头,喷孔为1.0mm,一组(2个)喷头距填料22mm,另一组(2个)距填料15mm,两组喷头的轴向距离为7mm,如图2-54所示。

图2-53 液体分布器BUCTHC2示意图

图2-54 液体分布器BUCTHC3示意图

2.5.2 液体初始分散状态对逆流旋转填充床压降的影响

在气速的影响下,TG1.0分布器使旋转填充床的气相压降相对于其他分布器稍小。而安装TG0.5、BUCTHC1、BUCTHC2、BUCTHC3四种分布器的旋转填充床气相压降的变化基本一致,如图2-55所示。

图2-55 气量变化时不同分布器对压降的影响

(1mmH2O=9.81Pa,下同)

转速对旋转填充床气相压降的影响总的趋势是压降随转速的增大而增大,如图2-56所示。

图2-56 转速变化时不同分布器对压降的影响

2.5.3 液体初始分散状态对逆流旋转填充床传质的影响

从图2-57和图2-58可以看出,传质系数随气量和转速的增加而增加,变化规律基本相同。对比不同的分布器,初始分散较好的分布器传质效果也较好。

2.5.4 液体的初始分散对传质影响的经验关联

假设不同的操作条件对传质系数Kya和传质单元高度HTU影响的关系式为:

图2-57 气量变化时不同分布器对传质的影响

图2-58 转速变化时不同分布器对传质的影响

 (2-93)

式中,a0abcN0——拟合参数。

利用实验数据进行回归,可以得到各参数值,如表2-4所示。

表2-4 拟合参数数据表