水力喷射空气旋流器分离空间结构对气液传质性能的影响

水力喷射空气旋流器(WSA)是一种利用液体射流在气体旋流场中雾化强化气液传质的新型传质设备, 可广泛用于废水、废气处理等环境工程过程中。为了优化水力喷射空气旋流器的分离空间结构, 本文通过废水氨氮吹脱实验对柱锥结合形WSA和柱形WSA分别进行了气液传质性能研究。研究结果表明, 分离空间结构对水力喷射空气旋流器的气液传质性能存在影响。在相同工作条件下, 与柱形WSA相比, 柱锥结合形WSA具有更好的气液传质性能和略高的气相压降, 后者吹脱氨的体积传质系数提高了约8%, 主要原因在于柱锥结合形WSA内部具有更好的射旋流耦合雾化作用和离心超重力强化传质的综合效果, 使得两相比传质面积增大, 传质效率增高。研究结果可为设计传质性能良好的WSA提供设计依据。     

水力喷射空气旋流器吹脱处理挥发性有机物废水

采用超重力气液传质设备水力喷射空气旋流器(WSA)对乙苯模拟的VOC废水进行吹脱处理,考察了废水初始浓度、进口气速、射流流速、废水温度等因素对处理过程传质效率的影响。结果表明,进口气速越大、废水温度越高,VOC吹脱去除传质效率越高;射流流速加大,VOC的吹脱处理效率先增大后保持不变;废水初始浓度对VOC的吹脱去除效率影响较小。初始浓度为45 mg/L的VOC废水,采用WSA吹脱处理3 min后,VOC的去除率可高达99%以上,气液传质效率是曝气柱等传统设备的2倍以上。     

底部挡板与进气位置对水力喷射空气旋流器传质性能的影响

水力喷射空气旋流器(water-sparged aerocyclone,WSA)是一种利用液体射流在气体旋流场中雾化强化气液传质的新型传质设备,可广泛用于废水、废气处理等环境工程中。为了改进水力喷射空气旋流器结构,提高其气液传质性能,本文通过废水氨氮吹脱实验研究了进气口轴向位置以及底部挡板的设置对气液传质性能的影响。实验结果表明,进气位置与底部挡板对水力喷射空气旋流器的气液传质性能存在影响。在相同工作条件下,气相进口沿轴向下移对WSA内气液传质性能作用较小,但能够使其气相压降降低约为10%。在WSA主筒体底部液封区域设置挡板,能够强化WSA底部气液两相的混合,进而提高低液相循环流量下WSA内的气液传质性能,且随进气速度的增加,其效果越显著,研究结果可为设计传质性能良好的WSA提供设计依据。     

喷孔直径对水力喷射空气旋流器传质性能的影响

水力喷射空气旋流器(WSA)是一种高效的超重力气液传质设备,为了进一步提高其传质效率,通过理论分析和吹脱氨实验研究,对其喷孔直径进行了优化研究。采用因次分析法对实验数据进行了归纳,得到了脱氨传质系数KLa的经验公式为:KLa=2.77×10-9uLI0-1Reg0.37ReL1.18Wel-1.05,运用该式可较好地预测喷孔直径对WSA脱氨传质性能的影响。研究发现,当废水射流流速恒定时,KLa随喷孔直径增大而增大,但当超过某一直径时,其增幅减小。综合考虑过程的能耗与传质效果之间的关系,喷孔直径的最佳取值应按dh=l06.39设计计算,l0为WSA的环隙宽度。     

水力喷射空气旋流器吹脱处理氯苯废水

采用水力喷射空气旋流器(WSA)吹脱处理模拟氯苯废水,考察了氯苯初始质量浓度、进口气速、射流流速、废水温度等因素对吹脱处理效果的影响。结果表明:进口气速越大、废水温度越高,氯苯的吹脱去除率越高;射流流速加大,氯苯的吹脱效率先增大后保持不变;氯苯初始质量浓度变化对氯苯的去除率影响较小。采用WSA吹脱处理初始质量浓度为25 mg/L的氯苯废水,3 min氯苯去除率可达99%以上。     

新型旋转填料床的气相传质特性

以CO2-NaOH体系化学吸收测定不同超重力因子、液量和气液比(体积流量比)条件下的有效传质比表面积a,在相同操作条件下,以氨-空气-水体系进行空气吹脱含氨富液测定不同超重力因子、液量和气液比条件下的气相体积传质系数kya,从而得到气相传质系数ky,对其气相传质特性进行了研究. 结果表明,a随超重力因子、液量和气液比增大而增大,kya和ky均随超重力因子和气液比增大而增大,随液量增大而减小. 通过对比可知,在相近操作条件下新型旋转填料床的气相体积传质系数比文献折流旋转填料床的提高36%. 对实验数据进行回归,拟合出a, kya和ky分别与气相雷诺数ReG、液相韦伯数WeL和伽利略数Ga之间的关联式.     

氨吹脱过程的传质模型

试验设计了一种新型的氨吹脱反应器,采用雾化喷头代替了传统的填料,废水经过加压雾化后与上升的气流逆向接触,通过增加接触面积达到提高去除率的目的.对气液传质过程作了合理假设,运用微分学等数学方法,得到氨吹脱过程的传质模型,讨论了模型中参数的影响因素,说明了去除率η随着pH和温度的提高、运行时间的延长、鼓风量的增大而增大,通过试验验证了使用这种新型的氨吹脱反应器来处理含高浓度氨氮的废水,在合适条件下,氨去除率高于85%.     

超重力强化干法脱硝制氨工艺

将超重力法氨水吹脱制氨技术用于选择性催化还原(SCR)脱硝工艺(需氨5vol%~10vol%),以空气?氨水为实验体系、旋转填料床为吹氨设备,考察了进气温度、超重力因子、气液体积比在装填不同填料时对脱氨率和产氨率的影响规律。结果表明,处理气量为4~10 m3/h时,丝网和乱堆两种不锈钢填料的吹脱率均随进气温度、超重力因子和气液体积比增大而增大;产氨率随进气温度和超重力因子增大而增大,随气液体积比增大而降低,产氨率达10%以上,与SCR法所需浓度一致,表明超重力氨水吹脱所制氨浓度可用于SCR脱硝。处理气量为50?700 m3/h时,吹脱浓度1wt%的氨氮废水,产氨率最大为3.0%。虽不满足SCR脱硝要求,但可将氨氮废水吹脱和氨水吹脱工艺相结合,节约氨水消耗量。     

用离心传质机对含氨废水进行吹脱

报告了用离心传质机处理合氨废水的研究结果，分析了处理工艺中气相压力降，设备的传质性能，以及氨去除率与原水氨浓度、气液比和转速的关系，文末对离心传质机在水处理吹脱工艺中的应用提出了一些看法。     

烟气直接接触蒸发浓缩脱硫废水研究

模拟烟道气和脱硫废水直接接触传质传热过程,进行了热空气和氯化钠溶液相关实验,研究了气液传质系数和系统蒸发量随操作条件的变化规律。结果表明,气液传质系数和系统蒸发量随空气流量、空气温度、溶液温度的提高变大,随溶液盐度的增加而变小。其中空气温度的影响最为明显,当空气温度从65℃增加到110℃时,气液传质系数由10 g/(m2·s)增加到21 g/(m2·s),系统蒸发量由0.13 kg/h增加至0.51 kg/h。烟道气与脱硫废水进行逆向流动直接接触方法对实际脱硫废水的现场实验表明,脱硫废水浓缩倍率达到10以上。可为利用电厂烟道气处理脱硫废水提供依据。     

水力喷射空气旋流器喷孔分布优化

为了进一步提高水力喷射空气旋流器(WSA)的传质性能,采用理论分析与实验相结合的方法,对其喷孔分布进行了优化研究。提出了基于同层相邻喷孔液相射流边界层相交于中心排气管表面的临界孔间距l_c的概念及其计算方法,实验考察了喷孔排列方式和喷孔间距对WSA脱氨传质效果的影响。研究表明,在传质性能上,WSA的射流喷孔按正方形排列优于三角形排列;喷孔间距对脱氨传质效率有明显影响,存在一个较优取值,其值约等于1.28l_c;从上往下到中心排气管出口处计算,侧壁开孔区长度应该占中心排气管长度的78%。研究结果为设计具有良好传质性能的WSA提供了依据。     

Ammonia removal by air stripping in a semi-batch jet loop reactor

Ammonia is very toxic chemical and it can be removed by air stripping at high pH. JLRs have found applications in wastewater treatment processes due to their high mass transfer rates. In JLRs, intrinsic high turbulence result in a very large air-liquid surface area for greater mass transfer. Therefore, in this study, ammonia removal by air stripping from synthetically prepared ammonia solution at the high pH in a semi-batch JLR due to its high mass transfer capabilities have been investigated. Investigated parameters in a JLR were initial ammonia concentration (10–500 mg/L), temperature (20–50 °C), air flow rate (5–50 L/min) and liquid circulation rate (35–50 L/min). While it was demonstrated that temperature and air flow rate have a significant effect on the ammonia removal, it was determined that initial ammonia concentration and liquid circulation rate have no significant effect on the ammonia removal. The overall volumetric mass transfer coefficients (K_La) have been calculated from obtained model and it was determined that increasing temperature and air flow rate have a very significant effect on K_La. It was concluded that JLR provides higher mass transfer capabilities than other type of reactors even if less air is given.     

排气管直径与深度对水力喷射空气旋流器传质性能的影响

对水力喷射空气旋流器(WSA)的中心排气管直径D_e和排气管插入深度S进行了设计优化研究,实验考察了不同D_e和S对WSA脱氨传质系数K_La和气相压降的影响,提出了综合评价传质过程效率的概念——单位压降传质效率η_p,讨论了D_e和S的设计取值。研究表明,当D_e增大时,K_La和气相压降均随之降低,较小D_e的WSA具有较高的气液传质性能,但气相压降比较大,而K_La和气相压降均随S增大而增大。综合能效关系表明,随着D_e的增大η_p增大,随着S的增大η_p出现先增大后降低的趋势,WSA设计中D_e与WSA直径D之比D_e/D宜为0.42～0.53,S与WSA筒体长度H之比S/H适宜取值约为0.70。     

Theoretical analysis of gas stripping performance of spray towers

A simplified model has been developed to describe ammonia stripping process in spray towers. The effect of various operating parameters including air flow rate, contact time, droplet size, liquid to gas ratios and tower height on the performance of such systems has been studied in detail. The results obtained for ammonia stripping have been compared with the limited experimental data available in literature. The predicted results agree reasonably well with the reported experimental data.     

Mass Transfer and Liquid‐Film Formation in a Spray Tower for SO2 Removal in Sodium Hydroxide Solution

Spray towers allow for controlling air pollution in which a liquid is sprayed in small droplets to produce a large interfacial area for mass transfer between a gas and a liquid phase. An experimental study of a spray tower for removing SO₂ is described. The experiments were carried out under different operating conditions by varying the gas velocity, liquid flow rate, and SO₂ concentration. SO₂ removal efficiency, volumetric mass transfer coefficient, and liquid‐film formation as a result of the collision of droplets against the tower wall are investigated. Removal efficiency and volumetric mass transfer coefficient are analyzed as a function of gas velocity, liquid flow rate, and SO₂ concentration, while liquid‐film formation is evaluated as a function of tower height. The results indicate high removal efficiency. Correlations to predict the volumetric mass transfer coefficient are also proposed.     

盐酸作吸收剂用于气态膜法从废水中脱除/回收氨氮

考察了盐酸作吸收剂时用气态膜技术从水溶液中脱氨的可行性,鉴于盐酸的挥发性,着重考察了不同料液氨水浓度下气态膜过程可以稳定操作时所对应的吸收液中盐酸的临界浓度。在此基础上,研究了料液氨氮浓度、料液流速、吸收液流速、吸收液盐酸浓度和操作温度等操作参数对膜传质性能的影响,并考察了该工艺的长期操作稳定性。实验结果证明,气态膜脱氨过程可采用一定浓度的稀盐酸溶液作为吸收剂,并可通过向吸收液中不断添加浓盐酸的方式得到浓度为>15%的氯化铵溶液。在料液浓度为2000 mg/L、吸收液盐酸浓度为2%、操作温度为25 ℃的操作条件下,中空纤维膜组件持续稳定运行了650 h以上,总传质系数保持在4.25×10?6 m/s左右。用盐酸作吸收剂时废水中氨氮可脱至15 mg/L以下,符合国家环保标准。这表明采用盐酸作吸收液用气态膜法从废水中脱除回收富集氨氮是可行的。     

空气搅动的填料萃取塔性能实验研究

引　言气体搅动是一种外加能量的萃取方法 .与机械搅拌相比 ,气体搅动的萃取塔内无运动部件 ,操作稳定 ,结构简单 ,能耗低 .过去已有数篇关于气体搅动的混合 -澄清槽[1] 、喷洒塔[2～ 4 ] 、多级连续萃取器[5] 等无填料的萃取过程水力学性能和传质性能的文献报道 .而在填料塔萃取过程中加入气体搅动技术 ,一方面继承了填料可以有效地降低轴向返混的优越性能 ;另一方面 ,通过外加能量进一步强化液 -液两相接触与传质 ,提高传质系数 ,综合了外加能量的萃取技术和填料萃取技术的优点 .关于这方面的内容目前少有报道[6] .1　实验装置与实验方法…     

水冷却塔传质系数计算模型初探

冷却塔填料表面传热传质过程的理论计算都与一个经验参数——传质系数有关。因为过去人们都将这个参数表示成水气流量的函数,未能正确地反映传质系数对水冷却塔传热传质过程重要影响的本质。采用液膜蒸发理论,将传质系数表示成湿空气温差及压差的函数,新的计算方法将改善冷却塔的设计计算。