折流式旋转床气液比表面积的实验研究及CFD模拟-化工进展.PDFVIP

化 工 进 展 2017 年第36 卷第5 期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·1635 · 折流式旋转床气液比表面积的实验研究及 CFD 模拟 张斌，李育敏，耿康生，计建炳 （浙江工业大学化学工程学院，浙江省生物燃料利用技术研究重点实验室，浙江杭州 310014 ） 摘要：气液比表面积对折流式旋转床（RZB ）的传质起到关键的作用。本文采用 NaOH 溶液化学吸收混合气体 中 CO2 的方法对折流式旋转床的气液比表面积进行了研究，通过计算流体力学（CFD）技术来模拟转子内液体 的流动行为。分析转子转速、气体流量和液体流量对气液比表面积的影响。结果表明：折流式旋转床的比表面 积在 100～350m2/m3 范围内，折流式旋转床的气液比表面积随液量的增大而增大，随气量的增大明显增大，随转 速的增加先缓慢增大后迅速增大。CFD 模拟表明，随液量的增加，动静圈之间的液滴数量明显增多，并且静圈 上更多的表面被液膜覆盖；随气量的增大，更多的液体被碎成细小的液体，液滴的数量成倍增加；随转速的增 大，动圈施加给液体的剪切力和离心力增大，液体被更好地分散，并且离开动圈的液滴尺寸变得更小。RZB 与 其他类型填充旋转床（RPB ）的气液比表面积进行对比，发现RZB 的比表面积低于分段进液式RPB 、常规不锈 钢金属网RPB 、镍泡沫填料RPB 、新型多个叶片转子RPB ，接近于板式填料和挡板PRB 。 关键词：折流式旋转床；化学吸收；气液比表面积；计算流体力学；流动 中图分类号：TQ021.4 文献标志码：A 文章编号：1000 –6613 （2017 ）05 –1635 –07 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017.05.011 Experimental and CFD simulation on gas-liquid effective interfacial area in rotating zigzag bed ZHANG Bin ，LI Yumin ，GENG Kangsheng，JI Jianbing （Zhejiang Province Key Laboratory of Biofuel ，College of Chemical Engineering，Zhejiang University of Technology ， Hangzhou 310014 ，Zhejiang ，China ） Abstract ：Gas-liquid effective interfacial area play a key role in rotating zigzag bed （RZB ）. The gas-liquid effective interfacial areas in a RZB were studied with chemical absorption of CO2 using NaOH solution in the mixed gases. The flow behavior of liquid in the rotor was simulated via CFD. The effects of rotor speed ，gas flow and liquid flow on the effective specific surface area were studied.