π型向心径向流吸附器气-固两相模型传热传质特性

作者：王浩宇; 刘应书; 张传钊^*; 陈福祥; 马晓钧; 李春旺

来源：工程科学学报, 2019, 41(11): 1473-1483.

DOI：10.13374/j.issn2095-9389.2019.03.26.001

• 径向流
• 吸附
• π型向心
• 两相流
• 数值模拟

为了明确径向流吸附器变压吸附制氧的传热传质规律并提高制氧效率,建立π型向心径向流吸附器(CP-πRFA)的气固耦合两相吸附模型,通过计算流体力学方法对能量模型、吸附热以及颗粒尺寸等因素进行了数值模拟.结果表明:单相模型在加压过程和吸附过程中床层内最高温度分别为309.19 K和311.63 K,氧气摩尔分数最高值分别为55.66%和62.65%;同等条件下两相模型在加压过程和吸附过程中床层内最高温度分别为302.27 K和305.29 K,氧气摩尔分数最高值分别为57.51%和66.02%.未考虑吸附热的加压过程和吸附过程床层内最高温度分别为293.5 K和293.9 K,氧气摩尔分数最高值分别为59.25%和72.18%;同等条件下考虑吸附热时在加压过程和吸附过程中床层内最高温度分别为302.3 K和305.3 K,氧气摩尔分数最高值分别为57.51%和66.02%.随着颗粒直径的增加,出口产品气的氧气摩尔分数逐渐下降,同时产品气流量与回收率逐渐增加,颗粒直径1.6 mm为最佳吸附剂颗粒直径.本实验获得了吸附器内部传热传质规律,为CP-πRFA用于变压吸附制氧提供重要的技术参考.

• 单位
  北京联合大学; 北京科技大学