旋轉(zhuǎn)填充床氣液傳質(zhì)數(shù)值模擬研究.pdf

1、超重力旋轉(zhuǎn)填充床是一種用于強化多相混合與傳質(zhì)的新型設(shè)備，廣泛應(yīng)用于非均相物系的傳質(zhì)與分離、納米材料的制備等過程。其中關(guān)于超重力旋轉(zhuǎn)填充床強化氣液傳質(zhì)的文獻迄今為止多見于實驗研究和應(yīng)用性研究，在模型化研究和數(shù)值模擬方面的研究不多。
　　 本文基于旋轉(zhuǎn)填充床氣液傳質(zhì)的簡化的物理過程建立了質(zhì)量傳遞的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)計算的液相傳質(zhì)分系數(shù)kL討論了旋轉(zhuǎn)床中非穩(wěn)態(tài)傳質(zhì)與穩(wěn)態(tài)傳質(zhì)的區(qū)別，并給出了非穩(wěn)態(tài)/穩(wěn)態(tài)傳質(zhì)過程的數(shù)值判據(jù)。在傳質(zhì)模型的基礎(chǔ)上

2、采用數(shù)值模擬的方法研究了在氮氣解吸水中溶解氧、氫氧化鈉化學(xué)吸收混合氣中二氧化碳的傳質(zhì)過程中的模型參數(shù)對kL以及各操作參數(shù)對旋轉(zhuǎn)填充床總傳質(zhì)的影響規(guī)律。主要結(jié)論如下:
　　 液滴在填料層間的停留時間越短，kL越大;因此超重力水平越高，氧解吸體系（以下簡稱體系一）和NaOH-CO2化學(xué)吸收體系（以下簡稱體系二）的總體積傳質(zhì)系數(shù)都增大;溫度升高，兩體系的kL都增大，因此總體積傳質(zhì)系數(shù)也都增大;壓力升高，兩體系的kL無影響，總體積傳質(zhì)系

3、數(shù)也都基本不變。
　　 增加氣相流率，兩體系的總體積傳質(zhì)系數(shù)都有很小幅度的變化然后趨于穩(wěn)定，可認為基本不變;增加液相流率，兩體系的總體積傳質(zhì)系數(shù)皆顯著增加;對于體系一，提高液相進口濃度，總體積傳質(zhì)系數(shù)增加;而對于體系二，提高氣相進口濃度，總體積傳質(zhì)系數(shù)有小幅度的減小;空腔區(qū)傳質(zhì)隨空腔區(qū)體積的增加而增大，其對總傳質(zhì)的貢獻率隨超重力水平的提高而減小;
　　 利用文獻中實驗數(shù)據(jù)對傳質(zhì)模型進行了驗證，最大誤差均在±20％內(nèi)，表明