几种开孔填料的性能研究(一)——流体力学性能

在直径600毫米的实验塔内,用空气-水体系对工业尺寸的金属阶梯环和环矩鞍填料进行了流体力学性能测试。得出在不同淋洒密度下每米填料层的压强降及泛点特性数据,对泛点填料因子和压降填料因子整理出关联式,供设计应用。 用相应尺寸的金属鲍尔环填料在同一设备中作了与该两种填料的性能对比试验。比较结果表明,金属阶梯环和金属环矩鞍填料的通量及压降性能明显地优于金属鲍尔环填料。     

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。     

NPJ—202异鞍填料试验报告

在φ600×6556毫米PVC塔中,对新开发的NPJ—202型瓷质异鞍填料(以下简称50毫米202异鞍)和50毫米瓷质矩鞍填料(以下简称50毫米矩鞍)进行了空气-水系统、空气-硫酸系统流体力学和传质性能对比研究。50毫米202异鞍与50毫米矩鞍相比较,压降平均低20～30％;泛点气速高12～19％;压降填料因子和泛点填料因子分别低20％和19％;传质性能略优。提出了50毫米202异鞍填料的压降、传质的计算关联式,供生产、设计使用。     

QH-2型扁环填料的流体力学和传质性能研究

在内径60 0填料塔中 ,用空气 富氧水系统对3 8和5 0QH 2型扁环填料的流体力学和传质性能进行了研究 ,得出计算其压降、液泛气速和传质单元高度的关联式。并与3 8鲍尔环、5 0鲍尔环和3 8环矩鞍填料进行了比较 ,结果表明 ,QH 2型扁环具有优良的流体力学和传质特性。     

Ф25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，找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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

百叶窗式喷射塔板的性能研究

为满足炼油化工装置扩能改造的要求,文中提出了一种百叶窗式喷射塔板。采用空气-富氧水体系,在φ1200 mm不锈钢塔内,对百叶窗式喷射塔板的流体力学与传质性能进行了测试,回归了压降、泄漏、雾沫夹带等计算关联式,并与新垂直筛板进行了对比实验。结果表明,与新垂直筛板相比,百叶窗式喷射塔板的压降减少16%左右,泄漏率基本相当,雾沫夹带率降低20%左右,传质效率提高3%—10%。实验结果与工业应用实践证实,百叶窗式喷射塔板是一种综合性能优异的塔板。     

液相流动方式对波纹规整填料性能的影响

根据液相在波纹规整填料片上呈现渗流、膜状流等不同的流动方式,选择5种不同的波纹规整填料对其流体力学和传质性能进行研究,以探究液相在波纹片上的流动方式对波纹规整填料性能的影响.研究结果表明,液相呈渗流流动的泡沫碳化硅波纹规整填料(SCFP型)有利于液体横向扩散和液膜均匀分布,当液相喷淋密度和气相F因子均较小时,其压降最低,传质效率最高;液相主要呈渗流流动、兼有膜状流动的双层错孔丝网填料(DMⅢ型)有利于波纹片两侧液体交换,强化液体在流动过程中的扰动,其压降及传质性能略逊于SCFP型填料;液相主要呈膜状流动的BX型、DMⅠ型及DMⅡ型填料波纹片表面液膜较厚,横向扩散能力差,其传质效率低于SCFP型和DMⅢ型填料.研究揭示了依靠渗流作用的波纹规整填料具有较好的应用性能,为波纹规整填料的进一步发展开拓了新思路.     

CFD Simulation of Mass Transfer Efficiency and Pressure Drop in a Structured Packed Distillation Column

The pressure drop and mass transfer efficiency for two‐phase flow in a structured packed column were simulated using a commercial CFD package, CFX version 10. The distillation of the methanol/isopropanol system was carried out in a 0.073 m diameter column, with an element composed of a ceramic structured packing and 0.053 m in height. The Height Equivalent to Theoretical Plate (HETP) value varied from 0.106–0.146 m. Pressure drop experiments were measured with an air/water system. The pressure drops at the flooding and loading points were ca. 173 and 580 Pa/m of packing, respectively. HETPs and pressure drops calculated from the Computational Fluid Dynamics (CFD) model were compared to their experimental counterparts. The average relative error between CFD predictions and the experimental data for the prediction of dry pressure drop, irrigated pressure drop and mass transfer efficiency are 20.3 %, 23 % and 9.15 %, respectively. In all cases, the CFD predictions show a good agreement with the experimental data, indicating that CFD is a reliable, cost saving and suitable technique for the design and optimization of separation processes.     

孔板波纹填料的结构参数对其性能的影响

在内径Φ30 0mm的填料塔中研究了孔板波纹填料的结构参数对液相轴向混合特性、流体力学和传质性能的影响 .研究结果表明 ,轴向返混参数随开孔率、倾角的增加及盘高的减小而增加 ,填料层压降随开孔率、盘高的增加及倾角的减小而降低 ,传质单元高度随倾角的增加、盘高的减小而降低 ,开孔率对传质单元高度的影响有一个适宜值 .通过对实验数据的回归分析得出了轴向返混参数、填料层压降及传质单元高度的关联式 .该研究结果对孔板波纹填料的开发与设计具有参考价值     

锯齿边窄条阀塔板流体力学和传质性能实验研究

详细分析了锯齿边窄条阀的锯齿边对传质性能的影响和锯齿边窄条阀的结构特点。在1000 mm×350 mm规格的实验塔中,以典型的水-空气冷模实验系统,对锯齿边窄条阀STV75塔盘和F1圆形浮阀塔盘进行了对比实验,测定了多种气液负荷下的压降、雾沫夹带、泄漏量等流体力学性能。利用氧解吸法,测定了塔板传质效率。实验结果和工业应用表明,在相同条件下,锯齿边窄条浮阀塔板比F1圆形浮阀塔板的板效率提高10%—20%、板压降降低100 Pa以上,雾沫夹带与泄漏与F1阀相当,是一种综合性能优良的新型浮阀。     

用可视化方法实验研究规整填料的局部传质(英文)

A chromochemical reactive mass transfer technique has been employed to study local mass transfer characteristics of structured packing. This technology adopted by experiment is an Ammonia Adsorption Method (AAM) that yields the surface distribution of transferred mass by analyzing the color distribution on a filter paper with the results of the color chemical reaction. A digital image processing technology is applied for data visualiza-tion. The three-dimensional plot of the local mass transfer coefficients shows that there exist three peak values on different positions of a unit cell of structured packing. In order to improve mass transfer efficiency of the structured packing, one piece of baffle is added between packing sheets. As a result, the average mass transfer coefficient in-creases by (10-20)% and the pressure drop decreases by (15-55)%.     

一种适用于催化反应精馏的新型填料

为适应催化反应精馏填料需要高持液量及高效率的应用特点,开发了一种新型多层丝网填料PACTU-800,并通过设计中试装置对其进行了流体力学性能测试及传质性能测试。以空气-水为测试物系的冷模实验表明,F因子为0—0.55时,喷淋密度增大则压降增大,F>0.55时,压降变化没有明显规律;并经拟合得到泛点气速公式,与贝恩-霍根公式计算值相对误差为9.1%;以正庚烷-甲基环己烷为测试物系的热模实验表明:该填料理论板数较高,且F因子对其影响不大;F>2.3时,压降开始急剧增大。结果说明:PACTU-800操作弹性大,持液量大,适合高气液负荷下操作;其通量大,压降变化小,停留时间长,效率较高且较恒定。     

硝酸提浓改造过程中高效NH3-SCR脱硝催化剂开发及工业应用

针对硝酸工业装置尾气特点研究开发NH_3-SCR脱硝催化剂,在空速40 000 h~(-1)和入口NOx浓度1 000×10~(-6)条件下,NH_3-SCR脱硝催化剂最佳反应温度为370℃,NOx出口浓度20×10~(-6),脱除率达98%。经过1 000 h寿命评价,脱除率超过95%,脱硝催化剂表现出良好的活性。根据实际需要进行条型和蜂窝型脱硝催化剂工业生产,条型和蜂窝型脱硝催化剂均能满足硝酸装置提浓改造后尾气NOx浓度增加的要求,催化剂效率高,装填量小,系统压降小,NOx出口浓度20×10~(-6),条型脱硝催化剂反应器压降4.5 kPa,蜂窝型脱硝催化剂反应器压降2 kPa。     

Mass transfer and hydrodynamic characteristics of new carbon carbon packing: Application to CO2 post-combustion capture

A novel structured packing, the 4D packing, has been characterized in terms of hydrodynamics, effective area and gas side mass transfer coefficient. The increase of the 4D opening fraction allows to reduce pressure drop and to get a better capacity than Mellapak 500Y and 750Y, for which the geometric areas are similar. The 50% open 4D packing, 4D-50%, leads to effective areas which are higher than Mellapak 500Y ones, and doubled compared with MellapakPlus 252Y ones. Effective areas for the 4D do not decrease when the opening fraction increases from 30 to 50%, this indicates that a non-negligible amount of droplets is generated at 50%. Gas side mass transfer coefficient had been measured with an original experimental method: water evaporation. Corresponding results seem to be in agreement with the literature, and with the fact that a large amount of droplets is generated. Correlations are proposed for both effective area and gas side mass transfer coefficient for the 4D-50%.The 4D-50% packing could be very interesting for post-combustion CO₂ capture since it generates low pressure drop and a very high interfacial area. This will be further confirmed by an economic study for which the absorber plant will be designed with a rate based model.     

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。