聚四氟乙烯丝网用于蒸馏除沫的实验特性研究

摘要

在蒸馏、脱气、吸收等化工生产中大多伴随气液分离过程。气液分离时，气体或蒸汽从液相逸出，部分液滴以雾滴形态被汽流夹裹带出，形成雾沫夹带现象。雾沫夹带会造成气相不纯，总量超过设备控制允许上限时，影响气体的品质或对下游工序造成干扰，降低气液分离效率，严重时会导致泛液甚至窜流现象发生。通常需要对雾沫夹带进行处理，分离出气体中夹带的液滴。丝网除沫器具有比表面积大、重量轻、分离效率高、安装方便等优点，被广泛用于蒸馏过程除沫。随着新材料和制作工艺的出现，非金属丝网特别是的塑料丝网开始发展。其中聚四氟乙烯丝网具有耐腐蚀、除沫性能优异、密度小、成本低等优点，有望成为金属丝网的理想替代品。
　　本文通过分析试验参数，确定试验方法，搭建了丝网除沫器性能测试试验台，对聚四氟乙烯塑料丝网的流动和分离特性进行实验研究;得到聚四氟乙烯丝网的除沫效率和压降随盐水浓度、丝网目数、丝径、厚度、蒸汽流速等参数变化的规律:
　　(1)除沫效率随盐水浓度的增大而减小;压降随盐水浓度升高而增大;
　　(2)除沫效率随着丝网目数的增大而显著提高;压降随着目数的增大基本呈线性增大的趋势;
　　(3)丝径的增大能够提高除沫效率，在目数减少40％的情况下，丝径增大2倍可以达到基本相同的除沫效率;
　　(4)除沫效率随着丝网厚度的增加而明显增大;丝网厚度增大到一定程度后，丝网的除沫效率增长趋缓;
　　(5)丝网对蒸汽产生的压降随厚度增大而升高，丝网每增加三层，相同蒸汽流速下，除沫效率平均可以提高5％～20％，压降平均增大50～100Pa;在较低蒸汽流速下，压降随丝网厚度的增幅较小，与厚度增幅基本呈线性增长关系，在较高流速时，丝网压降随丝网厚度的增加而明显增大;
　　(6)随着蒸汽流速的增大，除沫效率先增大，后减小;蒸汽流速在6.0～7.5m/s区间能够获得较高的除沫效率。
　　此外，本文比较分析了聚四氟乙烯丝网与不锈钢丝网的性能差异:
　　(1)金属丝网达到最大除沫效率对应的蒸汽流速比较大;
　　(2)聚四氟乙烯丝网在盐水浓度10g/L时，最大除沫效率可以达到96％，产水电导率可以达到0.3μS/cm以下;
　　(3)在达到各自最大除沫效率时，不锈钢丝网的压降小于聚四氟乙烯丝网。