泡沫碳化硅波纹规整填料的流体力学及传质性能

将碳化硅陶瓷材料用于精馏过程,将该材料与波纹板类填料形状相结合开发出泡沫碳化硅波纹规整填料和光滑碳化硅波纹规整填料.对2种填料进行了流体力学性能与传质性能的测试,研究了泡沫结构对规整填料性能的影响.在直径100mm的有机玻璃塔中使用空气-水体系对填料进行干填料压降、湿填料压降、泛点气速、持液量等流体力学性能测试；在直径100mm的常压玻璃塔中,使用环己烷-正庚烷标准物系进行全回流操作,对填料进行传质性能测试.实验结果表明,在填料外形相同的情况下,与光滑填料相比,泡沫填料的干、湿填料压降较高,泛点气速相当,持液量增大,传质效率显著提高.     

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。     

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。     

泡沫陶瓷环形填料的流体力学和传质性能

填料是化工气液传质设备中的核心组成部分,其作用主要是为气液或液液两相提供充分的接触面,强化两相间的传质或传热过程．填料的结构和性能对填料塔的技术经济指标具有决定性的影响．陶瓷填料具有耐腐蚀、价格低廉、润湿性与热稳定性好等特点．但其加工性能差,只能做成简单形状,与其他材质的填料相比,比表面积和空隙率都比较小,流动阻力大,传质性能较差,使其应用受到了一定的限制．     

泡沫碳化硅脉冲规整填料的气相流场模拟研究

为了研究泡沫碳化硅填料内流体的流动状况并降低压降值,开发了具有脉冲结构的泡沫碳化硅规整填料,采用计算流体力学的方法,建立了具有周期性边界条件的三维模型对其气相流场进行模拟。通过与FSP-500Y填料实验数据的比较,完成了对模型的验证。研究结果表明,在45°泡沫波纹板内加入脉冲区结构能有效改善填料内流体流动的均匀性,减小传统波纹板结构交叉点处的流动阻力,降低填料内的单位压降,实现填料结构的优化。通过对比发现,脉冲结构数量相同,增加脉冲高度可降低填料压降;脉冲总高度相同时,减小脉冲高度,增加脉冲区个数可有效地减小填料的阻力损失。脉冲区的加入可使原规整填料压降降低15.5%~41.1%。     

规整波纹填料内气体流动和传质的CFD模拟

为了研究规整填料局部特征单元内流体的流动状况和传质效果,采用计算流体力学的方法对JKB-250Y交叉波纹填料以及增加隔板后的JKB-250Y交叉波纹填料进行了模拟计算比较。结果表明,加入隔板后有效改善了传质的局部均匀性,并且消除了两股气体交叉流动带来的阻力,降低了通道的单位压降。增加隔板后的交叉波纹填料压降比传统交叉波纹填料压降降低20%~50%,增加隔板后的交叉波纹填料传质系数比传统交叉波纹填料传质系数提高约20%,可见提高传质分布的局部均匀性是提高传质效率并且降低阻力的较为有效途径之一。     

低表面张力物系在规整填料塔中的传质性能

为了研究低表面张力物系在高比表面积的规整填料塔中的流体力学性能和传质性能,选用正庚烷-甲基环己烷物系,在内径400mm的不锈钢精馏塔中对Mellapak 500Y和750Y型规整填料进行全回流精馏实验。通过测定气相负荷从小到大直至液泛的过程,得到了不同操作条件下的压降、泛点气速、传质效率的数据,给定了操作的极限。结果表明:750Y填料的传质效率优于500Y填料,但稳定性比500Y填料差,处理量比500Y填料小。且实验中气相负荷递增变化时的传质效率略低于气相负荷递减变化时的传质效率。同时,为了考察传质效率随塔高的变化,填料塔在不同高度处设置了4个取样口,测定了不同取样口中样品的组成。通过分析传质效率随塔高的变化,阐述了不同负荷范围内气相总体积传质系数沿塔高的变化规律。     

规整填料在高压精馏条件下的传质性能

Performance of Mellapak 250Y and 350Y corrugated structured packing in distillation applications at pressures ranging from 0.3 to 2.0MPa is analysed by using HTU-NTU method.These data are obtained in distillation column with 0.15m diameter operated with n-butane/n-pentane system at total reflux.In considering the axial backmixing effects.the height of an overall gas phase transfer unit,HTUOG,is divided into two parts.One part represents the height of an overall gas phase transfer unit,without backmixing, designated as HUTOG,and the other part,designated as the height of a backmixing unit(HBUO),accounts for the backmixing effects.The HTUOG is evaluated from the measured concentration profile of n-butane in liquid phase.The HBUO obtained experimentally is correlated in terms of the properties of the materials being separated and the equivalent diameter of the structured packing.Our result shows that HBUO varies from 0.12 to 0.34m as pressure increases from 1.0 to 1.9MPa.It indicates that the overall efficiency of the structured packing decreas gradually at high pressure,as a result of the vapor backmixing.     

规整填料在加压精馏中的传质性能

高压精馏是现代过程工业中十分重要的分离过程 ,例如炼油工业中轻烃的分离 ,石油化工中乙烯、丙烯等低碳烃类的分离 ,都是经过高压精馏完成的 .高压精馏效率一般较在常压下有所降低 ,其中填料塔较板式塔下降更明显 ,故通常认为采用板式塔比较好 .但规整填料由于其大通量、低压降等优点 ,已经开始涉及高压领域 ,因此对规整填料在高压下的性能需进行测定和研究 .目前 ,对规整填料在高压下传质性能的研究 ,国外ＦＲＩ[1] 近年已开始进行 ,但其实验数据较少 ,在国内目前还属空白 .本文在国家重点精馏分离实验室高压热模精馏实验塔上进行了一系列…     

新型垂直板规整填料流体力学及传质性能

采用氧解吸实验,在直径190 mm的有机玻璃塔内,液相喷淋密度10～38 m³·m^-2·h^-1,F因子0.2～3.2 m·s^-1·（kg·m^-3）^0.5的实验条件下测定了一种新型垂直板规整填料的流体力学及传质性能。实验结果表明：垂直板填料的操作压降及传质性能均显著优于商业波纹填料。通过与几种经改进的250型波纹填料相比发现,两者泛点F因子整体上相当;在较高液体喷淋密度下,垂直板填料传质性能及压降均高于改进250型波纹填料;在低喷淋密度下,垂直板填料可实现压降低于改进250型波纹填料,而两者传质性能相当。此外,对填料结构改进对其性能的影响进行了单因素考察。     

改性塑料规整填料的流体力学和传质性能研究

主要研究了不同比表面积和开孔率塑料规整填料表面处理前后的流体力学和传质性能。结果表明：经过表面改性后,传质性能可提高约20%～35%,开孔填料经表面改性后阻力不会增加,并且在低喷淋密度时传质效率提高显著。     

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     

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。     

小波纹齿角梯形规整填料实验研究

规整填料在过程工业中得到广泛的应用,但近年来性能改进不大,因此它的强化研究具有重要意义。文中在1套全自动的50 mm内径的精馏塔内,用乙醇-正丙醇体系对小波纹齿角梯形规整填料的流体力学和传质性能进行了研究,并与相同比表面积的Mellapak填料进行了比较。实验表明,小波纹齿角梯形规整填料单位床层压降可减小30%,同时传质效率提高了16%。小齿角梯形规整填料综合性能优良,是一种有广泛应用前景的新型波纹规整填料。     

高通量催化精馏规整填料的流体力学性能

介绍了一种可应用于催化精馏工艺的高通量催化精馏规整填料(HCCP),并对其流体力学性能进行了研究与讨论。以空气-水物系为介质在内径为400 mm的冷模精馏塔内进行实验,测量了该填料的干湿塔压降、持液量等流体力学性能。高通量催化精馏规整填料在结构方面进行了改进,使催化剂装填量可控,实验结果表明:填料在降低塔内压降、增加通量方面具有明显优势。最后对实验数据进行回归,获得经验关联式;实验测量值与公式计算结果吻合较好,这表明,数据回归获得的关联式可用于预测一定操作条件下填料的流体力学性能,用于工业实践及设备放大。     

高压下高比表面丝网规整填料传质性能的测试

引言 20世纪70年代以来,填料塔已广泛地应用于精馏、吸收、解吸和萃取等工业分离过程.     

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.     

高效规整填料的工业应用

随着新型填料的开发和应用,采用填料的效果要优于采用板式塔,这在许多装置的大型塔设备中已经得到很多应用。与板式塔相比较,填料塔具有效率高、压降和持液量小、放大效应不明显等特点,特别适用于分离高沸点或热敏性物质的蒸馏等过程。规整填料在石油化工等领域中得到了广泛的应用,成为提高产品产量、改进分离效果、节能降耗以及稳定操作的重要技术措施。     

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。     

0.7～1.9MPa下Mellapak 350Y填料传质性能的测定

引　言最近十几年以来 ,规整填料已广泛应用于新建的蒸馏塔以及老塔的改造中 .在常、减压操作中 ,与板式塔相比 ,在相同的分离效率下填料塔具有压降更低和处理能力更大的优点 .但在高压蒸馏操作中 ,液体的喷淋密度非常大 ,其范围在 2 0～ 10 0ｍ3·ｍ- 2 ·ｈ- 1,单位塔截面积上液体负荷的增加使得填料对液体的自分布能力减弱 ,液体易产生偏流、沟流等不均匀流动 .随着压力增大 ,充了气的液相、高的汽液相密度比值、高的汽液相黏度比值等因素都会使填料床层的持液量加大 ,空隙率降低 ,其结果使规整填料处理能力受到制约 .在高压条件下 ,规整…