基于高通量膜分散技术的气液混合过程调控及模拟

摘要：

利用数字图像处理和高速显微镜成像系统相结合的方法获取气泡的大小、形状、流场信息,考察了多通道陶瓷膜混合器内不同操作条件和液相性质对气泡尺寸和气含率的影响规律.结果表明,气泡尺寸随气液通量和气液比增大而增大,一定范围内较低的液相表面张力和黏度更易于形成微小气泡,实验体系下制备气泡平均直径为300 μm～3 mm.气含率主要受到气泡尺寸和气体流量的影响,气泡越小、气体流量越大,气含率越高.采用计算流体力学方法(CFD)进一步剖析膜分散法形成气泡的机理,研究操作条件和膜结构影响气液混合效果的机制.模拟结果阐明了陶瓷膜管不同通道对气液分散的贡献分配,跨膜压差和气含率的计算值与实验值偏差分别为±10％和±15％,模型准确度较高.结合实际生产需求对膜结构进行优化设计,分析了 19通道型、花瓣型和中空型3种陶瓷膜管构型的内部流场变化和气泡特性,对比了三者在气含率、渗透通量等方面的利弊,为优化工艺参数和混合器结构、实现微气泡体系尺度及分布的精准调控提供了理论支持.

关键词：膜分散、陶瓷膜、气液混合、微气泡、CFD模拟

所属期刊栏目：23

分类号：TQ027.3(一般性问题)

资助基金：中国石化科技部项目;基于多相微界面强化的高效氧化反应器开发

在线出版日期：2023-11-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：33-43