超重力湿法脱硫 HIGEE DESULFURIZATION
超重力指的是在比地球重力加速度(9.8 m/s²)大得多的环境下物质所受到的力。在地球上,实现超重力环境最简便的方法是通过旋转产生离心力来模拟;在超重力环境下,不同大小分子间的分子扩散和相间传质过程均比常规重力场下快得多。
什么是超重力
以地球重力加速度 9.8 m/s² 为参照,超重力是远大于该量级的加速度环境。它并不改变重力本身,而是以离心加速度替代重力场。
如何在地面实现
通过旋转产生离心力,使流体在装置内受到远大于重力的离心作用,从而在地面模拟出超重力环境。
传质强化机理 MASS TRANSFER
超重力环境下的气-液、液-液两相在离心力作用下被迅速「捻出」,流体被转盘上的小孔切割、破碎、分散,形成微米至纳米级的液膜、液滴和液丝,产生巨大且快速更新的相界面。其强化过程可概括为四步:
- 离心场加速:旋转产生的离心加速度远大于重力加速度,分子扩散与相间传质速率显著提升。
- 流体破碎分散:气-液、液-液两相被离心力一同捻出,经转盘上的小孔切割、破碎、分散。
- 相界面快速更新:形成微米至纳米级的液膜、液滴与液丝,相界面巨大且快速更新。
- 气液剧烈混合:再通过与气体的破碎、撕裂混合,提高气液接触的充分度,使气体中的硫化合物与液体发生传质和化学反应,在非常短的时间内脱除 H₂S 或酸性气体。
设备结构 STRUCTURE
装置主要由壳体、进液口、转盘、传质单元与帽罩组成,气液两相在旋转场与帽罩单元内完成两次强化传质:
进液口
壳体上设置有多个进液口,液体均匀进入旋转区域。
转盘
液体与气体通过转盘脱除大部分硫;流体被转盘上的小孔切割、破碎、分散。
传质单元
气体通过壳体内侧传质单元,与自上而下的液体一同从传质单元喷射而出,进一步接触传质。
帽罩
气体从板孔进入罩内,将帽罩底隙进入的液体提升、拉膜、破碎并向罩顶撞击;气液两相在罩内剧烈撞击、破碎、湍动,表面更新快、有利于气液接触;随后气液从帽罩侧孔喷出,液相被分散为大量小液滴,大幅提高传质面积,帽罩之间的气液对喷进一步促进传质。
经转盘与帽罩两级强化后,气相中的 H₂S 等酸性组分被液体吸收,完成脱硫过程。
技术优势 ADVANTAGES
与传统塔器依靠重力场完成气液接触不同,超重力装置以离心力强化传质,带来结构紧凑、效率高、停留时间短三方面优势。
01
结构紧凑
以离心力替代重力场,传质强度大幅提高,达到同等处理能力所需的设备体积与占地显著减小。
02
效率高
微米至纳米级液膜、液滴与液丝使相界面巨大且快速更新,气液接触充分,脱硫效率高。
03
停留时间短
传质与反应在极短时间内完成,气液停留时间短,便于装置快速启停与负荷调节。
适用场景适合场地紧张、需要紧凑布置的新建脱硫装置,也适用于对脱硫精度与响应速度要求较高的煤气净化场合。装置以湿法脱硫为基础,用于脱除煤气中的 H₂S 等酸性组分。
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