螺旋内构件强化排液的泡沫分离塔内上升泡沫的流体力学.pdf

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1、第44卷第2期河北工业大学学报2015年4月Vb1.44NO.2JOURNALoFHEBEIUNIVERSITY0FTECHN0LOGYApril2015文章编号:1007.2373(2015)02—0075—06DOI:10.14081~.cnki.hgdxb.2015.02.016螺旋内构件强化排液的泡沫分离塔内上升泡沫的流体力学姜建星,李瑞,刘桂敏,吴兆亮(河北工业大学化工学院,天津300130)摘要为了探索带有螺旋内构件的泡沫分离塔强化泡沫排液的机理,对塔内螺旋上升泡沫的流体力学行为进行了

2、研究.结果表明,螺旋通道内泡沫的错流排液和旋转运动是促使气泡聚并加快的主要原因.离心力的存在不利于重力导致的排液,但可使间隙液流到塔壁上进而回流到液池当中.泡沫由竖直通道进入到螺旋通道后,表观液体流速增大而液体分数下降.螺旋通道内表观液体流速和液体分数受气泡大小的影响较大.气泡越大,螺旋构件强化排液的效果越明显.关键词螺旋内构件;泡沫排液;离心力;表观液体流速;液体体积分数中图分类号TQ028.8文献标志码A⋯●●^●●,’●,’^●●●●●HvdrodynamlcsotrlsInRtoamint

3、oamfactl0nat1OncolUmnWIthspiralinternalcomponentsJIANGJianxing,LIRui,LIUGuimin,WUZhaoliang(SchoolofChemicalEngineering,HebeiUniversityofTechnology,Tianjin300130,China)AbstractHydrodynamicsofrisingfoaminthefoamfractionationcolumnwithspiralinternalcompo

4、nentswasanalysedtogetacomprehensiveinterpretationoffoamdrainageinthecolumn.Theresultsindicatethatthecross-flowfoamdrain-ageandrotationofrisingfoaminthespiralchannelcontributedtoenhancementofbubblecoalescence.Centrifugalforcewentagainstfoamdrainageduet

5、othegravity,butitmadetheentrainedliquidflowalongtheradialdirectiontothewallofthecolumn.Thusthedrainedliquidwasabletoreturntotheliquidphasealongthewallofthecolumn.Asrisingfoamflowingfromthevegicalchannelintothespiralone,superficialliquidfluxincreasedwh

6、ilevolumetricliquidfactionde—creased.Bubblesizehadasignificantefectonbothsuperficialliquidfluxandvolumetricliquidfaction.Asbubblesizeincreased,thespiralinternalcomponentshadgreaterabilitytoenhancefoamdrainage.Keywordsspiralinternalcomponents;foamdrain

7、age;centrifugalforce;superficialliquidflux;volumetricliquidfaction泡沫排液是泡沫分离过程中被分离物质得以富集的关键步骤,因此强化泡沫排液被公认为提高目标产物富集比的最有效手段⋯.到目前已有大量文献对泡沫排液的机理及强化泡沫排液的方法进行了报道.结果表明,研究泡沫分离设备的结构是强化排液较为有效的途径[2-4].本课题组杨全文等开发了一种带有螺旋内部构件的新型泡沫分离设备——螺旋泡沫分离塔,并证明该设备具有很好的强化排液和提高富集比的

8、能力.Li等研究了螺旋内构件的螺距和倾角对强化泡沫排液的影响,并对螺旋内构件强化泡沫排液的机理进行了简单的分析.并且在泡沫分离土豆蛋白和皂甙的过程中,该设备均能有效提高目标产物的富集比[7-8].但由于该设备内部泡沫流动的复杂性,分析的难度很大,所以研究者们主要还是以富集比和回收率为指标对该新型泡沫分离设备进行了简单的评价,并没有对螺旋塔内上升泡沫的流体力学行为进行深入的分析I5-91.因此为了促进螺旋泡沫分离塔的工业化生产,同时也为强化泡沫排液提供新的研究思路,有必要对该设备内泡

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