BH型规整填料的性能研究及混合溶液的物性分析

摘要

金属丝网波纹规整填料具有高理论板数和低压降等特点，已被广泛应用于多种精馏过程中。新型高效填料的开发与应用已经成为国内外分离工程发展的重要方向。本文结合传统X型、Y型填料的特点，自行开发设计出明型规整波纹式丝网填料。该填料波纹倾角呈45-30-45°变化，气液两相在填料波纹倾角变化处发生湍动，增大了有效接触面积；而且填料表面经过了特殊的物理化学处理，极大的提高了液体在填料表面的成膜性能。以上几方面的强化作用，极大地增强了传质机会，大大的提高了分离效率。 本文以波纹型填料作为试验对象，通过利用空气-水体系，在常压及室温的条件下，在直径500mm的有机玻璃塔内研究了BH型新型规整填料在内的五种填料的流体力学及传质学性能。测定了不同喷淋密度下气体动能因子与填料塔压降、液泛点之间的关系，得出了他们之间的性能曲线图。实验表明：这五种填料的压降随着液体喷淋密度的增大而增大；BH800和BH700型填料的具有较高的传质效率；此外，由实验结果可知，这两种填料可操作的范围较窄，气体动能因子F在1～1.5之间压降和传质效率突然变化，塔内出现液泛现象。 在该实验的基础上采用新型机械模型对填料的流体力学性能进行了模拟，并针对填料的几何特性和所测试流体的物性提出了新的理论假设。利用实验数据回归了波纹填料类型参数B<,1>、B<,2>、C<,1>、C<,2>的值和BH型填料几何特性参数k。在干填料的操作条件下，相应的填料压降模拟的最大误差为17％，在湿塔气速较低的情况下，模拟误差也不超过35％。上述结果表明，该模型能通过气速较好的预测波纹填料塔压降的变化情况。本文还对分离提纯中的难点--同系物间的分离作了基础性的数据分析。测试了较宽温度范围内二元混和有机醇的密度值，为此新型填料的工业应用提供基础数据。以上试验结果及理论模型可以为优化填料结构和指导工业生产提供依据。

目录

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第一章文献综述

1.1填料塔简述

1.1.1塔填料的现状和发展趋势

1.1.2塔内件简介

1.2填料塔的理论研究

1.2.1流体流动分布的理论研究

1.2.2填料塔传质理论的研究

1.3本课题的研究意义及所做工作

1.3.1基础性实验研究内容

1.3.2新型高效填料的研究开发

1.3.3模型建立

第二章填料性能研究实验部分

2.1.实验条件

2.2实验装置图及流程

2.3测试方法

2.3.1干塔压降的测量

2.3.2湿塔压降的测量

2.3.3气液传质性能的测量

2.4实验数据

2.4.1干塔压降

2.4.2湿塔压降

2.4.3液泛

2.4.4传质性能

2.5实验结果与讨论

2.5.1金属波纹规整填料的流体力学性能研究

2.5.2液泛气速测定与关联

2.5.3传质性能

第三章填料性能模型的建立

3.1模型的理论基础

3.2干填料层压降模型的建立

3.2.1模型的基本假设

3.2.2模型的建立

3.2.3模型对干塔层压降的拟和

3.3湿填料层模型的建立

3.3.1模型的基本假设

3.3.2模型的推导及建立

3.3.3模型对湿塔层压降的拟和

第四章混合溶液物性分析

4.1.实验条件

4.2实验装置图及流程

4.3实验数据

4.4实验结果与讨论

第五章结论

以后工作的建议

参考文献

致谢

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