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超重力旋转床是近年来发展起来的一种用离心力强化传质与微观混合的新型化工设备。它利用旋转产生的远大于重力的离心力,使气液在高度湍流下接触,从而强化传质过程,提高传质效率。最初的超重力旋转床中的气液两相的接触形式主要是逆流的,由于气液逆流接触压降较大,且气液通量较小,不适合较大流量的气液传热传质。将气液两相的接触形式由逆流改为错流,可减小气相流动压降,从而达到增大气液通量的目的。本文继承现有超重力旋转床的优点,克服逆流型旋转床的缺点,设计出了错流式同心圆环系列旋转床,包括错流式同心圆环旋转床和错流式同心圆环旋转填料床,具有气体流道横截面均匀、气速恒定、气相阻力小、传质效率高、处理量大等特点。以空气—水和丙酮—水两种体系分别对错流式同心圆环旋转床和五种不同填料结构的错流式同心圆环旋转填料床的气相压降、电功率消耗和传质性能进行了较为全面的研究。实验结果表明:气相压降、电功率消耗和液相体积传质系数受转速、气体流量、液体流量和填料的尺寸、空隙率的影响。错流式同心圆环旋转床的气相压降、电功率消耗和液相体积传质系数的范围分别为127～1108Pa、495～1250W、0.007～0.027s-1,错流式同心圆环旋转填料床的气相压降、电功率消耗和液相体积传质系数的范围分别为157～3177Pa、519～1190W、0.01～0.31s-1。通过对实验数据的回归分析分别得到了气相压降、电功率消耗以及液相体积传质系数与气体流量、液体流量及转速的关联式,平均误差小于10%,关联式拟合较好。通过对错流式同心圆环旋转床和五种不同填料结构的错流式同心圆环旋转填料床的压降、电功率消耗和传质性能的对比,可以发现:尽管错流式同心圆环旋转填料床的压降、电功率消耗稍大于错流式同心圆环旋转床,但传质性能优于错流式同心圆环旋转床,且传质效果随气体流量、液体流量和转速变化的规律更为明显;此外,错流式同心圆环旋转填料床的填料尺寸越小,传质性能越好。在相近的操作条件下,错流式同心圆环旋转填料床的传质单元高度比传统填料塔低一个数量级,故在工业应用的条件下宜根据传质要求选用合适填料尺寸的错流式同心圆环旋转填料床。