基于3D打印技术的内伸舌叶球形填料的结构设计与数值模拟

为改善目前化工单元操作中散装填料存在壁流、沟流、填料架桥及空穴等现象使填料塔整体传质效果受到影响的问题,将自分布填料的概念引入新型填料的研发过程中,对传统的球形填料结构进行优化改进,设计了一种功能复合化的新型内伸舌叶球形填料。并结合3D打印技术、CFD数值模拟技术对填料的综合性能进行合理评价。     

3种填料有机物和氨氮去除性能及吸附效果比较

考察了海绵球形填料、螺旋形填料和纤维球填料的处理效果及吸附性能。结果表明,常温低填充比(15～20℃,13.75%)时,螺旋形填料COD平均去除率最高,可达到97%以上,3种填料氨氮平均去除率均可达到99%以上。海绵球形填料受填充比影响较小,而填充比过高会影响螺旋形填料和纤维球填料的传质布气效果。纤维球具有巨大的比表面积,吸附性能较强,单位体积附着污泥量可达22.97 g/L,且其吸附性能受温度影响小。螺旋形填料单位比表面积附着污泥量为0.042 g.m3/m2,其吸附性能与其表面电荷和构型有关。海绵球形填料单位质量填料附着污泥量高,在相同要求下需要填料质量小,运输和安装时可节约成本。     

散装填料的发展趋势

介绍了散装填料的种类、主要生产厂商、填料的表面处理方法和散装填料的应用范围,分析了散装填料未来的发展趋势,并指出散装填料与其它类型的塔填料相比,在今后的一段时期仍将占有重要地位。     

倒锥型真空填料精馏塔的性能

在倒锥型塔中,采用两种小型散装高效填料和三种回流比,在5～50 mmHg的塔压范围内,就塔压、空塔汽速、回流比、填料类型和塔的结构等诸要素对真空填料精馏塔的传质性能和流体力学性能的影响进行了研究,并与文献报导的直塔和四段塔进行了比较。实验结果表明,锥型塔在传质和流体力学性能两方面,都较为优越。作者还推导了一个能较好地描述锥型塔传质特性的数学模型。     

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。     

塑料花心球填料流体力学及传质性能研究

在φ600填料塔中。用空气-氨-水系统分别对φ30、φ40花心球形填料进行流体力学及传质特性实验研究。结果表明此种填料由于各向同性,对液体有良好的分散作用,其性能与同尺寸环矩鞍相当。     

Intalox散装填料在高压精馏塔的应用

重点介绍Intalox散装填料用于乙烯装置高压精馏塔盘改造的情况,较详细地阐述作为一种分离塔中传热传质媒体Intalox填料所具有的优良特性。通过实例说明了高压精馏塔盘改换成填料应注意的问题。     

高效散装填料的新构型——Impac填料性能分析

介绍了Ｉｍｐａｃ散装填料的结构特点和性能，并进行冷模实验。结果表明Ｉｍｐａｃ具有优良的流体力学和传质的综合性能。尤其适用于精密分离过程，热敏物系以及对旧塔的增容和节能改造。     

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。     

填料塔技术的现状与展望

介绍了填料塔和塔填料的发展史、现状和工业应用情况；分析了填料塔内流体流动与分布、传质过程中的返混现象和传质动力学等理论研究中的若干技术问题，并指出了今后的研究方向。     

球形填料的设计与性能研究

在分析现有塔填料优缺点的基础上,设计并制造出一种新型颗粒填料——Φ38球形Ⅰ号填料,并采用配有电子计算机进行采样、分析、数据处理的装置,测试了其流体力学和传质性能。试验结果证明球形Ⅰ号填料的流体力学性能虽欠佳,但其传质性能优良,本文提出了填料设计的指导思想,指出填料开发工作应以提高填料传质性能为基本出发点。     

三种填料结构旋转床传质及压降性能对比

为了考察自主设计的新型板式旋转填料床传质及压降性能,分别以NaOH-H_2O和空气-水为实验体系,采用对比实验的研究方法,考察了转速、液量和气量对新型板式填料床、传统丝网填料床和鲍尔环填料床的传质与压降性能的影响。传质性能研究表明:在相同操作条件下,丝网填料床传质性能最优,但新型板式填料床传质性能与丝网填料床相差不大(<1.0 s~(-1));压降性能研究发现,气量是影响填料床压降的重要因素,且在相同操作条件下,压降值始终有丝网填料床>鲍尔环填料床>新型板式填料床,丝网填料床压降值与新型板式填料床相差33%以上。新型板式填料床在传质效率损失不大的情况下,损失了较低能耗,表现出优良的综合性能。     

规整填料和散堆填料传质性能比较

通过对苯 -甲苯精馏传质系数的计算 ,比较了规整填料 ( 2 5 0 Y)和散堆填料 ( 5 0 #鲍尔环 )的传质性能。结果表明 ,规整填料的传质性能优于散堆填料。这一优势主要得益于前者的比表面积远大于后者。若以传质系数 k L、k G来比较 ,新型散堆填料要强于规整填料。如何提高规整填料单位面积的传质强度是新型规整填料发展的重要方向     

现代填料塔技术（四）填料塔的流体力学和传质（下）

从工程应用角度介绍填料塔传质发展概况２，重点归纳填料怪的有效面积和传质单元高度或传质系数研究的重要结论，并作扼要的分析和讨论；提出填料塔设计中确定安全系数所应的一些问题。     

规整填料传质性能计算的研究进展

综述了规整填料传质性能的计算方法和模型,并对这些模型的理论基础和适用条件进行了分析和比较。归纳了近年来对于传统规整填料传质模型的修正和扩展,并对影响传质性能的有效比表面积的经验关联式进行了讨论,指出了规整填料传质性能研究方面进一步的探索方向和应改进的若干问题。     

塔填料的研究现状及发展趋势

介绍了散堆填料的发展过程，分析了通过改变散堆填料的几何结构以改变填料性能的方法；并对规整填料的发展、现状作了综述性的介绍，阐述了提高规整填料传质效率的途径；简单分析了今后填料塔的发展方向。     

现代填料塔技术（一）：塔填料的发展和选择

主要从结构特点分析了塔填料的发展概况，介绍了新型散装和规整塔填料的特点以及塔填料的选择方法。     

旋转填充床基础研究及工业应用进展

超重力技术突破了地球重力场的限制,是强化传递和混合过程的一项突破性新技术,其核心装置是旋转填充床。回顾前人几十年的不懈努力,旋转填充床已经在基础研究和工业应用中取得了长足的进展。本文主要介绍了旋转填充床的基础研究最新成果及工业应用案例。阐述了旋转填充床填料的种类和特点以及旋转填充床内部流体流动、传质与微观混合的研究进展,研究了不同填料的优缺点及适用环境,指出了各种可视化技术手段的优势及局限性,并提出了进一步强化旋转填充床的传质和微观混合性能的新思路。应用研究综述了近些年来旋转填充床的工业应用案例,包括高端化学品制造、海洋天然气净化、纳米材料制备、环保等领域,并展望了旋转填充床的工业应用前景。     

散装填料汽提器流态化试验研究

用散装塑料阶梯环代替传统汽提段内构件,采用氢气示踪法在Ф90×1 000 mm的有机玻璃装置内研究了汽提气表观线速和催化剂循环量对汽提效率、床层膨胀率和床层平均密度的影响规律,并在同样的操作条件下和空筒汽提段进行了对比。试验中还对比考察了两种汽提段内汽提气的停留时间分布及流动差别。试验结果表明：填料汽提段和空筒汽提段相比不仅具有较高的汽提效率,而且能允许更高的催化剂循环量;提高了床层的有效利用率;填料的加入使汽提气的流动返混程度有所减小。     

INTALOX散装填料在乙烯装置高压精馏塔的应用

本文重点介绍了采用ＩＮＴＡＬＯＸ散装填料对乙烯装置高压精馏塔的改造情况，总结了应用中的成功经验，分析了该填料各方面的特点，较详细的阐述了作为一种分离塔中传质传热媒体ＩＮＴＡＬＯＸ填料所具有优势。本文还通过实例说明高压精馏塔改换填料应注意的问题。