立装规整填料的性能研究

以空气-水为工质研究了立装规整填料的流体力学性能;利用CO_2-空气-水体系研究其传质性能,并与相同试验条件下的平装规整填料进行对比。结果表明,在相同条件下,2者的压降没有明显变化,但立装填料比平装填料的壁流量和液相总传质单元高度分别降低了10.7%和17.4%,其流体力学和传质性能均优于平装填料。     

立装填料性能的热模实验研究

为了研究流体在同规格板波纹填料和金属丝网填料的两种不同装填方式,即平装和立装。并在全回流操作条件下,流体力学性能和传质性能的改变情况。我们以乙醇-水为物系,在直径Ф800 mm工业规模精馏塔内进行热模实验。实验结果表明:同等条件下,每米立装板波纹填料的压降比每米平装板波纹填料的压降平均降低36.52%,等板高度平均增加18.15%,分离功平均降低15.33%;而每米立装金属丝网填料的压降与每米平装金属丝网填料的压降相比,压降没有显著变化,而等板高度平均增加10.99%,分离功平均降低9.87%。     

塑料花环填料的流体力学及传质性能研究

本实验用空气-水-氨体系,在内径为φ600 mm的塔中,对塑料花环填料进行了流体力学及传质特性的测试。结果表明花环填料通量大、压降低、在高液体负荷下具有极好的传质性能,而且耐腐蚀、不易堵塞。实验测定的塔填料因子和传质系数有设计参考意义。     

环鞍复合填料的实验研究

文章对新开发的环鞍复合填料进行了实验研究,在塔径为400 mm×6 mm的有机玻璃塔内测定了其流体力学性能和传质性能,并和阶梯环进行了对比实验。结果表明,环鞍复合填料具有更好的性能,与阶梯环相比,压降可减小10%—20%,通量增大10%—20%,传质效率提高10%左右。而且,在初步的工业应用中,取得了相当好的经济效果。为了应用方便,将环鞍复合填料的流体力学实验数据进行了关联,获得了压降、载点气速和泛点气速的关联式。     

填料吸收塔操作性能的综合研究

合理的操作是优化设计的保证,本文从这一角度对填料吸收塔作了一些探讨。分别采用空气-水系统和空气-氨-水系统对16mm×16mm×2mm瓷拉西环填料塔的流体力学性能和传质性能进行了综合实验研究。研究结果表明:若填料层内存有污垢,相同气速下的压降增加40％～260％;接近泛点气速下进行传质操作效率最佳;泛点气速的实测值与计算值相比偏差在5％以内。此外,本文还提出合理确定传质操作过程稳定时间的方法。     

四种不同比表面积双曲型高效填料的流体力学与传质性能

用4种不同比表面积双曲(SQ)型金属波纹填料进行冷模实验。通过研究SQ型填料的流体力学和传质性能可知,双曲填料特殊的弧形波纹结构降低了塔压降,改善了气液分布。研究表明,SQ填料的塔压降要明显的低于BHS型填料,当L=20.38m3/(m2·h)时,SQ800压降比BHS800降低81.5%。SQ1500在常压操作下每米理论级数最高可达到30,比SQ800的传质效率高,能耗高,但是操作范围小;板波纹SQ125填料操作范围最大但是分离效率低,适合原料粗分离;板波纹SQ250填料有较好的分离效率和较宽的操作范围,适合旧塔改造等。     

新型导向孔板波纹填料流体力学性能研究

以空气-水物系为介质在Φ400 mm的有机玻璃塔中分别测定了250DY型导向孔板波纹填料和传统250Y型孔板波纹填料的流体力学性能。实验结果表明:250DY型填料与250Y型填料相比,其干填料压降降低了40%,湿填料载点前压降降低了37%—42%,泛点气速提高了24%—33%;由于250DY型填料在结构方面的改进,使该填料在降低压降,增加通量方面具有明显的优势。此外,运用单纯形法对250DY型填料的流体力学实验数据进行关联,得到了压降和泛点气速的合适关联式,为该填料的工业应用计算提供了依据。     

新型均流填料塔的传质性能研究

提出了一种新型均流填料塔设备,在Φ600 mm的圆形冷模实验塔中,以空气-水-CO2为工质进行了CO2解吸试验,利用滴定法测定了多种气液负荷下新型均流填料塔的传质性能,并在相同工况下与鲍尔环填料塔进行了对比研究。试验结果表明:在试验喷淋密度下,新型均流填料塔与鲍尔环填料塔相比,液相传质单元高度降低了19%以上;随着喷淋密度的降低,液相传质单元高度降低更加显著。在正常操作范围内,新型均流填料塔的传质效率远高于鲍尔环填料塔,是一种传质性能优良的新型填料塔设备。     

蜂窝(FG)型规整填料萃取塔的性能研究

本文对新开发的蜂窝(FG)型规整填料萃取塔的流体力学和传质性能进行了系统的实验研究。结果表明,这种新型填料萃取塔的通量(比负荷)大,传质效率较高,已成功地应用于汽油脱硫醇的萃取过程中。     

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。     

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。     

国产BG-10型压延孔板波纹填料性能研究

用冷、热模实验研究了ＢＧ－１０型压延孔板波纹填料的流体力学和传质性能．得出 了计算其压降和泛点的关联式。并与孔板波纹填料（２５０ｙ）进行了对比，发现该填料 的性能优于２５０Ｙ孔板波纹填料。     

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.     

共轭环翅填料的流体力学与传质性能

以正犁削金属表面翅成形技术加工出共轭环翅填料,用富氧水解吸方法测定了38 mm铝材共轭环翅填料的流体力学和传质性能,并在相同喷淋密度和气速条件下,与同尺寸光滑表面的共轭环填料进行比较。结果表示,共轭环翅填料的单位填料高度压降比普通共轭环填料平均增加15.2%,而传质单元高度则平均降低18.3%;在中等喷淋密度60 m3/(m2.h)以下,共轭环翅填料具有较好的综合性能。     

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。     

Hydraulic,mass transfer and heat transfer performance comparison between ordered bed packing and sieve trays

The Girdler–Sulfide (GS) heavy water production process has traditionally used tray columns because of their large size. In recent years, the chemical industry has extended the use of packing to larger columns because of economic and performance advantages. A pilot scale study was thus initiated to compare the hydraulic, mass transfer and heat transfer performance of an ordered bed packing (Mellapak) with sieve trays operating under GS process conditions. Mellapak offered lower pressure drops, higher throughputs and improved heat transfer over sieve trays. However, benefits to deuterium mass transfer were only marginal in large diameter columns.     

网板填料复合旋转床的流体力学与传质性能

开发了一种新型的气液接触设备——网板填料复合旋转床。常压下以空气-水物系和乙醇-水物系在网板填料复合旋转床中进行流体力学与传质性能实验,考察了气液流量和转子转速对网板填料复合旋转床压降和传质性能的影响。实验结果表明,气体流量和转子转速的增大均使干、湿床气相压降增大;液体流量的增加对湿床压降的影响不明显。回流量和转速的增加均使等板高度减少至一定值后几乎不变。网板填料复合旋转床具有通量大、效率高、压降小的特点。     

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。