筛板式热水塔热质传递及固体颗粒对气泡运动的影响研究

发布时间：2020-06-17 02:54

【摘要】：本文以筛板式蒸发热水塔为研究对象,利用高速相机和图像处理手段对塔板上气泡的行为特性进行了实验研究,得到了气泡完整运动周期的形变过程及运动特性,研究结论对板式蒸发热水塔的设计和工业应用有一定的指导意义。通过改变汽液操作条件,对热水塔内塔板上单气泡的运动过程和特性开展了可视化研究。结果表明:一完整的气泡运动周期可分为生成区、上升区、破裂区。在生成区,气泡的等效半径快速增加,在上升区及破裂区增加缓慢;在生成区,气泡径长比由大变小,在上升区快速增加以及在破裂区较为平稳;气泡的形心上升速度呈现为先增大后平稳波动。将不可冷凝的N2和固体颗粒的混合物加入蒸汽中以研究固体颗粒对气泡运动过程的影响,考察了入塔固体颗粒亲水性和粒径对气泡运动的影响。研究发现当上升气流中夹带有煤粉颗粒后,气泡的破裂区的时间占比显著增加,有利于塔内的传热传质;颗粒粒径越小,对塔内传热传质过程越有利;改变操作条件发现:颗粒尺寸和蒸汽氮气比α的减小促进了热量和质量传递;利用带有量角器的显微镜与高速相机研究了颗粒亲水性对气泡运动的影响。研究发现亲水性越强,气液间的传热和传质过程越有效。
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ545
【图文】：

流程图,多喷嘴对置,煤气化技术,处理系统

１．高压闪蒸罐；２．低压闪蒸罐；３．灰水加热器；４．气液分离器；５．真空闪蒸罐；６．真空换热逡逑器；７．蒸汽喷射泵；８．澄清槽；９．灰水槽逡逑图２．１邋ＧＥ渣水处理系统流程图—逡逑Ｆｉｇ．邋２．１邋ＧＥ邋ｓｌａｇ邋ｗａｔｅｒ邋ｔｒｅａｔｍｅｎｔ邋ｓｙｓｔｅｍ邋ｆｌｏｗ邋ｃｈａｒｔ逡逑２．１．２多喷嘴对置式煤气化技术逡逑在科技攻关、“８６３”、“９７３”等国家科技项目支持下，“九五”期间，华东理工逡逑大学与兖矿集团共同完成了多喷嘴对置式水煤浆气化技术的中试研究，“十五”完成了逡逑１０００吨级／天多喷嘴对置式水煤浆气化技术的工业示范和多喷嘴对置式粉煤气化技术的逡逑中试试验，“十一五”、“十二五”完成了邋２０００吨级／天、３０００吨级／天多喷嘴对置式水逡逑煤浆气化技术的工业示范及运行。“十三五”期间，在国家重点专项支持下，正开展４０００逡逑吨级／天超大型多喷嘴对置式水煤浆气化技术的工业示范，预计２０１９年底投产。经过多逡逑年的基础理论研宄和技术优化提升，该技术己日趋成熟和稳定［１２］，煤气化技术产能已跃逡逑居世界第一。逡逑｜邋喊拽气？邋热＃邋，逦逦逦逡逑Ｊｋ逡逑逦－烑忮逡逑气分逡逑洰逦灰水槽逡逑—Ｓ３—逦逦－逡逑＾７３＾逦Ａ邋逦水岕．逡逑气秘邋￣逦逦邋Ｉ逦］真交闪ve（—逡逑ｔ

溢流式,塔板结构,塔板,填料塔

氋温热水泵将其加压并送往水洗塔，进行水煤气的洗涤，不凝气和未冷凝的蒸逡逑汽由压力调节阀减压，排往火炬，黑水被蒸发室浓缩后送往低压闪蒸系统再次进行闪蒸。逡逑其流程如图２．２所示『⑷。逡逑２．２塔设备逡逑作为煤化工和石化等工业生产中最重要的设备之一，塔设备常用于典型的单元操作逡逑如：精馏、吸收、萃取及解吸等。为了适应不同的操作要求，塔设备经过不断的发展，逡逑形成了多种不同的结构。根据操作压力可分为减压塔、常压塔和加压塔；根据塔的内部逡逑结构分为填料塔和板式塔是最常见的分类方法［１５］。逡逑２．２．１填料塔的研宄逡逑相较于传统的板式塔，填料塔具有更大的生产能力和操作灵活性，更高的分离效率，逡逑更低的压降和液体容纳能力。伴随着新型填料和塔内件的开发和应用以及多年以来对基逡逑础理论的深入研究，填料塔己广泛应用于化学工业中［１６］。逡逑填料塔包括规整填料塔和散堆填料塔。某些情况下也会使用混合型填料塔（散堆填逡逑料层和规整填料层同时存在于同一座填料塔中）。为了便于维护和清洁，在易于产生聚合逡逑物的位置选用散堆填料层；当需要高效率且材料清洁时，通常选用规整填料层。一般情逡逑况下，板式塔采用逐ki接触逆流操作

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