一种新型膨胀床分布器的设计和优化.pdf

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1、第44卷第7期化学工程v01．44N。．72016年7月CHEMICALENGINEERING(CHINA)Jul_2016一种新型膨胀床分布器的设计和优化王恒，王日云，顾雄毅(华东理工大学化学工程联合国家重点实验室，上海200237)摘要：膨胀床分布器是影响膨胀床分离性能的重要因素。应用计算流体力学(cFD)软件对一种新型径向流分布器结构与床层主体流动进行了三维模拟计算，研究了膨胀床分布器的循环比、喷头开孔方式和分布盘的锥角对膨胀床层内流场均布的影响。结果表明：在。到2的范围内循环比的逐步增大

2、可以改善床层底部流体流速的分布情况，过大的循环比不利于床层的稳定操作；标准8孑L分布器的流体均布效果最好，孔径增大和开孔数加倍模型均不利于流体的径向均布；分布盘锥角越大，分布器的流体径向分布效果越好，综合考虑能量损失和均布效果，最佳分布盘锥角为10。。关键词：膨胀床；分布器；模拟计算；径向分布；循环比中图分类号：TQ021．1文献标识码：A文章编号：1005-9954(2016)07蜘40旬5DoI：lO．3969nissn．1005．9954．2016．07．009Designandoptim

3、izationofnewtypedistributorofexpandedbedWANGHeng，WANGYue-yun，GUXiong-yi(StateKeyLaboratoryofChemicalEngineer!ing，EastChinaUniversityofScienceandTechnology，Shanghai200237，China)Abstract：711heexpandedbeddistributorplayedanessentialpartinthepeIfo珊anceof

4、theexpandedbed．Thethree—dimensionalnume五calsimulationofthestnlctureofnewradialnowdistributorandthenow￡eldwithintheexpandedbedwerecalculatedbyCFDsoftware．Thecirculationratio，thestvlesofnozzlestructureandtheconeangleofthedistributorwerestudied．Theresul

5、tsshowthattheradialunifb瑚ityofthevelocityinthebottomregioncanbeachievedwhenthecirculationratioincreases#：raduallvintherangeof0．2．Theexcessivecirculationratioishallmfultothestableoperationofthebed，andthestandardmodeldistributorwith8h01escanachievetheb

6、estunifb珊distributionofnuid．Neitherthemodelwithenlargedholesnortheonewithdoubledholescanimprovetheefkctofnuidradialdistribution．Thelargeconeangleofthediskwithinthedistributorcanprovidebetternuidradialdistribution，andthebestconeangletumsouttobe10。byta

7、kingboththeenergylossandthedistributionefkctintoconsideration．Keywords：expendedbed；distributor；numericalsimulation；radialdistribution；circulationratio膨胀床是20世纪90年代英国剑桥大学的Chase等⋯在传统流化床的基础上提出的一种新型装置。当料液从膨胀床底进入，床内的吸附剂不同程度地向上膨胀，通过精心设计吸附剂的结构和膨胀床装置，可以使吸附剂比较

8、稀疏、均匀、稳定地分布于床层内，从而减少了液体的返混程度，此时料液中的固体颗粒顺利通过床层而目标产物被吸附剂吸附。因此它既能兼具固定床返混程度低和流化床压降低的特点，又可将初步分离的多个单元操作简化到一个设备上完成，节约成本，提高生产效率，目前主要应用于生物化学产品的吸附分离过程，并已逐步成为生物制药中的一种重要分离手段。2圳。影响膨胀床分离性能的因素有很多，其中分布器的结构直接影响着床层内流体的均匀分布。目前常见的膨胀床分布器有4种，它们都有各自的结构和特点：多孔板分布器虽然结构简单、造价低廉