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.     

金属板波纹规整填料在CO_2吸收塔中的传质性能

开发高效规整填料,有利于降低CO2捕集过程的能耗和成本。文章在直径200 mm的填料塔中,使用氢氧化钠水溶液吸收空气中微量CO2的方法研究了金属板波纹规整填料的传质性能,测定了具有不同几何参数的规整填料的有效传质面积。实验结果表明:随着气液相流量的增加,有效传质面积逐渐增大,且气相流量的影响相对较大。当气液流量达到一定值时,有效传质面积会超过填料的比表面积。而填料几何参数对有效传质面积也有较大的影响。当波纹倾角α=30°,波纹齿顶角β=75°时,有效传质面积较大。而且α对有效传质面积的影响较β大。在同时考虑气液相流速的影响的基础上,文章提出了新的有效传质面积的关联式,计算值与实验值吻合较好。     

金属斜孔板波纹填料流体力学与传质性能研究

介绍了自行开发的新型规整填料———金属斜孔板波纹填料,在内径500mm有机玻璃塔中,对金属斜孔板波纹填料的流体力学和传质性能进行了研究,推出了其压降、液泛气速和液相总传质单元高度的关联式,并与传统Mellpak孔板波纹填料相比,新填料保持Mellpak250Y相当的流体力学性能,同时具有更高的传质性能,该研究结果对金属斜孔板波纹填料的应用有指导意义。     

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。     

规整填料干塔压降与波纹齿角的关系

研究了规整填料压降和波纹齿角的关系,以期探索强化传统规整填料性能的新途径。干填料层压降可分解为3部分：气流在交叉单元碰撞所产生的压降,气流在填料层间改变方向所产生的压降以及塔壁区摩擦力所产生的压降。用计算流体力学（CFD）计算了这3部分压降。结果表明,当波纹齿角从90°减小到20°时,干填料层压降大幅度下降。实验数据也验证了CFD模拟计算结果。     

改进型孔板波纹填料的性能研究

介绍了北京化工大学传质分离研究室开发的新型规整填料──金属（碳钢）桥孔板波纹填料。并对其流体力学性能和传质性能进行了冷模实验研究,提出了相应的关联式和图表。与孔板波纹填料相比,它是一种适应更广泛、性能优越的高效填料。     

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.     

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。     

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。     

气相扰动下高效萃取填料的开发及性能研究

针对气液液三相萃取,开发出一种新型高效开窗导流式规整填料,该填料片是在板波纹规整填料片的波峰、波谷处开设导流窗口,从而增加气相的流通空间和扰动频率,进而增加液滴的破碎-聚并频率。实验测定了新型填料的流体力学性能及传质性能。实验结果表明:随气相速度的增加,填料的液泛速度降低,传质单元高度先减小后增加。新型开窗导流式规整填料可有效提高分散相的滴膜交替流动频率,增加传质效果,在相同的操作条件下,新型规整填料的流体力学效果和传质效果较超级扁环填料平均提高11%和44.7%。     

FGP型填料的开发及在甲醇精馏节能减排中的应用

设计开发了新型导流型填料（FGP-A、FGP-B型填料）,在冷模实验塔中以氧气-空气-水作为介质,研究分析了其流体力学与传质性能,并在相同实验条件下与Mellapak125X填料进行对比。实验结果表明,相同比表面积的FGP-A、FGP-B型填料干塔压降分别平均降低22.94%及31.99%;湿塔压降分别平均降低41.48%和47.32%;液泛气速分别平均提高4.93%及7.76%;每米填料理论级数分别平均提高26.72%和22.78%。同时结合FGP型填料流体力学与传质性能的特点,进一步将其应用到10万t/a甲醇精馏工段中。结果表明,应用FGP型填料后冷凝器热负荷降低16.01%,每年可节省冷却水461.10 kt;再沸器热负荷降低26.30%,相当于减排二氧化碳6651.83 t/a。。     

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.     

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.     

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。     

金属孔板波纹填料的传质计算

针对目前在推广应用规整填料Ｍｅｌａｐａｋ时很少进行传质计算的缺陷，根据文献报道，对其传质计算进行综述，并给出计算示例，这对合理应用规整填料具有积极的作用。     

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…     

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。     

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。     

BH型高效板波纹填料的研究及应用

详细介绍了BH型高效板波纹填料的机械结构与特点，对其流体力学性能进行了研究，获得了此种新型填料的流体力学基础数据，并给出了其在PVC工业中的应用实例。该研究结果对高效板波纹填料的应用具有指导意义。