射流气动旋流雾化及其应用

本书特色

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《射流气动旋流雾化及其应用》将液体射流与空气旋流场耦合，借助气体旋流场的超重力作用将液相射流充分雾化，同时实现雾化液滴的旋流分离，将气液传质和液滴分离有机地融合在一起，从而提出了射流气动旋流雾化的概念，并探讨了该体系的气液传质性能及其应用。

全书分为10章，主要内容包括：射流气动旋流雾化原理，水力喷射空气旋流器压降特性及其压力场模拟，射流气动旋流雾化的流型、气液传质特性、过程模拟及雾化机理，水力喷射空气旋流器的结构优化，射流气动旋流雾化技术的应用，包括用于烟气脱硫、用于含铬废水处理、强化废水脱氮除磷和除尘等。

《射流气动旋流雾化及其应用》可供化工、冶金、能源、环境工程等相关领域从事教学、科研、生产的技术人员参考。

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内容简介

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《射流气动旋流雾化及其应用》作者十余年科研成果结晶，旋流超重力强化气液传质，射流气动旋流雾化机理深度研究及应用实例。

《射流气动旋流雾化及其应用》提出了射流气动旋流雾化的概念，并探讨了该体系的气液传质性能及其应用。

《射流气动旋流雾化及其应用》可供化工、冶金、能源、环境工程等相关领域从事教学、科研、生产的技术人员参考。

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作者简介

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全学军，重庆理工大学化学化工学院院长、教授、博士导师。自1993年以来，主要开展资源化工与新材料和环境化工领域的教学科研工作。在四川大学工作期间（1993—2001年），主要针对攀枝花资源综合利用开展研究，完成了国家“八.五”重点科技攻关项目“攀钢高炉渣制取TiCl4和建筑材料的研究”子项目、国家“九.五”重点工业试验项目“200吨/年湿化学法超微TiO2粉体生产线建设”等重要科研项目。2001年6月至今，在重庆理工大学工作期间，针对复杂工业废水污染控制与资源化的需要，开拓了环境化工研究新领域，完成了“水力喷射空气旋流耦合场强化高浓氨氮废水脱氨传质机理”、“垃圾焚烧发电厂渗滤液处理新工艺与装备研发”、“高含硫高氨氮焦化废水生化处理新工艺”等国家自然基金和省部级项目。

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目录

第1章射流气动旋流雾化原理/1

1.1横向射流气动雾化2

1.1.1横向射流气动雾化简介2

1.1.2横向射流运动轨迹和穿透深度数学模型3

1.1.3横向射流气动雾化破碎机制7

1.2气液传质过程及其强化方法9

1.2.1气液传质理论9

1.2.2气液传质过程强化方法14

1.3射流气动旋流雾化的提出16

参考文献17

第2章水力喷射空气旋流器压降特性及其压力场模拟/21

2.1实验装置与测试方法22

2.1.1实验装置与WSA结构22

2.1.2测试方法23

2.2气相压降数值模拟24

2.2.1数学模型的选择24

2.2.2数值模拟条件24

2.2.3网格无关性验证25

2.2.4数学模型验证25

2.3气相压降特性和液相含率26

2.4液相流型特性28

2.5气相压降数学模型29

2.5.1量纲分析29

2.5.2经验公式的拟合30

2.6压力场数值模拟结果31

2.6.1各个截面的压力分布规律31

2.6.2各个截面的湍动能分布规律33

2.6.3耦合空间环隙区域压力场分布规律34

本章小结37

参考文献37

第3章射流气动旋流雾化的流型/39

3.1流型观察系统构建及测试方法40

3.1.1WSA装置与实验流程40

3.1.2WSA液相射流流型观察41

3.1.3WSA有效比相界面积a的测定 42

3.2射流流型演变过程的观察43

3.3射流流型转化图45

3.4不同流态下气-液传质有效比相界面积a的变化46

本章小结47

参考文献48

第4章射流气动旋流雾化的气液传质特性/49

4.1实验测试系统构建及方法51

4.1.1实验装置与WSA结构51

4.1.2实验流程52

4.1.3有效相界面积a、液膜传质系数kL和增强因子E的计算53

4.2液相无微粒时WSA的传质性能54

4.2.1传质系数量纲分析54

4.2.2传质系数经验公式的拟合54

4.2.3进口气速对a、kL和kLa的影响55

4.2.4液体喷射速度对a、kL和kLa的影响56

4.2.5WSA中气-液传质机理探讨57

4.3微粒对WSA气液传质强化的影响58

4.3.1气液传质强化微粒的筛选58

4.3.2固含率对a、kL、kLa和E的影响59

4.3.3固体微粒在不同进口气速下对a、kL、kLa和E的影响60

4.3.4固体微粒在不同液体喷射速度下对a、kL、kLa和E的影响61

4.3.5微粒强化射-旋流体系气液传质机理探讨62

本章小结64

参考文献65

第5章射流气动旋流雾化过程模拟及雾化机理/68

5.1数值模拟几何模型与边界条件69

5.1.1几何模型69

5.1.2数学模型70

5.1.3边界条件70

5.1.4网格划分及无关性验证70

5.2雾化液滴尺寸测试系统与方法71

5.3气相压降突变特性数值模拟72

5.3.1WSA气相压降与液相回流比模拟值与实验值对比72

5.3.2WSA的压降特性及其特征值72

5.4WSA中射流的雾化过程及其机理分析74

5.5不同压降区域比传质面积变化规律77

5.6雾化液滴尺寸变化规律78

本章小结79

参考文献79

第6章水力喷射空气旋流器的结构优化/81

6.1理论分析82

6.1.1喷孔排列方式及射流与空气旋流场相互作用分析82

6.1.2临界喷孔间距的定义及其计算方法83

6.1.3废水脱氮传质系数计算84

6.2WSA结构优化实验设计及测试方法86

6.2.1实验装置86

6.2.2WSA结构优化实验设计及取值87

6.2.3脱氮实验流程91

6.2.4WSA分离空间结构数值模拟91

6.3喷孔排列方式优化93

6.4喷孔间距优化96

6.5喷孔直径优化98

6.5.1量纲分析99

6.5.2实验数据拟合99

6.5.3喷孔直径对脱氮传质系数KLa的影响100

6.5.4喷孔直径设计取值讨论101

6.6排气管直径和深度优化103

6.6.1排气管直径对传质系数和气相压降影响103

6.6.2排气管深度对传质系数和气相压降影响106

6.6.3排气管直径和深度优化取值讨论108

6.7分离空间结构优化110

6.7.1分离空间结构对WSA内气液传质性能的影响110

6.7.2分离空间结构对WSA内部气相压降的影响113

6.7.3分离空间结构对射-旋流耦合状态的影响113

6.7.4分离空间结构对WSA中切向速度分布的影响115

6.7.5分离空间结构对WSA中轴向速度分布的影响116

6.7.6分离空间结构对WSA中径向速度分布的影响118

6.7.7分离空间结构对WSA耦合场内湍动能的影响119

6.7.8分离空间结构对WSA有效比相界面积的影响119

6.8进气口位置和底部挡板结构优化120

6.8.1进气口位置对传质效率和气相压降的影响120

6.8.2底部挡板结构对传质效率和气相压降的影响123

6.8.3底部挡板结构对回流比的影响127

本章小结128

参考文献129

第7章射流气动旋流雾化用于烟气脱硫及其过程机理/133

7.1实验体系构建及实验流程134

7.1.1实验装置与WSA结构134

7.1.2实验流程135

7.2过程参数对脱硫率的影响规律136

7.2.1回流比的影响136

7.2.2进口气速的影响137

7.2.3液体喷射速度的影响138

7.2.4吸收剂中Ca(OH)2浓度的影响138

7.2.5烟气中SO2进口浓度的影响139

7.3WSA湿法脱硫过程中的传质机理140

7.3.1湿法烟气脱硫的物理化学过程140

7.3.2WSA中湿法烟气脱硫传质过程分析141

本章小结145

参考文献146

第8章射流气动旋流雾化用于含铬废水处理/147

8.1理论分析148

8.1.1SO2还原法处理含铬废水反应过程分析148

8.1.2SO2还原含铬废水的传质吸收过程分析150

8.2实验体系构建及测试方法151

8.2.1实验装置151

8.2.2实验过程与方法151

8.3废水初始pH的影响153

8.4液相射流速度的影响155

8.5SO2浓度的影响156

8.6废水中初始Cr(Ⅵ)浓度的影响157

8.7SO2还原含铬废水处理工艺对比158

本章小结160

参考文献160

第9章射流气动旋流雾化强化废水脱氮除磷/162

9.1实验装置及测试方法164

9.1.1水力喷射空气旋流器的设计164

9.1.2水力喷射空气旋流器脱氮除磷实验系统165

9.1.3高浓度氨氮废水脱氮实验流程166

9.1.4厌氧消化猪场废水样品166

9.1.5猪场废水沉淀吸附平衡脱除氮、磷和COD实验166

9.1.6猪场废水同时脱除氮、磷和COD实验流程167

9.1.7废水吹脱脱氨氮率和体积传质系数的计算167

9.2射流气动旋流雾化脱氮效果168

9.2.1氨氮废水初始浓度对脱氮效果的影响168

9.2.2液相射流流速的影响170

9.2.3空气流量的影响170

9.2.4液相温度的影响172

9.2.5WSA与传统吹脱氮设备综合对比173

9.3射流气动旋流雾化用于猪场废水脱氮除磷效果174

9.3.1平衡实验去除NH3-N、TP和COD效果和机理174

9.3.2Ca(OH)2用量对在WSA中同时去除NH3-N、TP和COD效果的影响177

9.3.3进口气速对同时去除NH3-N、TP和COD的影响178

9.3.4悬浮浆液射流流速对同时去除NH3-N、TP和COD的影响180

9.3.5沉降过程对同时去除NH3-N、TP和COD的影响182

本章小结183

参考文献184

第10章射流气动旋流雾化除尘/186

10.1实验体系构建及测试方法187

10.1.1细颗粒物样品187

10.1.2实验装置188

10.1.3实验过程与方法190

10.1.4WSA总除尘率的计算191

10.2射流气动旋流雾化除尘规律191

10.2.1粉尘初始浓度对除尘率的影响191

10.2.2液相射流流速对除尘率的影响192

10.2.3进口气速对除尘率的影响193

10.2.4除尘率与操作参数之间数学关系模型194

10.2.5粉尘脱除前后粒径分布变化规律195

10.3润湿剂强化射流气动旋流雾化除尘效果196

10.3.1润湿剂水溶液的表面张力分析196

10.3.2不同润湿剂对粉煤灰去除率的影响197

10.3.3细颗粒物捕集前后粒径变化规律201

10.3.4细颗粒物捕集前后形貌特性变化规律201

本章小结202

参考文献203

封面

书名:射流气动旋流雾化及其应用

作者:全学军

页数:204页

定价:¥59.0

出版社:化学工业出版社

出版日期:2019-02-01

ISBN:9787122319203

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