不锈钢三角螺旋高效填料在水-氢交换工艺中的性能研究

对液相水-氢交换工艺中的小型高效三角螺旋填料进行脱脂除油、亲水等进行了表面处理;通过总有机碳方法 TOC分析,处理工艺对填料的脱油效果明显,扫描电子显微镜SEM分析表明该处理工艺明显改善了填料比表面积。在典型的水-氢交换工艺条件下,处理过后的小型高效填料与Pt-SDB催化剂分层填装,该处理方式显著提高了水-氢交换性能,等板高度HETP降低至13.46 cm;进一步实验测定水-氢交换柱流体力学性能:床层持液量为0.03 m3/m3、床层压降为20 Pa/m,与理论计算一致。

三角形螺旋填料的流体力学性能研究

采用空气和水为介质，在内径为Φ２５ｍｍ的吸收塔中，对三角形螺旋填料的流体力学性能进行了研究．得到了三角形螺旋填料的床层压降和泛点特性，确定了该填料塔的操作通量。

三角形螺旋填料传质性能研究

在内径为Ф100 mm,装填高度为0.75 m的解吸塔,采用空气—氧气—水物系,在常温常压下,通过富氧水在空气中的解吸,对Ф10×10 mm三角形螺旋填料的传质性能进行了测定,获得了H_(ol)与L,K_(Xa)与L的关联式.实验测定的关联式可供实验和设计参考使用.

三角形螺旋填料流体力学性能研究

在内径Φ=100 mm的填料塔内,以空气-水为物系,对三角形螺旋填料的流体力学性能进行了测定.通过对实验数据的回归,获得了其压降Δp/Z、泛点因子φ_F的关联式.实验结果表明三角形螺旋填料通量大、压降低,实验结果对设计有参考意义.

三角形螺旋填料旋转床全回流精馏性能研究

为了寻找强化气液传质过程的有效途径,自制了1套小型旋转填料床,床内填充了Φ2 mm×2 mm三角形螺旋填料,以乙醇-水为实验物系,进行全回流精馏实验研究。实验结果表明:三角形螺旋填料旋转床存在一最佳转速nopt=1 050 r/min,当转速nnopt时,理论板数随液体流量和气体流量的增大而减小,且减小的很快。在nopt=1 050 r/min、液体流量L=14.7 L/h、气体流量V=7.4 m3/h时传质效果最好,每米填料相当于88块理论板,在适宜的转速范围内每米填料相当于62~88块理论板。三角形螺旋填料旋转床使传质过程得到极大强化,其传质效果比重力场三角形螺旋填料塔提高1倍左右。

三角形螺旋填料旋转床气相压降特性

为深入了解三角形螺旋填料旋转床气相压降的影响因素及规律,以空气-水为实验物系进行了实验和模型研究。改变气、液流量及转速测定气相压降的实验结果表明,气体流量和转速的增大均使干、湿床气相压降增大;液体流量增大时湿床气相压降先减小,而后基本保持不变;该旋转填料床具有气相压降小、操作弹性大的优点。按照气相压降产生的机理,将其分为局部压降、离心压降、转子外内腔压降和填料主体压降4部分进行模型研究,其中用旋涡理论描述转子外内腔压降、用简化的模型描述填料主体压降是新提出的方法,且所建模型能较好地描述气相压降的规律。

散堆不锈钢填料表面处理工艺研究

在核化工氢同位素分离领域,液相催化交换工艺的应用越来越广泛。该工艺过程中,气液相交换反应发生在催化交换床层填装的散堆不锈钢填料表面,为了提高气液相交换效率,需要对散堆不锈钢填料表面进行亲水化处理。针对应用最普遍的三角螺旋填料,对比研究了氢氧化钠溶液与非离子表面活性剂对三角螺旋填料的超声脱脂效果;进一步系统性分析了王水浸泡和亲水氧化对三角螺旋填料表面处理的影响,结合重量和SEM分析对三角螺旋填料的亲水氧化效果进行了分析研究;在此基础上最终确定了三角螺旋填料表面处理的工艺技术路线。

三角形螺旋填料旋转床气相压降的数值模拟

为研究三角形螺旋填料旋转床内部流场的复杂流动,建立了正三角形结构的填料物理模型来描述实际的三角形螺旋填料,并基于Gambit-Fluent的计算平台,采用realizable k-ε湍流模型对逆流旋转填料床进行气相干床压降的计算流体力学(CFD)模拟。结果表明:正三角形填料模型比较符合大比表面积,高空隙率的三角形螺旋填料的实际情况;气相在填料表面剧烈湍动,对强化传质极为有利;不同气体流量和转速下的正三角形填料旋转床气相干床压降的CFD模拟值与三角形螺旋填料床气相干床压降的实验值较吻合,两者的平均相对误差为15.8%。