低温流体在不同倾角填料表面的气液逆流特性理论研究

采用CFD方法,建立规整填料局部逆流模型,通过分析流动形态、润湿率、持液率等参数,研究了低温氮氧在45°和60°倾角填料气体逆流对流动特性的影响。结果表明,逆流气体对常温水的润湿性有促进作用,对低温工质产生负面影响。对于低温流体,45°填料能提供高于86%的润湿面积,逆流气体影响下润湿率降低6.90%,而60°填料润湿率仅降低0.40%,但其润湿率仅约67%。60°填料的压降低于50 Pa/m,远低于45°填料,能有效降低压降损失,更适合用于大处理量的空分精馏过程。

精馏规整填料表面水与液氮降膜流动特性对比研究

规整填料间两相流动状态及界面特性直接影响精馏塔甚至整个空分流程的性能,低温精馏的发展长期依赖常温物系测试,针对低温流体气液界面逆流作用特性尚未有公开研究。借助CFD方法,建立了基于规整填料Mellapak 250Y的局部逆流可代表性单元模型(REU),通过分析流动形态、局部润湿率和持液率,研究以水和液氮在规整填料上的流动特性差异。结果发现,当气相静止时,液氮整体润湿率大于90%,远大于水,在低流量成完全膜状流态。相比水,液氮由于具有低表面张力和低液气密度比,界面更易受到逆流气体影响,出现剧烈波动和液膜撕裂,润湿性显著下降,导致低温物系的泛点相比水-空气显著提前。