第11卷第5期 2011年10月
过程工程学报
The Chinese Jourmal of Process Engineering
液相性质对新型洗涤冷却室内液滴夹带的影响
林岚，王亦飞，
郭强强，王辅臣
(华东理工大学煤气化教育部重点实验室，上海200237)
Vol.11 No.5 Oct.2011
摘要：采用等速取样法对床层气液鼓泡区上方分离空间的液滴夹带进行了实验测定，研究了液相性质对液滴夹带的影响，结果表明，同一静态液位下，随气速增加，气液分离空间高度逐渐减小，液滴夹带量增大：出口处液滴夹带量 E在径向上总体变化不大，贴近壁面处偏小，主要受气体出口处气体回流流动的影：液滴夹带量随液相物质表面张力减小而增大，随液体粘度增大而增大，表面张力从72.8mN/m减小到25.8mN/m液滴夹带量增大2.5倍，液体粘度从1mPa-s增加到2.3mPa-s液滴夹带量增大1倍，液体物性对液滴夹带量的影响较显著，由此建立了液滴夹带量与物
性参数的经验关联式，为改善洗涤冷却室内部结构提供了理论依据关键词：洗涤冷却室：液滴夹带：液相性质：操作变量
中图分类号：TQ021 1前言
文献标识码：A
文章编号：1009-606X(2011)050742-05
和赵晓辉等[14]分别采用不同液滴夹带模型对洗涤冷却室内液滴夹带量进行模拟研究，但均未涉及液相物系性
在多喷嘴对置式新型水煤浆气化炉中，洗涤冷却室是整个气化系统的一个重要组成部分。新型洗涤冷却室采用喷淋床与鼓泡床相结合的复合型式，根据流体流动特性，床层内可分为气液并流区、鼓泡区、液固分离区和气液分离区，主要构件有激冷环、下降管和分隔板等高温合成气在下降管内与洗涤冷却水直接接触发生强烈热质交换，合成气中熔融态灰渣发生聚并与凝结，合成气沿下降管进入环隙鼓泡床进行进一步热质交换后从冷却室顶部携带部分冷却水进入下一段工序，在实际工程运行中，由于合成气量大，洗涤冷却室内的黑水极易被合成气夹带至后续的洗涤塔，从而影响装置稳定运行，在新型洗涤冷却室内，液滴的形成主要有两种形式，一是当高温合成气进入复合鼓泡床时与较低温度的洗涤冷却水接触形成沸腾传热，产生大量的饱和蒸汽[2]，二是由于合成气的惯性将导致气体夹带液滴[3]因此，研究液滴在气液分离空间内的运动规律及带液情况对洗涤冷却室的优化设计、减少气体的带液问题都具有重要的意义.
目前国内外对带液问题的研究以对液相中鼓泡带液研究居多[4+-]Patruno等(]对芳香烃溶剂-氮气两相系统中液滴的粒径分布状况进行了研究，得出了液体夹带中平均液滴粒径的关系式.由于两相流机理的复杂性，带液问题的机理也因工程实际问题不同而很难有统一的定论(9-II],谢海燕等[12]采用VOF模型定性分析了气流速度及液膜流速等因素对带液量的影响，卢瑞华等[13]
质的影响，汽今为止，物系性质对流体流动的影响报道较少[15,16]，对洗涤冷却室内液滴夹带的影响还未见报道而工业上洗涤冷却室内流体温度达200℃，高温高压下流体的密度、粘度、表面张力等物性参数与冷态介质存在差异.在高温高压条件下进行实验存在一定难度，本工作在冷态条件下以不同落液为液相模拟工业流体，研究了液相物性对新型洗涤冷却室分离空间内液滴夹带的影响规律，为洗涤冷却室的工程实践提供理论指导，
2实验 2.1实验原料
研究采用空气为气相，水、碳酸钾溶液和油酸钠溶
液分别为液相，模拟工业装置中的合成气和洗涤冷却水，液相性质如表1所示，粘度根据文献[17]的方法进行测量，表面张力使用QBZY-1型全自动表面张力仪(上海方瑞仪器有限公司)进行测量
表1液相的物性参数 Table 1 Liquid properties
Matter Water
5% K;cO, 10%K;CO; 20% K;CO,
2%e sodium oleate 2.2实验装置
p(kg/m) 997 1023 1083 1190 1001
μ(mPa-s) 1 1.3 1.7 2.3
a(mN/m) 72.8 74.3 77.3 81.6 25.4
实验装置如图1所示.洗涤冷却室内径250mm、高1643mm，下降管外径80mm、内径70mm，气体出
收搞日期：2011-06-14，修回日期：2011-08-02
(1080009800010）（作者简介：林岚(1987-)，女，上海市人，硕士研究生，研究方向：多相流流体流动，E-mail:linlan87@126.com：王办飞，通讯联系人，
E-mail: wangyf@ecust.edu.cn.
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