手机知网 App
24小时专家级知识服务
打 开
手机知网|搜索

撞击流吸收器选择性脱除H_2S

王震

  在制药工业中,污水处理发酵过程产生的气体中常含有一定量的H_2S和CO_2,在进一步排放或使用前必须进行净化处理,尤其对H_2S的含量要求非常严格,空气中H_2S的含量高于~300ppm就可危害生命。目前我国气体脱除H_2S广泛采用的是吸收-解吸法,采用的设备为填料吸收塔,由于气体在塔内停留时间长,吸收H_2S的同时CO_2也被一同吸收,造成吸收剂消耗量变大,塔负荷增大,能耗加大;同时解吸气作为后续硫回收装置的原料气,由于大量CO_2的解吸其H_2S浓度降低,造成硫回收装置长期处于低效率运行状态,大大增加了装置运行维护成本。本课题研究了撞击流吸收器用于选择性脱硫的性能。 通过建立撞击流吸收器内部的三维流体力学数学模型,研究了吸收器内部的流体力学特性,探讨了撞击距离、撞击速度对吸收器压降和最大径向速度的影响,以及雾滴在流场中的运动规律,并探讨了撞击速度、雾滴直径和雾滴喷射速度对雾滴停留时间的影响。结果表明吸收器内部速度场和压力场分布符合Powell提出的镜像模型,雾滴的运动符合理论分析与实验研究,撞击距离L/d≥2时吸收器压降与最大径向速度变化不明显,但二者随撞击速度的增加而增加,对于单出口撞击流吸收器建议D/d≥8.5。雾滴停留时间随撞击速度的增大而减小,但当撞击速度大于14m/s时停留时间保持不变;雾滴停留时间随雾滴喷射速度呈现先减小后增大的趋势,随雾滴直径的增大而增大。 首次耦合了传质模型与流体力学模型,探讨了撞击距离、撞击速度、雾滴直径、雾滴喷射速度对选择性系数和脱硫率的影响,最后研究了液气流量比和Na/S摩尔比对选择性系数和脱硫率的影响和撞击速度对体积传质系数的影响。结果表明撞击距离L/d=4、撞击速度为20m/s、雾滴直径为40m,雾滴喷射速度为~30m/s,液气比为0.05~0.1L/m~3,Na/S摩尔比为~3时选择性系数最高可达~30,脱硫率达99%以上,体积传质系数在1.05~1.75s~(-1)之间,理论研究对撞击流吸收器的设计和操作参数的选择有一定指导意义。 研究结果表明,撞击流吸收器用于选择性脱硫领域具有脱硫率高、选择性高、液气比小、传质系数高和能耗低的特点,有很好的工业化应用潜力。……   
[关键词]:吸收;撞击流;选择性;数值模拟
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:天津大学2012年