φ25聚丙烯阶梯环填料流体力学性能研究

在直径为８０ｍｍ的有机玻璃塔内,以水－空气为介质对聚丙烯阶梯环填料流体力学性能进行研究,措出了填料层压降和空塔气速的变化关系,泛点气速和喷淋密度的关系。并依据实验数据关联出湿填料因子泛点填料因子和喷淋密度的经验式。     

一种新型催化精馏填料的流体力学性能

填料的流体力学性能数据是填料塔设计的基础,通过实验对一种新型催化精馏填料的流体力学性能进行了测量.实验首先观测了不同气速和喷淋密度下的气液流动状况,然后对压降,泛点气速和持液量等基础数据进行了系统的测量.利用实验数据回归了不同喷淋密度下压降与气相F因子的计算关系式,给出了泛点气速的计算表达式.     

填料因子变化时散堆填料泛点气速数值算法

泛点气速是填料塔设计的重要参数,Eckert关联图为目前工程上运用较为广泛的泛点气速求取方法。文中基于散堆填料的Eckert关联图,在考虑泛点填料因子f随液体泛点喷淋密度Lf变化的条件下,提出了泛点气速uf的数值算法;推导出泛点气速uf的表达式为一个高度非线性化方程,并给出了该方程的2种求解方法。同时举例计算了一个散堆填料的泛点气速,并和著名的塔器流体力学计算软件(WPTR)计算结果做了对比。结果表明:文中的计算结果和WPTR的结果完全吻合;所使用的方程求解方法 Aitken-Steffensen具有快速、稳定的收敛性,可用于散堆填料的泛点气速计算。     

吸收塔工艺设计与操作运行

二转二吸制酸装置SO_3吸收率取决于最终吸收塔,SO_3总未吸收率为最终吸收塔未吸收率的1/20。SO_3吸收率达到设计值容易,但控制酸雾较难。控制水分、酸分布均匀性、气体分布是填料塔设计三要素,控制水分最重要,极限是不结露;酸分布均匀性在于分酸器;分酸、填料及填料支撑均影响气体分布,填料支撑对气体分布的影响随气速增大而增大。高温吸收的关键在于出塔硫酸温度高、低液气比,唯有提高气速才能兼顾两者,提高气速还有利于除去酸雾。泛点气速随喷淋密度降低而减小,随硫酸温度升高而增大,最佳操作气速为泛点气速的80%左右。     

气流剪切错流旋转填料床气相压降特性

以空气-水为研究体系,采用单因素法,在气流剪切错流旋转填料床中分别考察了气速和超重力因子对干床压降的影响及气速、超重力因子和液体喷淋密度对湿床压降的影响.结果表明,气流剪切错流旋转填料床干和湿床压降均随气速和超重力因子增大而增大;气速较低、超重力因子较大时,湿床压降随液体喷淋密度增大而减小;在高气速和小超重力因子时,湿床压降随液体喷淋密度增大而增大.关联实验数据可得到气流剪切错流旋转填料床的压降关联式,与实验结果的偏差在±15%以内.     

分酸不均对吸收塔的影响

分酸不均引起气流不匀，气速越低影响越大，填料层压降越小影响越大。流动参数实质为液气比，填料层压降随负荷因子及流动参数的增大而增加，图示了填料层压降随负荷因子变化的等流动参数线。76 mm瓷矩鞍湿填料因子约为干填料因子的2倍，湿填料因子系数与填料表面润湿率的3次方成反比，填料阻力系数随喷淋密度的增加而增大，二吸塔约0.9，一吸塔接近1。溢流型槽式分酸器的区域不均能贯穿填料层，当一吸塔峰谷液位差±10 mm时，波峰溢流堰比波谷高43%，喷淋密度高76%，波峰空塔气速低38%，波峰流动参数则是波谷的2.7倍，波峰负荷因子比波谷低51%。碟式分酸器的流量偏差小于4%，仅是分酸点不均，可大幅降低填料高度。     

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。     

错流旋转填料床的质、热同传性能及传热机理研究

为了研究错流旋转填料床的质、热同传性能,采用热空气-氨水体系,考察了进气温度T、超重力因子β、液体喷淋密度q和气速u对错流旋转填料床传热性能的影响,在相同实验条件下对比了丝网填料和乱堆填料的传热性能。研究结果表明：气相体积传质系数k_ya_e、体积传热系数(Ua)_s随进气温度、超重力因子、气速、液体喷淋密度的增大而增大;传热效率ε、传热面积A随超重力因子、气速、液体喷淋密度的增大而增大;传热系数K随超重力因子、气速、液体喷淋密度的增大几乎不变,从而揭示了错流旋转填料床强化气液直接传热的机理是通过提高传热面积进而提高体积传热系数,而不是显著提高传热系数。在相同条件下,以丝网为填料时k_ya_e和(Ua)_s分别是乱堆填料的1.09~1.63倍和1.24~3.53倍。     

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。     

计算散装填料层泛点的新方法

在半理论分析的基础上，导出了散装填料层泛点气体速度的关联式，由实验数据计算了常用填料本文关联式的液泛填料因子。本文泛点关联式对8种填料泛点气速的计算值与实验数据的总平均计算误差为3.52%，新关联方法与实验数据吻合很好，计算准确性优于文献公式，且比文献公式计算简便。     

复合塔板气液运动的实验研究

采用多路电导测试系统,在直径500mm的冷模塔内,以空气-水为试验物系,研究了开孔率20%和25%复合塔板上的气液运动规律.实验揭示了气液穿孔运动的三种状态通液、通气和阻塞,并对复合塔板的气液运动机理进行了阐述.实验考察了空塔动能因子F、喷淋密度LV和开孔率φ对通液率、通气率和阻塞率的影响,分析了筛孔真实气速与复合塔液泛点关系.结果表明F因子增大,通气率也增大,而通液率和阻塞率减小;喷淋密度增加, 通气率下降,通液率上升;开孔率较大,则通气率较小,通液率和阻塞率较大;在实验范围内(开孔率20%及25%、喷淋密度5～40m3·(m2·h)-1的情况),复合塔液泛点的筛孔真实气速在11m·s-1左右,为其它物系确定操作上限提供了依据.     

几种D_g50乱堆塔填料流体力学性能的测定和关联

本研究中对D_g50mm的十一种乱堆填料以空气-水系统在不同喷淋密度下测定了不同气速的压降 值及泛点值。 在已取得的大量数据的基础上,分析了Eckert通用关联图法,认为这种方法存在一些缺点。本文提出了改进的计算方法:采用下式以计算泛点气速 采用下式以计算压降 △P=mY/（1-nY）式中 本文成功地关联了取得的数据,对十一种填料整理出特征值——形体常数α及压降常数m、n。     

错流旋转填料床传质特性影响因素的实验研究

采用CO2-NaOH体系,在中试规模的实验装置上进行传质实验,考察了气速、液体喷淋密度、超重力因子、气液接触时间对错流旋转填料床的总体积传质系数KLa及有效传质比表面积ae的影响. 结果表明,KLa和ae均随气速、液体喷淋密度和超重力因子增加而增大,KLa随气液接触时间增加先缓慢增大后急剧下降,ae则随气液接触时间增加而缓慢下降. 最佳操作条件为：气速1.69 m/s,液体喷淋密度32 m3/(m2×h),超重力因子104,气液接触时间0.1 s. 错流旋转填料床在处理大气量气体时传质效果增强,是同类文献错报道的1.52~2.32倍. 对各操作参数下所得实验数据进行回归,得关联式KLa=1.8221(atDL/dp)ReL0.6371GrL0.0548ScL0.0623和ae/at=2980.9ReL0.2349FrL-0.045WeL0.5023f-0.5.     

几种聚丙烯塔填料的流体力学性能——Dg 50米字筋鲍尔环、井字筋鲍尔环、阶梯环填料

本文对公称尺寸为50毫米的塑料鲍尔环(米字筋、井字筋)和塑料阶梯环填料,进行了流体力学性能评选,得出此三种填料泛点气速和泛点填料因子大致相近,而压降的优劣次序是阶梯环、井字筋鲍尔环、米字筋鲍尔环。     

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。     

16毫米瓷矩鞍形填料的流体力学性能研究

在φ310毫米冷模塔中,对16毫米瓷矩鞍形填料以空气-水系统进行了流体力学性能测试,求出不同喷淋密度下的填料因子及泛点填料因子,并与φ16×16拉西环数据进行了对比。试验证明矩鞍填料流体力学性能优于拉西环。     

散装填料层泛点和压降的新关联

在理论分析的基础上 ,导出了散装填料层泛点气体速度和压降的新关联式 ,由实验数据计算了常用填料新关联式的液泛填料因子和压降常数。新泛点关联式对 8种填料泛点气速的计算值与实验数据的总平均计算误差为 3.5 2 % ;新压降关联式对各种填料的压降平均计算误差一般在 10 %以下。关联值与实验数据吻合很好 ,计算准确性优于文献公式 ,且比文献公式计算简便。     

聚丙烯阶梯环流体力学性能研究

在φ1000毫米冷模试验台上对自制φ50毫米聚丙烯阶梯环以空气-水系统进行了流体力学性能测试。求出了不同喷淋密度下的填料因子及泛点填料因子,并与φ50毫米聚丙烯鲍尔环数据进行了对比。试验证明阶梯环流体力学性能优于鲍尔环。     

QH-1型扁环填料用于高液气比操作时的性能研究

在内径186mm有机玻璃塔中 ,对16和2 5QH 1型扁环填料的流体力学和传质性能进行了研究 ,得出了计算其压降、液泛气速、泛点填料因子、湿填料因子和液相总传质单元高度的关联式。并与16鲍尔环填料进行比较 ,结果表明 ,QH 1具有优良的流体力学和传质特性。     

金属θ环填料流体力学性能研究

在内径Φ=100mm的填料塔内,以空气-水为物系,对金属θ环的流体力学性能进行了测定。通过对实验数据的回归分析,推出了其填料层压降,泛点填料因子关联式,填料层持液量与气速的关系。该研究结果对金属θ环填料的工业应用有参考价值。