SY型丝网波纹填料的流体力学及传质性能研究

研究开发了一种新型SY丝网波纹填料。常温常压下,以空气-水-氧气为介质,在塔径500mm的有机玻璃塔内,对4种不同比表面积的SY型填料进行冷模实验,研究其流体力学和传质性能,并在相同实验条件下与丝网波纹填料CY700进行对比。实验结果表明,SY型填料的塔压降低于CY型填料,液泛气速和传质效率均优于CY型填料。当L=2249m3/(m2·h)时,SY700填料的湿塔压降比CY700降低了32%;L=1687m3/(m2·h)时,等板高度平均降低了12%;实验范围内,液泛气速平均增大了22%。上述结果表明SY型填料优化的波纹几何结构,改善了气液相通道,强化了气液两相接触传质,并增大了填料通量,具有较宽的操作范围和较好的分离效率。     

HSX型规整填料的流体力学和传质性能研究

在直径为476 mm的有机玻璃塔内对新开发的HSX型填料进行冷膜实验,测试不同比表面积的HSX型填料的流体力学性能和传质性能,并将HSX125型填料与Mellapak125X型填料的实验数据进行对比。实验结果表明:HSX125型填料无论在湿塔压降、液泛气速及传质效率上均优于Mellapak125X型填料;当喷淋密度L=28.11m3/(m2·h)时,HSX125型湿塔压降比Mellapak125X平均降低30.8%,等板高度平均降低16.2%;在实验操作条件下,HSX125型填料的液泛气速平均升高5.6%。上述结果表明,HSX型填料经波纹结构优化后,在保证填料塔大通量的前提下也保持了其较高的传质效率。     

SCA型高效规整填料的开发及其性能研究

研究开发了一种新型金属丝网波纹填料—直线与弧线交替（SCA）型规整填料,该填料为独特的弧线与直线交替式结构,兼具了直线、弧线型等多种典型填料的优点。在透明的树脂玻璃塔内进行冷态模型实验,通过将700、800、1 000 m²/m³的3种大比表面积的SCA型填料与传统填料进行比较,研究其流体力学性能与传质性能。实验对比结果显示：在相同操作条件下,SCA700型填料的干塔压降仅为传统CY型填料的67.8%,平均降低了32.2%;湿塔压降仅为传统CY型填料的65%,平均降低了35%;液泛气速平均高出20%,等板高度值平均减小了近24%。上述结果表明,SCA型填料兼顾了填料的传质性能与流体力学性能,在减小压降、增大操作弹性与传质效率方面均有显著进步。     

TPI型规整填料的流体力学及传质性能研究

设计开发了一种新型波纹脉冲型填料,该填料结合直线结构和脉冲结构的优点,有效地降低了塔压降,并且显著提高了传质性能。实验采用氧解吸的方法对三折线脉冲（TPI）填料进行冷膜实验,测定了3种不同比表面积的TPI型填料的流体力学以及传质性能,并与传统的CY型填料进行了对比。相对于CY700型填料,TPI700型填料的流体力学和传质性能均有较为显著的提高。以流量L=22.49 m³/（m²·h）的情况为例,TPI700型填料的塔压降比CY700型平均降低了约39.4%,等板高度平均降低了约16.6%,液泛气速提高了约16.4%。结果表明,TPI型填料的性能较为优良,可以应用于高分离要求的行业。     

新型大通量规整填料的流体力学和传质性能研究

设计开发了A、B、C 3种比表面积为125 m2/m3的新型大通量规整填料。以空气-水为介质对填料进行冷模实验,研究其流体力学和传质性能,并在相同实验条件下与传统大通量填料Mellapak125X进行对比。实验结果表明,3种新型填料的塔压降均低于Mellapak125X,A、B两种填料的传质效率高于Mellapak125X;在喷淋密度L=33.72 m3/(m2·h)时,A、B、C 3种大通量填料的湿塔压降平均比Mellapak125X分别下降了26.7%、34.2%、40.3%,液泛气速平均分别比Mellapak125X大7.5%、11.3%、15.1%,A型填料等板高度平均比Mellapak125X低20%,B型填料的等板高度与Mellapak125X相似,C型填料的等板高度高于Mellapak125X。上述结果表明新型填料在增大通量的同时还保持了较高的分离效率。     

双曲型高效规整填料的流体力学和传质性能

用两种双曲(SQ)型金属丝网波纹填料在内径为500 mm,填料高度为1 m的有机玻璃塔内进行冷膜实验。通过研究SQ型填料的流体力学和传质性能可知,此填料特殊的弧形波纹结构改善了气液分布。实验结果显示SQ型填料的传质性能要优于传统填料CY-700,当L=25.48 m3/(m2.h)时,SQ-700的HETP值比CY-700相对降低44.5%。对于同种SQ型填料,其压降,泛点和等板高度符合一般填料的变化规律,而SQ-800的比表面积大于SQ-700,故而传质效率高,能耗高,可操作范围小。     

250K 变向孔板波纹填料的流体力学和传质性能

测定了250K变向孔板波纹填料的流体力学和传质性能,并将其和250Y型孔板波纹填料进行了对比.实验结果表明:变向孔板波纹填料可以明显消除"壁效应",使汽液分布均匀.与250Y型孔板波纹填料相比,压降可减小20%,泛点气速提高20%,传质效率提高10%～20%.对250K变向孔板波纹填料的流体力学实验数据进行了关联,获得了压降和气速的关联式.     

狭通道内气液逆流时液膜波动及其与填料塔液泛的关系

采用狭通道液泛理论模型进行填料塔内液泛研究,估算了液泛点的气液速度。以两种波纹填料及一种新型垂直板规整填料为研究对象考察填料塔内液泛,将实验测得的泛点气液速度与单通道液泛模型预测值进行比较,发现Wallis模型能够较好地预测波纹填料的液泛特性,与实验值的平均相对偏差仅为-10.06%;而Drosos模型能够较好地预测垂直板规整填料液泛点,与实验值平均相对偏差仅为-4.09%。此外,采用数值模拟方法进行了液泛触发及传播过程的捕捉,结果显示液膜波动行为是引发填料层液泛的主要原因。     

金属丝网规整填料的传质性能

为了研究金属丝网规整填料性能,在不同回流比条件下,考察了CDG1700Y和CDG2500Y型金属丝网规整填料在两种不同二元测试物系的传质性能.实验结果表明,这两种填料的压降随着液体流量的增大而增大,单位填料层高度的HETP变化趋势则相反;测试物系对传质效率有一定的影响;CDG1700Y和CDG2500Y型填料具有较高的理论板数,且CDG1700Y型填料具有较大的操作弹性.在SRP(Ⅱ)模型的基础上,获得了实验室条件下测试填料的气液传质系数的经验关联式,其预测值与实验结果吻合较好,可以为工业化设计提供指导.     

带折流板式填料塔的流体力学性能研究

本文对带折流板式填料塔的流体力学性能进行了探讨,介绍了实验情况,提出了压降和泛点气速的计算式。     

Dg16新鞍形填料流体力学和传质特性

对Dg16新鞍形塑料填料的流体力学和传质特性进行了实测和对比研究,并与尺寸相同或相近的拉西环、矩鞍形和弧鞍形等填料的流体力学和传质性能进行了比较,同时与Onda关联式计算值进行了对比．研究结果表明;Dg16新鞍形填料具有优良的流体力学特性和传质特性;该填料层压降、填料因子、液泛气速和气相总传质单元高度的计算结果与实测结果吻合,其中最大偏差为±17％     

新型高效丝网填料的性能研究

以空气-水为物系,在内径为500mm的有机玻璃塔内测定了不同喷淋密度下BH800、BH1000型金属丝网规整填料的流体力学及传质性能,比较了气相动能因子与单位填料层压降及传质系数的关系。结果表明：当液体流量增大时,填料层的压降增大,而单位填料层等板高度减小;在相同喷淋密度及动能因子下, BH1000型的压降大于BH800型; BH800型填料的操作弹性较优,但传质效率远远低于BH1000型;丝径变小可以提高传质性能且对工况操作弹性影响较小。     

规整填料层压降的新关联

在理论分析的基础上,考虑了物系性质和器壁效应的影响,导出了规整填料层压降的关联式,由实验数据计算了部分常用填料新关联式的压降常数.本文关联式与实验数据吻合很好,对各种填料的压降计算误差一般在15%以下,新关联方法计算准确性和简便性优于文献公式.     

滴流床中液相传质系数的研究

通过对滴流床中不同填料在Ｏ２－Ｎ２－Ｈ２Ｏ系统中传质实验的研究,得出了液相传质系数与能量耗散的关联式,同时对喷淋密度对全塔压降的影响作了初步探讨,找出了连续气相滴流与脉冲流状态的临界点。     

液体初始分散对逆流旋转床内传质影响的研究

探讨液体的初始分布对逆流旋转填充床流体力学特性和传质的影响。在逆流旋转填充床内，用水吸收空气中的氨，通过使用五种不同的液体分布器，研究操作条件(转速、气量、液量)对逆流旋转填充床气相压降和传质的影响。在相同操作条件下，不同液体分布器对旋转床气相压降影响表现为，旋转床气相压降随转速、气量的增加而增大，随液量的增大而减小，不同分布器对传质的影响不明显。气相总传质系数K_ya随转速、气量、液量的增加而增大；旋转床内的传质主要发生在填料层内，从分布器到填料空腔内的传质约占整个旋转床内传质的10%以下。