以旋轉填充床氣提水中氨氮之研究

Air stripping of ammonia from aqueous solution using a rotating packed bed

蔡志楹(Jhih-Ying Tsai)

指導教授 ： 陳奕宏

國立臺北科技大學/工程學院/化學工程研究所/碩士(2013年)

https://doi.org/10.6841/NTUT.2013.00737

摘要

本研究以旋轉填充床(Rotating packed bed, RPB)氣提水中氨氮，利用RPB高質傳係數的特性，解決傳統氣提設備體積過大等問題。本研究探討RPB的氣體流量(QG)、液體流量(QL)、填充床轉速(ω)、及氣提溫度(T)等操作參數對氣提效率百分比與總液膜體積質傳系數(KLa)的影響。研究結果顯示，氨的氣提效率百分比一般會隨著QG、ω、及T增加而上升，但隨著QL增加可能會使氣提百分比呈現上升或是下降的趨勢。KLa會隨著QG、QL、ω、及T增加而上升，對KLa的影響大小順序為QG > T ~ QL > ω。在QG、QL、ω、及T分別為40 L/min、0.025 L/min、1200 rpm、與40 °C的操作條件下，氨的最大氣提百分比可達到81.4%。以本RPB氣提水中氨氮的質傳單位高度(HL)為2.56-16.6 cm，相較於傳統氣提塔小了一個數量級，證明了RPB的質傳效率優於傳統填充塔。本研究並提出一迴歸式，可用於預測不同操作參數下RPB的質傳係數。

關鍵字

旋轉填充床 ； 氨氮 ； 氣提 ； 質傳係數 ； 迴歸

並列摘要

This study investigates the stripping process of ammonia using a rotating packed bed (RPB) in which the gas-liquid mass transfer can be enhanced. This study investigates the effect of gas flow rate (QG), liquid flow rate (QL), rotational speed (ω) and stripping temperature (T) on the stripping ratio and overall liquid phase mass transfer coefficient (KLa). The experimental results showed that the KLa would increase with an increase of the QG, QL, ω and T with the order of QG > T ~ QL > ω. On the other hand, the stripping ratio of ammonia would increase with an increase of the QG, ω and T while the effect of QL may be positive or negative. The maximum percentage of stripping ratio of ammonia was 81.4% when the QG, QL, ω, and T were 40 L/min, 0.025 L/min, 1200 rpm, 40 °C, respectively. The height of transfer unit (HL) in the RPB is found 2.56 to 16.6 cm. Finally, a regression equation is proposed to predict the KLa for the stripping process of ammonia in the RPB.

並列關鍵字

rotating packed bed ； ammonia ； stripping ； mass transfer coefficient ； regression

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