泡沫碳化硅波纹规整填料内的液体流动特性

通过采用配备微距镜头的高速摄像仪记录单波纹片上的液体流动行为,发现了泡沫碳化硅波纹规整填料内同时存在液膜流动和准壁流两种液体流动模式。同时测定了组合波纹片之间的液体传递量,并将泡沫碳化硅波纹规整填料与金属丝网波纹填料和金属板波纹规整填料的测试结果进行比较,结果表明泡沫碳化硅波纹规整填料的单波纹片上的液体扩散程度较大,组合波纹片之间的液体传递量高于金属丝网波纹填料和金属板波纹规整填料。研究结果揭示了泡沫碳化硅波纹规整填料具有高效传质特性的根本原因在于其独特的三维空间网孔结构增强了液体在单波纹片上的横向扩散能力和在组合波纹片之间的径向传递能力,为新型高效规整填料的机理研究和进一步开发开拓了思路。     

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。     

高效规整填料性能和应用

介绍国外各种高效规整填料和天津博隆公司的专利产品——Ｃｈｉｎａｐａｋ规整填料的性能和应用。     

板波纹规整填料塔中液相混合行为

引言填料塔中液相混合行为对传质有显著影响．关于散堆填料塔中液相轴向混合行为已有许多实验数据和一些模型发表,文献中对散堆填料塔径向混合行为也有一些研究．但对目前工业广泛使用的板波纹规整填料塔中的液相混合行为尚未见文献报道．为了解决板波纹填料塔中各种单元操作的合理设计,本文对此进行了研究．1实验本文用脉冲示踪法研究规整填料塔中液体的混合行为．实验在直径0.3m的填料塔中进行,塔体总高为7m,填料装填高度为1.4m．塔顶液体分布器为单层排管式分布器,共开有25个Φ3.5mm的喷淋孔．用水－空气系统及Mellapak250Y型填料…     

加压下板波纹规整填料塔中液相混合行为

采用脉冲示踪法测量了在0．3MPa、0．5MPa和0．6MPa压力下以及在一系列液速和气速下250Y型孔板波纹规整填料内液相的混合行为。应用时域最小二乘法由实验数据得到了液相的轴向返混系数和轴向有效流速等参数,并以y=aReL^e10^cReG10^dp的形式对轴向Peclet准数进行了关联。本研究补充了目前缺乏的加压操作下规整填料液相混合行为的数据。     

规整填料塔精馏的Marangoni效应

选用 6种代表性物系对陶瓷板波纹和不锈钢丝网规整填料进行全回流精馏实验 ,考察Marangoni效应对规整填料液体流动分布及传质的影响 .结果表明 :对纯有机体系 ,Marangoni效应影响较小 ;而对有机物的水溶液 ,Marangoni效应严重影响着填料的润湿和传质效率     

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.     

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     

泡沫碳化硅波纹规整填料骨架结构对其传质性能的影响机理

在?100mm×2000mm的常压精馏塔中使用乙醇-正丙醇作为标准物系,对6种不同骨架结构及表面性质的泡沫碳化硅波纹规整填料（SCFP）的传质性能及操作压降进行了实验测试,探究了结构对填料传质性能的影响。结果表明,6种填料都有着较优秀的传质性能表现,理论板最低可达每米5块。其中,纯质碳化硅型填料的整体传质性能要优于富硅型填料;随着孔隙率的增大,富硅型填料的传质性能有所下降,纯质碳化硅型填料的性能则有所提高;压缩比的增大有利于纯质碳化硅填料的传质性能。在压降表现方面,6种填料的操作压降均随着气相负荷的增大而有所增加,但彼此之间差异不大。同时采用紫外荧光示踪剂方法对单波纹片上液体的流动行为进行了观察,对不同填料表面液体的润湿面积、横向润湿长度进行了对比,结果表明,传质效率表现较高的填料其表面的液体润湿效果更好,有着更大的润湿面积、更长的横向润湿长度。     

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。     

Mass transfer in structured corrugated packing

The performance of structured corrugated packing has been simulated by establishing mechanistic models for liquid distribution, liquid flow on the packing surface and mass transfer. The models were used to investigate the effect of packing height, liquid load, initial maldistribution as well as differing initial distribution and solid-liquid contact angle on the packed column performance. Wetted surface area is the primary value of interest and the simulated results compare very well with those predicted by Onda (1968). The results clearly demonstrate that the wetted surface area is a strong function of the solid-liquid contact angle. Other predicted values such as mass transfer coefficients and overall height of a transfer unit show reasonable agreement with published data.     

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。     

表面改性塑料填料流体力学及传质性能研究

采用新的塑料波纹填料改性方法,有效改善填料成膜性,与同等条件下商业填料进行对比。采用氧解析实验,在直径190 mm的有机玻璃塔内,液相喷淋密度10—36 m3/(m2·h),F因子0.2—3(m/s)·(kg/m3)0.5的实验条件下测定了改性填料及商用填料的流体力学及传质性能。实验结果表明:当液体喷淋密度为10,24,36 m3/(m2·h)时,在相同的F因子下,改性填料的液相传质单元高度Ho L较商用填料分别降低了29.50%,23.00%以及23.95%,同时改性后压降也相应为商用填料的85.37%,89.71%和88.35%。表明该改性方法在低喷淋密度下对塑料填料性能提升显著。此外,对实验填料的Ho L、压降进行了关联,采用狭通道液膜波动理论对填料塔内部液泛进行了探讨,为塑料填料的工业应用提供了设计基础。     

新型高效规整填料的性能研究

为了获得可靠的设计依据,实验在不同回流比条件下,用环己烷-庚烷和庚烷-甲苯2种二元测试物系对CDG1700Y和CDG2500Y型金属丝网规整填料的流体力学性能和传质性能进行了考察。实验结果表明,这2种填料的压降随着液体流量的增大而增大,单位填料层高度的HETP变化趋势则相反;CDG1700Y和CDG2500Y型填料具有较高的理论板数,且CDG1700Y型填料具有较大的操作弹性。在SRP(II)模型的基础上,获得了实验室条件下传质单元高度的经验关联式,其计算值与实验结果吻合较好,可以为化学交换法分离硼同位素的工业化提供理论指导。     

逆向气流对规整填料表面液膜流体动力学特性的影响

为研究气相流量对规整填料内气液两相逆流流动情况下流场结构及界面行为的影响,建立了基于分离涡模拟(DES)方法与VOF模型相结合的CFD分析模型,VOF控制方程离散采用显示差分格式,体积分数离散采用界面重构方法。计算域整体采用结构化曲线网格(贴体网格)划分,并对局部进行了细化。结果表明,气相F因子较小时(F≤1.354 Pa^0.5),液膜自由表面及其纵向速度分量(v_y)均呈周期性规律分布,波动幅度基本一致,而v_y均为负值。F=3.386 Pa^0.5时,液膜自由表面波动出现紊乱,幅值差异明显增大,而界面液膜v_y值仍基本呈周期性规律分布,在液相波峰下沿出现v_y >0的情况。F=5.418 Pa^0.5时,出现液相返混,气相和液相内均出现大小不等的回流区并随液相返混过程发展演化,同时局部液膜出现整体向上流动特征。F≥6.772 Pa^0.5后,填料下部出现干板区,底部出口不再有液相流出。随气相F因子增大,持液量和有效界面传质面积均先增后减。     

波纹形规整填料的几何关系

由波纹形规整填料的几何形状,严格推导出其各几何量之间的关系和成形的填料板片与其成形前原始板片的纵向及横向收缩比,这将有利于填料制造厂商改进产品质量,和有依据地进行成本核算。并探讨了液滴在波纹板片上的流动轨迹,有助于对液体在这类填料层内分布作进一步研究。     

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)%.     

亲水无纺布PVC复合规整填料除湿性能实验

将亲水无纺布PVC复合规整填料作为溶液除湿塔芯体,开展亲水无纺布PVC复合规整填料除湿性能实验,分析在不同空气流量、溶液流量、溶液温度下,亲水无纺布PVC复合规整填料除湿率、除湿效率、传质系数和传热系数的变化。在实验条件下,除湿率、除湿效率、传质系数、传热系数最大值分别为11.05 g·kg^-1、86.7%、12.95 g·(m²·s)^-1、10.33 W·(m²·℃)^-1;与CELdek规整填料和塑料波纹孔板填料相比,亲水无纺布PVC复合规整填料除湿性能最优。对实验数据回归分析,得到亲水无纺布PVC复合规整填料除湿效率实验关联式。     

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。