交错型开窗导流填料的流体力学性能

为了提高规整填料通量,对传统开窗导流填料结构进行改善,提出一种新型交错式开窗导流填料。在不同喷淋密度下,采用空气-水系统对3种不同交错高度的开窗导流填料进行冷模实验,研究分析了其流体力学性能,并与传统开窗导流填料进行对比。实验结果表明:新型交错规整填料的压降随着喷淋密度的增加而增大,填料盘的交错式结构有效降低塔压降,提高通量,改善气液分布。与传统开窗导流填料相比,3种新型填料盘的干塔压降、湿塔压降显著降低,液泛气速显著提高。其中180-20型填料的压降降低最为显著,220-20型填料的液泛气速最低。同时,在LEVA模型和Bain-Hougen模型的基础上,获得了实验条件下干塔压降、湿塔压降和液泛气速的关联式,其计算结果与实验数据吻合较好。     

碳化硅规整填料的性能实验研究

为了研究新型多孔碳化硅规整填料的分离性能,文中对碳化硅规整填料进行了流体力学实验和传质实验。为了进一步提高碳化硅规整填料的传质性能,实验用硅酸钠溶液对碳化硅规整填料进行了表面改性处理,提高了填料表面的润湿性。实验结果表明:碳化硅规整填料具有较低的压降,较小的持液量,其理论板数可达到5块板以上,说明碳化硅规整填料是一种新型高效规整填料。同时获得了该填料的填料压降、泛点气速、持液量等流体力学性能数据,及填料层压降和液泛气速的关联式。     

气-液-液萃取的流体力学研究

在液-液萃取过程中,提高分散相的表面更新速率可有效提高萃取的传质效率。研究发现,在萃取过程中使用气体搅拌可以增加液液之间的接触面积,促进液相内的湍动和循环。本文研究了气-液-液三相下油滴的流动形态,并对不同填料的流体力学性能进行了测定。实验结果表明,气相速度的增加可导致气含率、液含率的增加,从而提高分散相在填料萃取塔中的停留时间,在一定的速度范围内明显降低萃取的表观传质单元高度,极大地强化传质效果。通过与散装填料对比,发现规整填料更利于强化萃取效果,其液泛速度平均增加25%。     

泡沫铝规整填料的实验研究

为了考察新型多孔金属填料的性能,对泡沫铝填料进行流体力学和传质实验研究,获得了该填料的填料压降、泛点气速、持液量等流体力学性能数据及填料层压降和液泛气速的关联式,传质实验结果显示:泡沫铝规整填料的理论板数可以达到10块以上,说明泡沫铝填料是一种新型高效规整填料。     

3D打印新型规整填料的实验性能研究

为了开发高效的新型规整填料,文中设计一种全新结构的规整填料(DP-1填料),利用3D打印技术制作,并用空气-水、环己烷-正庚烷物系分别进行了流体力学实验和传质实验。实验结果表明:DP-1填料的压降和持液量都随气相F因子的增大而增大,泛点气速随喷淋密度的增加而减小,每m理论板数可达8块。根据实验现象及结果可知,与传统规整填料相比,DP-1填料的操作弹性小,传质性能较为优良,其中主通道的颈缩区域尺寸、径向开孔尺寸以及通道壁厚尺寸为影响DP-1填料性能的主要结构因素。研究结果表明3D打印技术为新型规整填料的研究和工业化开辟了新的思路。     

泡沫铁铬镍规整填料的性能实验研究

为了考察泡沫铁铬镍规整填料的性能,对电沉积法制备的泡沫铁铬镍规整填料进行了流体力学和传质性能实验。结果表明:泡沫铁铬镍规整填料的压降随F因子和喷淋密度的增大而增大,液泛点的Ff因子达到2 m/(s·kg~(0.5)·m~(1.5))以上,且每米填料的理论板数达到3块板以上。相比铸造法制备的泡沫铝和泡沫碳化硅规整填料,泡沫铁铬镍规整填料的压降低、持液量小、操作弹性大,其传质性能与传统规整填料M250Y和BX500相当。在实验基础上,拟合了泡沫铁铬镍规整填料的压降关联式和液泛气速关联式,为今后的工业化设计提供指导。     

金属斜孔板波纹填料流体力学与传质性能研究

介绍了自行开发的新型规整填料———金属斜孔板波纹填料,在内径500mm有机玻璃塔中,对金属斜孔板波纹填料的流体力学和传质性能进行了研究,推出了其压降、液泛气速和液相总传质单元高度的关联式,并与传统Mellpak孔板波纹填料相比,新填料保持Mellpak250Y相当的流体力学性能,同时具有更高的传质性能,该研究结果对金属斜孔板波纹填料的应用有指导意义。     

填料特性对鼓泡填料萃取塔性能影响

填料的结构与表面性能对鼓泡填料萃取塔性能有直接影响。利用空气 煤油 (苯甲酸 ) 水体系 ,测定了未装填料和分别装填板波填料、丝网填料、压延孔环填料的鼓泡萃取塔水力学性能和传质性能。实验表明 ,对未装填料和装有填料的萃取塔 ,气相搅拌都可以显著提高液液两相的接触与传质性能 ;液泛速度随表观气速的增大而下降 ;流道设计合理的规整填料传质性能明显高于散装填料 ;表面光滑的填料分散相滞存率低 ,因而液泛速度较高 ;填料的作用有利于降低轴向返混 ,明显提高萃取塔传质性能。     

塑料异型矩鞍填料的流体力学及传质性能研究

在内径300 mm塔中,以空气-氨-水为物系,对开发出的一种新型塑料散装填料———异型矩鞍填料的流体力学及传质性能进行了研究。获得了该填料的几何特性、流体力学性能及传质性能数据,并通过对实验数据的回归分析,得出了填料层压降Δp/Z、泛点填料因子F及气相总传质单元高度HOG的关联式。研究结果表明,塑料异型矩鞍填料具有通量大、压降低、气液分布均匀及传质性能优良等优点。     

利用CFD及结点网络相结合的方法研究规整填料传质效率

气液两相不均匀流动是造成填料塔传质效率下降的主要原因之一.采用计算流体力学方法,定量分析规整填料内气液两相流动对传质效率影响的研究尚未见文献报道.从Navier-Stokes方程出发,首先建立了考虑气液之间相互作用的CFD计算模型,定量描述了填料片内的气相流场分布.在此基础上,结合文献中提出的液相结点分布模型及一些经典的传质理论,初步提出了适用于定量计算金属板波纹填料传质效率的耦合型算法,并对规整填料内的传质效率进行了计算,模型结果与实验值吻合较好.为规整填料传质效率的定量研究提供了新的方法和思路.